Istraživanje podvodnog akustičkog pretvarača u podmorskoj komunikaciji

  Inteligentni podvodni sustav uključuje podvodnu akustičnu komunikaciju. Jedna od tehničkih poteškoća za prevladavanje inteligentnog za održavanje podmorskih cjevovoda je kako realizirati podvodni komunikacijski sustav inteligentnog za dovršetak daljinskog upravljanja platformom. Zbog specifičnosti morskog okoliša usvojena je podvodna akustična bežična komunikacija. Podvodni akustični komunikacijski sustav razlikuje se od tradicionalnog bežičnog komunikacijskog sustava i mora prenositi informacije kroz vrlo poseban podvodni akustični kanal, odnosno kroz medij morske vode. Medij morske vode je izuzetno složen i promjenjiv. Apsorpcija zvučne energije i širenje valne fronte putem medija tijekom procesa širenja dovode do slabljenja signala; raspršivanje i refleksija zvučnih valova od morske površine i morskog dna dovode do pojave multipatha; i neravnina od piezokeramički cilindar keramički pretvarač . Pod vodom postoji mnogo smetnji, što će uzrokovati izobličenje podvodnog zvučnog signala. Glavni rad ovog rada dovršava istraživanje i odabir podvodnih akustičnih pretvarača, koji igraju važnu ulogu u komunikacijskom procesu, te određuje frekvenciju podvodnog prijenosa signala kroz eksperimente s vodom.

The ultrazvučni cilindrični keramički pretvornik je uređaj koji ostvaruje međusobnu pretvorbu elektroakustičke energije, a prema namjeni se može podijeliti na odašiljač i prijamnik (ili hidrofon). Prikazan je inteligentni protok komunikacijskog signala. Glavno istraživanje ovog komunikacijskog sustava je izdavanje naredbenih podataka s matičnog broda ili sučelja rada računala platforme, te pretvaranje digitalnog signala u analogni signal putem modema i slanje u podvodni akustični pretvarač kroz sklop za usklađivanje pojačanja snage kako bi se pretvorio u akustični signal. Kao važan smjer istraživanja u području inženjerske akustike vode, podvodni akustični pretvarači i njihovi nizovi sveobuhvatna su upotreba više disciplina, uključujući hidroakustiku, fiziku, elektroniku, mehaniku, znanost o materijalima, pa čak i kemiju. Njegovo istraživanje pruža važno tehničko jamstvo za pouzdan prijenos i razmjenu podvodnih informacija.

Glavni parametri rada podvodnog akustičnog pretvarača

Glavni parametri izvedbe podvodnog akustičnog pretvornika uzeti u obzir u procesu odabira podvodnog akustičnog pretvornika (1) Radna frekvencija pretvornika odabire se prema jednadžbi sonara pod određenim uvjetima i drugim važnim performansama. Pokazatelji kao što su usmjerenost, snaga emitiranog zvuka i osjetljivost prijema variraju s frekvencijom. Odašiljač općenito radi na rezonantnoj osnovnoj frekvenciji kako bi se postigla visoka snaga prijenosa i visoka učinkovitost. Za hidrofone se očekuje da rade u frekvencijskom pojasu s ravnim prijamnim odzivom.

Širina pojasa Δf i mehanički faktor kvalitete Qm

Širina pojasa Δf od piezo keramički materijali imaju sljedeći odnos s faktorom kvalitete Qm: 1Qm = Δff0, gdje je f0 frekvencija mehaničke rezonancije. Faktor kvalitete Qm povezan je s materijalom, strukturnom veličinom, mehaničkim gubitkom i otpornošću na zračenje pretvarača. Što je veći mehanički gubitak i otpornost na zračenje i što je manja ekvivalentna masa u blizini rezonantne frekvencije, niži je Qm i šira je širina pojasa.

Odziv napona emisije:

Naponski odziv Sv cijevi piezo cilindra važan je parametar za mjerenje performansi zvučnog sustava koji zrači energiju zvučnog vala u vodu. Definiran je na određenoj frekvenciji, pretvornik za odašiljanje (ili niz pretvornika) udaljen je od navedenog smjera (smjer osi zvuka). Omjer zvučnog tlaka slobodnog polja Pf proizvedenog na referentnoj udaljenosti efektivnog akustičkog središta i pobudnog napona rms V na ulazu pretvornika. Sv=Pf(1m)·d0V(Pa·m/v) referentna udaljenost d0=1m, decibel od Sv izražava se kao razina odziva napona emisije: SvL=20lgSv(Sv)ref(dB) referentna vrijednost (Sv)ref=1μPa· m/v. Pretvornik ima i druge značajke, poput usmjerenosti.

Podvodni pretvarač zvuka, Nakon istraživanja i odabira, pretvarač podvodne akustične emisije koristi se u eksperimentu ispitivanja vode. To je cilindrični piezoelektrični keramički pretvarač koji je razvio Institut za hidroakustiku. Piezoelektrični keramički pretvarači vrsta su pretvarača koji se široko koristi u području podvodne akustike. To su glavne prednosti (1) kada je u stanju odašiljanja, može se koristiti kao radijator jake snage, a njegova elektroakustička učinkovitost je također visoka, iznosi oko 30-70%; kada se koristi u stanju primanja kao prijamnik, ima veću osjetljivost prijema od Pzt piezokeramičke cilindrične cijevi, oko desetaka do stotina mikrovolta / Pa; (3) može se koristiti kao pretvarač različitih oblika, kao što su kompozitni štapni, stupni i kuglasti pretvarači. Ima karakteristike jednostavne strukture i stabilne radne performanse. Sekvenca proizvodi rezultirajuću vremensku pogrešku između dva prekida. Zatim započnite brojanje u petlji, to jest, num plus 1, kada se num doda 20, što će generirati prekid od 1s, zatim pokrenite num clear i drugu jedinicu plus 1, a zatim počnite prosuđivati ​​sekundu, minutu, treba li prenijeti ili izbrisati program.