Hidroakustički pretvarač je uređaj koji pretvara akustičnu energiju u električnu energiju. Položaj u sonaru sličan je anteni u radiju, akustičkom sustavu koji emitira i prima zvučne valove u morskoj vodi. Piezoelektrični ultrazvučni pretvarač u kojem se akustična energija pretvara u električnu energiju naziva se prijemnik ili hidrofon; pretvarač koji pretvara električnu energiju u zvučnu energiju naziva se odašiljač. Neki sonari koriste isti pretvarač za prijenos i primanje zvuka; drugi koriste zasebne emitere i hidrofone.
Karakteristike pretvarača
Performanse hidrofona uglavnom se odnose na osjetljivost i usmjerenost. Prijemni odziv hidrofona je prijemna osjetljivost.
Pretvarač hidrofona
Hidrofon je obično uređaj za linearnu akustičnu/električnu pretvorbu koji ima faktor skaliranja između napona koji proizvodi i zvučnog tlaka zvučnog polja. Ovaj faktor ljestvice naziva se odziv pretvornika. Prijemni odziv (osjetljivost prijema) hidrofona je terminalni napon hidrofona generiran ravnim valom jediničnog zvučnog tlaka (prije nego se hidrofon postavi u polje). Konvencionalno, prijamni odziv predstavlja odgovor otvorenog kruga u kojem hidrofon nije spojen na opterećenje. Obično se prijamni odziv bilježi u decibelima, referentna razina je 1 dynes/cm2, a zvučni tlak je 1 V, i piše se u dB. Odaziv odašiljača na struju emisije pokazuje aksijalnu udaljenost u uzorku snopa kada se jedinica struje ubrizgava u emiter. Tlak zvuka koji se stvara na 1 m. Odziv emisije obično se izražava u decibelima. Referentna razina je zvučni tlak generiran na referentnoj udaljenosti kada se ubrizgava struja emitera, a piše se u dB. Uobičajeno, referentna udaljenost odnosi se na 1 m od izvora zvuka; ako je referentna udaljenost 1 kod, Plus 20log39.4/36, tj. korekcija +0.87dB, transformirajte odziv prijenosa. To je razina izvora zvuka.
Usmjerenost:
Hidrofoni gotovo uvijek koriste nizove hidrofona u svojim aplikacijama. Hidrofonski nizovi imaju veći omjer signala i šuma nego pojedinačne hidrofonske komponente jer se mogu koristiti iz izotropnih ili nekoliko identičnih šumova. Signal snopa piezo cijevi dolazi iz smjera na koji pokazuje niz i ekstrahira se, to jest, Indeks usmjerenosti je parametar akustičnog vala koji se koristi za mjerenje sposobnosti niza hidrofona da izvuče signale iz buke svojim uzorkom snopa. To je broj decibela u kojem je omjer signala i šuma na izlazu usmjerenog hidrofona veći od omjera signala i šuma na izlazu neusmjerenog hidrofona.
Metoda kalibracije Kako bi se osigurala izvedba podvodne akustičke opreme i potreba za prijenosom vrijednosti, hidrofon i odašiljač moraju biti kalibrirani. Kalibracija akustične piezoelektrične cijevi je funkcija frekvencije i usmjerenosti odziva pretvornika. Sada postoji veliki broj metoda za mjerenje odziva sonde. sažetak metoda kalibracije koji je sastavio Naval Ordnance Laboratory TF Johnston na temelju literature. Ove metode imaju svoje prednosti i nedostatke za različite veličine sondi i frekvencijske raspone.
Transdukcijski materijali i akustični materijali PZT piezoelektrična keramika razvijaju se prema industrijalizaciji. Do sada se kao voda koristila piezoelektrična keramika olovo cirkonat titanat (PZT). Pretvornički materijal akustičnog pretvornika još uvijek dominira. PZT piezoelektrična keramika koju je razvio Kineski institut za akustiku, najčešće korišteni modeli su PZT-4 (primopredajnik i dvostruka namjena), PZT-5 (vrsta prijema) i PZT-8 (vrsta emisije velike snage), a njihova izvedba može zadovoljiti različite podvodne zvukove. Potrebe pretvornika uspoređuju se s onima u stranim zemljama. Materijali za transdukciju i akustični materijali Piezoelektrična keramika se razvija prema industrijalizaciji. Do sada je piezoelektrična keramika od olovnog cirkonat titanata (PZT) još uvijek na prvom mjestu kao materijal za transdukciju energije za podvodne akustične pretvarače. PZT piezoelektrična keramika koju je razvio Kineski institut za akustiku, najčešće korišteni modeli su PZT-4 (primopredajnik i dvostruka namjena), PZT-5 (vrsta prijema) i PZT-8 (vrsta emisije velike snage), a njihova izvedba može zadovoljiti različite podvodne zvukove. To su potrebe pretvornika, njegove razine i vanjske faze piezoelektrične cijevi pretvornika d33 je mjerni instrument razvijen u piezoelektričnom keramičkom mjerenju, koji je promoviran u više od 100 domaćih, i uredio standardni nacionalni standard za statičku piezoelektričnu metodu konstantnog mjerenja naprezanja. Hidroakustični materijali uglavnom uključuju apsorpciju zvuka, anti-zvuk, zvuk i zvuk izolacijski materijali, materijali za prigušivanje vibracija i drugi istraživački sadržaj. U tom smislu, tvrtka je uspostavila prvu opremu za ispitivanje podvodne akustične pulsne cijevi, opremu za ispitivanje Fuyangovog modula i složenog modula smicanja, te je opremljena uređajem za promjenjivu temperaturu i tlak i mikroračunalnim sustavom za obradu podataka i sustavom za mjerenje visokih akustičnih karakteristika. U području materijala koji apsorbiraju zvuk razvijene su dvije vrste vode. To su akustični materijali za apsorbiranje zvuka i tri vrste struktura za apsorpciju zvuka: paralelni kanal s ravnom kvrgom, kvadratna kvrga i tip ravne rezonancije, koji mogu zadovoljiti zahtjeve različitih frekvencijskih pojaseva. Ravni vrh za apsorpciju zvuka naširoko se koristi u velikim i srednjim bazenima s prigušivačima u Kini, a koeficijent refleksije zvučnog tlaka manji je od 10% u frekvencijskom rasponu od 8 do 100 kHz. Osim toga, zvučno propusna guma tipa T801 ~ T808, lijevani tip vulkanizacije na sobnoj temperaturi, visokofrekventna apsorpcija zvuka i materijali propusni za zvuk, podstava s visokom apsorpcijom zvuka, prigušivanje apsorpcije zvuka i materijali za prigušivanje tipa kita široko su korišteni u raznim inženjerskim projektima. Serija modula za ultrazvučnu simulaciju i serija modula za ultrazvučnu simulaciju razvijena ultrazvučnim tkivom ljudskog tijela je standard za detekciju medicinskih ultrazvučnih dijagnostičkih instrumenata potvrđen od strane Državnog zavoda za tehnički nadzor i Državne uprave za medicinu.
Hidroakustički pretvarač i niz
Najčešći podvodni akustični pretvarači su tipa ravnog klipa, uzdužnog vibratorskog tipa, tipa okrugle kalibracije i zakrivljenog tipa. Kina može dizajnirati i proizvesti razne sonde koje zadovoljavaju potrebe inženjerstva, a razina je usporediva s onom u stranim zemljama.
(1) Odašiljač velike snage Dobiva se pretvarač emisije visoke gustoće (intarzirani cilindrični pretvarač) prstena i dobivaju se znanstvena i tehnološka dostignuća Kineske akademije znanosti. Među njima, 'piezoelektrična prstenasta elektroda' dobila je patent za korisni model. Pretvarač je prvi širokopojasni širokopojasni internet u dubokom moru u Kini. Pretvarač podvodne akustične emisije velike snage koristi se za istraživanje morskog područja morske vode. Tehnologija je uspješno primijenjena u akustičkim sustavima kao što su podvodni akustični prijemnici, podvodni brzinomjeri i analogni ciljevi. (2) pretvornik savijanja Vibracije i zvučno zračenje pretvornika savijanja lanternog tipa proučavani su i analizirani metodom konačnih elemenata, a rezultati su naširoko primijenjeni na sonarnu opremu. Na temelju toga proučavan je i konkavni pretvornik savijanja. U usporedbi s postojećim konveksnim lanternim pretvornicima za savijanje u svijetu, ovaj pretvornik ima veću osjetljivost i volumetrijsku brzinu te je otporan na statički tlak. Konkretno, ova struktura može postići visoku širokopojasnost korištenjem višemodnih vibracija. Karakteristike su visoko hvaljene od strane inozemne vodene akustike. (3) Istraživanje piezoelektričnog kompozitnog hidrofona i pretvornika u stijenama korištenjem PZT (3-3) sendvič kompozitnog piezoelektričnog materijala, vrijednost piezoelektrične konstante gh je visoka, a vrijednost dh × gh je velika i način vibracije je bolji. Jednostavan i lak za usklađivanje karakteristika stijenske mase razvijen u širokopojasni hidrofon visoke osjetljivosti i širokopojasni ultrazvučni pretvornik kamena s uskim pulsom.
Proces pretvornika:
Razvoj kristala piezoelektričnog senzora uključuje snažan proces i često je ključan za postizanje novog dizajna. U kombinaciji s istraživanjem i razvojem podvodnih akustičnih i ultrazvučnih pretvornika, formiran je skup posebnih tehnologija, kao što je poliuretanska zvučno propusna guma bez sumpora i postupak spajanja, kompozitna tehnologija prednaprezanja, serija akustičnih ljepila i tehnologija lijepljenja ima spore proizvodne procese valovoda itd., koje su postale iznimno važna tehnička sredstva za istraživački rad pretvornika.
Hubei Hannas Tech Co., Ltd profesionalni je proizvođač piezoelektrične keramike i ultrazvučnih sondi, posvećen ultrazvučnoj tehnologiji i industrijskim primjenama.
