Teknologi transduser vektor akustik telah menarik banyak perhatian industri akustik bawah air

Itu transduser vektor bawah air terdiri dari sensor tekanan suara non-arah tradisional dan sensor kecepatan getaran titik berarah dipol. Ini secara bersamaan dapat mengukur tekanan suara pada suatu titik di medan suara dan beberapa komponen ortogonal dari kecepatan getaran partikel. Informasi amplitudo dan fase memberikan ide-ide baru untuk memecahkan beberapa masalah akustik bawah air. Karena nilai penerapan rekayasa aktual dan potensial, teknologi sensor vektor akustik terkait telah menarik banyak perhatian komunitas akustik bawah air dalam sepuluh tahun terakhir. Artikel ini mencoba merangkum sejarah perkembangan, status quo, dan beberapa kemajuan penelitian teknologi sensor vektor akustik pada fondasi fisik, desain dan produksi sensor ultrasonik, serta aplikasi teknik terkait dalam lima puluh tahun terakhir.

Sebagai peralatan pengukuran akustik bawah air jenis baru, transduser vektor akustik tidak hanya dapat mengukur kuantitas fisik skalar yang paling umum dalam tekanan suara medan suara, tetapi juga secara

Meskipun makalah ini menyebut jenis sensor ini sebagai transduser vektor akustik, namun memiliki nama yang berbeda di dalam dan luar negeri. Misalnya, Rusia menyebut transduser kecepatan getaran partikel sebagai penerima vektor, dan sensor vektor akustik disebut penerima komposit (conlbinederceiver); di Amerika Serikat, transduser vektor suara juga disebut sensor kecepatan tekanan suara (pressure-veloeity sensororp), dan ada pula yang disebut probe intensitas suara. Area aplikasi utama teknologi sensor vektor akustik dapat mencakup sonar peringatan akustik bawah air, sonar susunan garis penarik, sonar susunan konformal susunan sayap, bahan bakar suara ranjau, sonar pendeteksi torpedo, sonar multistatis, penentuan posisi navigasi dan distribusi jaringan sensor kendaraan bawah air, dll. Dalam aeroakustik, transduser vektor akustik dapat digunakan untuk deteksi peringatan medan perang helikopter dan pesawat siluman, identifikasi sumber kebisingan dan intensitas suara, pengukuran daya suara, dll. Selain itu, ada transduser vektor elektromagnetik, yang bentuk pemrosesan sinyalnya adalah mirip dengan suara bawah air.

Teknologi transduser vektor akustik merupakan salah satu fokus penelitian yang banyak menarik perhatian industri pengukuran akustik bawah air dalam sepuluh tahun terakhir. Dari makalah klasik yang diterbitkan oleh para sarjana Amerika pada pertengahan tahun 1950-an tentang penggunaan sensor inersia untuk mengukur secara langsung kecepatan getaran partikel dalam air, hingga keberhasilan pengembangan sensor vektor akustik oleh para sarjana di bekas Uni Soviet pada tahun 1970-an dan 1980-an. (hidrofon komposit) Penelitian tentang kebisingan lingkungan laut telah dilakukan, dan baru pada tahun 1990-an ledakan penelitian teknologi sensor vektor akustik secara bertahap muncul.

Pada tahun 1991, para sarjana Rusia menerbitkan monograf pertama di dunia tentang teknologi sensor vektor akustik 'metode fase vektor akustik, yang membahas secara komprehensif prinsip dan penerapan teknologi sensor vektor akustik. The American Journal of Acoustics, Vol. 89, No. 3, 1991 Dan edisi kedua Volume 90, menerbitkan tiga makalah tentang penelitian sensor vektor akustik oleh para sarjana dari Amerika Serikat dan Rusia. Situasi ini belum pernah terjadi sebelumnya. Potensi prospek penerapan militer dari teknologi ini telah mendorong Badan Penelitian Angkatan Laut AS (ONR) ) Pada tahun 1995, ia mensponsori Acoustic Society of America untuk mengadakan simposium tentang transduser vektor akustik, dan menerbitkan kumpulan esai berjudul 'Sensor Kecepatan Getaran Partikel Akustik: Desain, Kinerja, dan Aplikasi', yang pada dasarnya mencerminkan karya para sarjana Amerika saat ini di bidang ini, tetapi sejauh ini, ini masih menjadi salah satu bahan referensi paling berharga di bidang ini, dan juga sangat mempromosikannya penelitian di bidang ini. Pada tahun 1997, seorang sarjana Rusia menerbitkan monografi 'Penerima Akustik Bawah Air Komposit' s1.

Pada tahun 2001, US Naval Underwater Warfare Center (NUWC) mengadakan seminar tentang transduser akustik terarah dan mengundang para sarjana Rusia untuk berpartisipasi untuk pertama kalinya. Pada tahun 2002, OCEANS of IEEE mendirikan jaringan khusus 'Sensor Kecepatan Getaran Partikel Suara', yang mencakup desain, produksi, dan eksperimen frekuensi rendah dan frekuensi tinggi. transduser vektor suara , dan kinerja informasi gabungan tekanan suara dan kecepatan getaran partikel suara dalam pemrosesan lapangan yang cocok, dll. Semua ini mencerminkan situasi penelitian terbaru. 'Ocean Vector Acoustics' yang diterbitkan pada tahun 2003 mengembangkan penelitian tentang karakteristik bidang skalar tekanan suara dari kebisingan lingkungan laut, dan mengusulkan serangkaian metode lengkap berdasarkan transduser vektor akustik seperti eksperimen kelautan, pemrosesan data, dan analisis teoretis. Meskipun ide desain transduser vektor akustik modern berdasarkan sensor inersia dan prototipe sampel produksi pertama kali muncul di Amerika Serikat, di bawah inisiatif aktif dan promosi Rzhevikn dan Zakharov, Rusia harus membuat kemajuan dalam penelitian dasar dan penelitian penerapan teknologi sensor vektor akustik. Lebih jauh lagi, dan dinilai sebagai salah satu dari sepuluh teknologi akustik bawah air terbaik di Rusia pada abad ke-20.

Pekerjaan rumah tangga terkait dapat ditelusuri kembali ke penelitian tentang hidrofon gradien tekanan suara dan pengukuran intensitas suara hidrofon ganda pada awal tahun 1990an. Namun penelitian yang lebih mendalam dimulai setelah tahun 1998. Eksperimen Danau Songhua pada tahun 1998 dan uji coba laut Dalian pada tahun 2000 adalah dua eksperimen lapangan pertama mengenai teknologi transduser vektor akustik di Tiongkok, diikuti oleh eksperimen Reservoir pada tahun 2002 dan Laut Cina Timur pada tahun 2003. Penulis mendapat kehormatan untuk berpartisipasi dalam eksperimen ini dan penelitian terkait.