Penelitian transduser akustik bawah air dalam komunikasi bawah laut

  Kecerdasan kapal selam mencakup komunikasi akustik bawah air, Salah satu kesulitan teknis untuk mengatasi kecerdasan untuk pemeliharaan pipa bawah laut adalah bagaimana mewujudkan sistem komunikasi bawah air yang cerdas untuk menyelesaikan pengoperasian platform jarak jauh. Karena kekhasan lingkungan laut, komunikasi nirkabel akustik bawah air diadopsi. Sistem komunikasi akustik bawah air berbeda dengan sistem komunikasi nirkabel tradisional, dan harus mengirimkan informasi melalui saluran akustik bawah air yang sangat khusus, yaitu melalui media air laut, Media air laut sangat kompleks dan bervariasi. Penyerapan energi suara dan perluasan muka gelombang oleh medium selama proses propagasi menyebabkan redaman sinyal; hamburan dan pemantulan gelombang bunyi oleh permukaan laut dan dasar laut menimbulkan fenomena multipath; dan ketidakrataan transduser keramik silinder piezoceramic . Dan terdapat banyak noise interferensi di bawah air yang akan membuat sinyal akustik bawah air terdistorsi. Pekerjaan utama makalah ini menyelesaikan penelitian dan pemilihan transduser akustik bawah air, yang memainkan peran penting dalam proses komunikasi, dan menentukan frekuensi transmisi sinyal di bawah air melalui eksperimen uji air.

Itu transduser keramik silinder ultrasonik adalah perangkat yang mewujudkan konversi energi elektroakustik timbal balik, dan dapat diklasifikasikan menjadi pemancar dan penerima (atau hidrofon) sesuai dengan penggunaannya. Kecerdasan aliran sinyal komunikasi ditampilkan. Penelitian utama dari sistem komunikasi ini adalah mengeluarkan data perintah dari antarmuka operasi komputer kapal induk atau platform, dan mengubah sinyal digital menjadi sinyal analog melalui modem, dan mengirimkannya ke transduser akustik bawah air melalui rangkaian pencocokan amplifikasi daya untuk mengubahnya menjadi sinyal akustik. Sebagai arah penelitian penting di bidang teknik akustik air, transduser akustik bawah air dan susunannya merupakan penggunaan komprehensif berbagai disiplin ilmu, yang melibatkan hidroakustik, fisika, elektronik, mekanika, ilmu material, dan bahkan kimia. Penelitiannya memberikan jaminan teknis penting untuk transmisi dan pertukaran informasi bawah air yang andal.

Parameter kinerja utama transduser akustik bawah air

Parameter kinerja utama transduser akustik bawah air dipertimbangkan dalam proses pemilihan transduser akustik bawah air (1) Frekuensi pengoperasian transduser dipilih berdasarkan persamaan sonar dalam kondisi tertentu, dan kinerja penting lainnya. Indikator seperti directivity, kekuatan suara yang ditransmisikan, dan sensitivitas penerimaan bervariasi menurut frekuensi. Untuk pemancar, umumnya dioperasikan pada frekuensi dasar resonansi untuk mencapai transmisi daya tinggi dan karakteristik efisiensi tinggi. Untuk hidrofon diharapkan beroperasi pada pita frekuensi dengan respon penerimaan yang datar.

Bandwidth Δf dan faktor kualitas mekanik Qm

Bandwidth Δf dari Bahan keramik piezo mempunyai hubungan sebagai berikut dengan faktor kualitas Qm: 1Qm = Δff0, dimana f0 adalah frekuensi resonansi mekanik. Faktor kualitas Qm berkaitan dengan material, ukuran struktural, kehilangan mekanis, dan ketahanan radiasi transduser. Semakin besar kerugian mekanis dan ketahanan radiasi serta semakin kecil massa ekivalen di dekat frekuensi resonansi, semakin rendah Qm dan semakin lebar bandwidthnya.

Respon tegangan emisi:

Respon tegangan Sv tabung silinder piezo merupakan parameter penting untuk mengukur kinerja sistem suara yang memancarkan energi gelombang suara ke dalam air. Didefinisikan pada frekuensi tertentu, transduser transmisi (atau susunan transduser) menjauhi arah yang ditentukan (arah sumbu suara). Rasio tekanan suara medan bebas Pf yang dihasilkan pada jarak referensi pusat akustik efektif dengan tegangan eksitasi rms V pada masukan transduser. Jarak referensi Sv=Pf(1m)·d0V(Pa·m/v) d0=1m, desibel Sv dinyatakan sebagai tingkat respons tegangan emisi: SvL=20lgSv(Sv)ref(dB) nilai referensi (Sv)ref=1μPa· m/v. Transduser memiliki fitur lain, seperti directivity.

Transduser suara bawah air, Setelah diselidiki dan diseleksi, transduser emisi akustik bawah air digunakan dalam percobaan uji air. Ini adalah transduser keramik piezoelektrik silinder yang dikembangkan oleh Institute of Hydroacoustics, Transduser keramik piezoelektrik adalah jenis transduser yang banyak digunakan di bidang akustik bawah air. Keunggulan utamanya (1) bila dalam keadaan transmisi, dapat digunakan sebagai radiator daya yang kuat, dan efisiensi elektroakustiknya juga tinggi, sekitar 30-70%; Bila digunakan dalam keadaan penerima sebagai penerima, ia memiliki sensitivitas penerimaan yang lebih tinggi dari tabung silinder piezoceramic Pzt, sekitar puluhan hingga ratusan mikrovolt / Pa; (3) dapat digunakan sebagai transduser dalam berbagai bentuk, seperti transduser tipe batang komposit, kolom dan bola. Ini memiliki karakteristik struktur sederhana dan kinerja kerja yang stabil. Urutan tersebut menghasilkan kesalahan waktu yang dihasilkan antara dua interupsi. Kemudian mulai penghitungan loop, yaitu num plus 1, ketika num ditambahkan ke 20, yang akan menghasilkan interupsi 1 detik, kemudian mulai num clear dan unit kedua ditambah 1, dan kemudian mulai menilai detik, menit, apakah akan membawa atau menghapus program.