ricerca e sviluppo di trasduttori acustici subacquei (1)

Caratteristiche del trasduttore e metodi di calibrazione:

UN Il trasduttore idroacustico è un dispositivo che converte l'energia acustica e l'energia elettrica tra loro. La posizione nel sonar è simile all'antenna di una radio, un sistema acustico che emette e riceve onde sonore nell'acqua di mare. UN il trasduttore piezoceramico a cilindro ceramico in cui l'energia acustica viene convertita in energia elettrica è chiamato ricevitore o idrofono; un trasduttore che converte l'energia elettrica in energia acustica è chiamato trasmettitore. Alcuni sonar utilizzano lo stesso trasduttore per trasmettere e ricevere il suono; altri utilizzano emettitori e idrofoni separati.

Caratteristiche del trasduttore:

Le prestazioni dell'idrofono si riferiscono principalmente alla sensibilità e alla direzionalità. La risposta di ricezione dell'idrofono è la sensibilità di ricezione.

Idrofono trasduttore:

Un idrofono solitamente è un dispositivo di conversione lineare acustico/elettrico che ha un fattore di scala tra la tensione che produce e la pressione sonora del campo sonoro. Questo fattore di scala è chiamato risposta del trasduttore. La risposta di ricezione (sensibilità di ricezione) dell'idrofono è la tensione terminale dell'idrofono generata dall'onda piana della pressione sonora dell'unità (prima che l'idrofono venga posizionato sul campo). Convenzionalmente, la risposta di ricezione del piezoceramico Pzt è rappresentata da una risposta a circuito aperto in cui l'idrofono non è collegato al carico. Solitamente la risposta in ricezione viene registrata in decibel, il livello di riferimento è 1 dyne/cm2 e la pressione sonora è 1 V ed è scritta in dB. La risposta alla corrente di emissione del trasmettitore indica la distanza assiale nel fascio quando la corrente dell'unità viene iniettata nell'emettitore. Pressione sonora generata a 1 m. La risposta dell'emissione è solitamente espressa in decibel. Il livello di riferimento è la pressione sonora generata alla distanza di riferimento quando viene iniettata la corrente dell'emettitore ed è scritto in dB. Convenzionalmente la distanza di riferimento è riferita ad 1 m dalla sorgente sonora; se la distanza di riferimento è 1 codice, Più 20log39.4/36, ovvero correzione +0,87 dB, trasforma la risposta di trasmissione. È il livello della sorgente sonora.

Direttività:

Gli idrofoni utilizzano quasi sempre array di idrofoni nelle loro applicazioni. Gli array di idrofoni hanno un rapporto segnale-rumore più elevato rispetto ai singoli componenti idrofoni perché possono essere utilizzati da rumori isotropi o da diversi rumori identici. Viene estratto il segnale proveniente dalla direzione puntata dalla schiera, ovvero l'indice di direttività è un parametro dell'onda acustica di ricezione utilizzato per misurare la capacità di una schiera di idrofoni di estrarre segnali dal rumore con il suo diagramma del fascio. È il numero di decibel in cui il rapporto segnale-rumore all'uscita dell'idrofono direzionale è maggiore del rapporto segnale-rumore all'uscita dell'idrofono non direzionale.

Metodo di calibrazione:

Al fine di garantire lo svolgimento del trasduttore acustico subacqueo cilindrico e la necessità di trasmissione dei valori, l'idrofono e il trasmettitore devono essere calibrati. La calibrazione di un trasduttore è una funzione della frequenza e della direttività della risposta del trasduttore. Attualmente esistono numerosi metodi per misurare la risposta del trasduttore. un riepilogo dei metodi di calibrazione compilato dal Naval Ordnance Laboratory TF Johnston basato sulla letteratura. Questi metodi presentano vantaggi e svantaggi a seconda delle dimensioni dei trasduttori e delle gamme di frequenza.