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

The transduser vektor bawah air terdiri daripada penderia tekanan bunyi bukan arah tradisional dan penderia halaju getaran titik terarah dipol. Ia secara serentak boleh mengukur tekanan bunyi pada satu titik dalam medan bunyi dan beberapa komponen ortogon halaju getaran zarah. Maklumat amplitud dan fasa memberikan idea baharu untuk menyelesaikan beberapa masalah akustik bawah air. Oleh kerana nilai aplikasi kejuruteraan yang sebenar dan berpotensi, teknologi penderia vektor akustik yang berkaitan dengan ini telah menarik banyak perhatian daripada komuniti akustik bawah air dalam tempoh sepuluh tahun yang lalu. Artikel ini cuba meringkaskan sejarah pembangunan, status quo dan beberapa kemajuan penyelidikan teknologi penderia vektor akustik dalam asas fizikal, reka bentuk dan pengeluaran penderia ultrasonik serta aplikasi kejuruteraan yang berkaitan dalam tempoh lima puluh tahun yang lalu.

Sebagai jenis baru peralatan pengukuran akustik dalam air, yang transduser vektor akustik bukan sahaja boleh mengukur kuantiti fizikal skalar yang paling biasa dalam tekanan bunyi medan bunyi, tetapi juga secara langsung dan serentak mengukur vektor halaju getaran zarah sederhana bendalir dalam sistem koordinat kartesian pada titik yang sama dalam medan bunyi. X berikut,,,: komponen unjuran paksi, biasanya digunakan dalam bentuk tiga komponen dan dua komponen. Dalam struktur, ia terdiri daripada penderia tekanan bunyi bukan arah tradisional dan transduser halaju zarah berkutub. Transduser halaju zarah ialah komponen teras, dan kepekaan dan kestabilan kerjanya menyekat vektor bunyi. Reka bentuk, pengeluaran, pemprosesan, pemasangan, penentukuran dan penggunaan penderia dan banyak pautan lain.

Walaupun kertas ini merujuk kepada jenis penderia ini sebagai transduser vektor akustik , ia mempunyai nama yang berbeza di dalam dan di luar negara. Sebagai contoh, Rusia merujuk kepada transduser halaju getaran zarah sebagai vektorer-ceiver, dan sensor vektor akustik Ia dipanggil penerima komposit (conlbinederceiver); di Amerika Syarikat, transduser vektor bunyi juga dipanggil sensor halaju tekanan bunyi (presure-veloeity sensororp), dan sesetengahnya dipanggil probe intensiti bunyi. Bidang aplikasi utama teknologi penderia vektor akustik boleh meliputi sonar amaran akustik bawah air, sonar tatasusunan talian yang ditarik, sonar tatasusunan konformal tatasusunan rusuk, fuze bunyi lombong, sonar pengesanan torpedo, sonar multistatik, penentududukan navigasi dan pengedaran rangkaian penderia kenderaan bawah air, dsb. Dalam aeroacoustics, transduser vektor akustik dan pengesanan amaran medan perang dan pengesanan pesawat tidak boleh digunakan untuk amaran medan perang dan pengesanan medan perang. keamatan bunyi, pengukuran kuasa bunyi, dsb. Di samping itu, terdapat transduser vektor elektromagnet, yang bentuk pemprosesan isyaratnya serupa dengan bunyi dalam air.

Teknologi transduser vektor akustik adalah salah satu fokus penyelidikan yang telah menarik banyak perhatian daripada industri pengukuran akustik bawah air dalam tempoh sepuluh tahun yang lalu. Daripada makalah klasik yang diterbitkan oleh sarjana Amerika pada pertengahan 1950-an mengenai penggunaan penderia inersia untuk mengukur secara langsung halaju getaran zarah dalam air, kepada kejayaan pembangunan penderia vektor akustik oleh sarjana di bekas Kesatuan Soviet pada 1970-an dan 1980-an. (hidrofon komposit) Penyelidikan tentang bunyi persekitaran marin telah dijalankan, dan tidak sampai tahun 1990-an barulah ledakan penyelidikan teknologi penderia vektor akustik secara beransur-ansur muncul.

Pada tahun 1991, sarjana Rusia menerbitkan monograf pertama di dunia mengenai teknologi penderia vektor akustik 'kaedah fasa vektor akustik, yang membincangkan secara menyeluruh prinsip dan aplikasi teknologi penderia vektor akustik. The American Journal of Acoustics, Vol. 89, No. 3, 1991 Dan isu kedua Jilid 90, menerbitkan tiga kertas penyelidikan vektor Amerika Syarikat dan tidak pernah dilakukan oleh sarjana Rusia. Sebelum ini. Prospek aplikasi ketenteraan yang berpotensi untuk teknologi ini telah mendorong Agensi Penyelidikan Tentera Laut AS (ONR) ) Pada tahun 1995, beliau menaja Persatuan Akustik Amerika untuk mengadakan simposium mengenai transduser vektor akustik , dan menerbitkan koleksi esei bertajuk 'Pengensor Halaju Zarah Akustik: Reka Bentuk, Prestasi, dan Penerapan dalam bidang ini secara asasnya . ia masih merupakan salah satu bahan rujukan yang paling berharga dalam bidang ini, dan ia juga telah banyak mempromosikan penyelidikan dalam bidang ini Pada tahun 1997, seorang sarjana Rusia menerbitkan monograf 'Penerima Akustik Bawah Air Komposit' s1, khususnya membincangkan reka bentuk, pengeluaran dan penentukuran transduser vektor akustik.

Pada tahun 2001, Pusat Peperangan Bawah Laut Tentera Laut AS (NUWC) mengadakan seminar mengenai transduser akustik berarah dan menjemput sarjana Rusia untuk mengambil bahagian buat kali pertama. Pada tahun 2002, OCEANS of IEEE mewujudkan rangkaian khas 'Sound Zarah Getaran Halaju Sensors', yang meliputi reka bentuk, pengeluaran dan eksperimen frekuensi rendah dan frekuensi tinggi transduser vektor bunyi , dan prestasi maklumat bersama tekanan bunyi dan halaju getaran zarah bunyi dalam pemprosesan medan sepadan, dll. Ini semua mencerminkan situasi penyelidikan terkini. 'Ocean Vector Acoustics' yang diterbitkan pada tahun 2003 membangunkan penyelidikan tentang ciri-ciri medan skalar tekanan bunyi bunyi persekitaran marin, dan mencadangkan satu set lengkap kaedah berdasarkan transduser vektor akustik seperti eksperimen marin, pemprosesan data dan analisis teori. Walaupun idea reka bentuk transduser vektor akustik moden berdasarkan penderia inersia dan prototaip sampel pengeluaran pertama kali muncul di Amerika Syarikat, di bawah inisiatif aktif dan promosi Rzhevikn dan Zakharov, Rusia perlu membuat kemajuan dalam penyelidikan asas dan penyelidikan aplikasi teknologi penderia vektor akustik. Ia lebih jauh, dan ia dinilai sebagai salah satu daripada sepuluh teknologi akustik bawah air terbaik di Rusia pada abad ke-20.

Kerja domestik yang berkaitan boleh dikesan kembali kepada kerja penyelidikan mengenai hidrofon kecerunan tekanan bunyi dan pengukuran keamatan bunyi hidrofon dwi pada awal 1990-an. Tetapi penyelidikan yang lebih mendalam bermula selepas tahun 1998. Percubaan Tasik Songhua pada tahun 1998 dan percubaan laut Dalian pada tahun 2000 adalah dua eksperimen lapangan pertama pada teknologi transduser vektor akustik di China, diikuti oleh percubaan Reservoir pada tahun 2002 dan Laut China Timur pada tahun 2003. Penulis mempunyai penghormatan dan kerja penyelidikan yang berkaitan untuk mengambil bahagian dalam eksperimen ini.