Penyelidikan tentang transduser akustik bawah air dalam komunikasi dasar laut

  Pintar kapal selam termasuk komunikasi akustik bawah air, Salah satu kesukaran teknikal untuk mengatasi pintar untuk penyelenggaraan saluran paip dasar laut ialah bagaimana untuk merealisasikan sistem komunikasi bawah air pintar untuk menyelesaikan operasi jauh platform. Disebabkan keistimewaan persekitaran marin, komunikasi tanpa wayar akustik bawah air diterima pakai. Sistem komunikasi akustik bawah air adalah berbeza daripada sistem komunikasi wayarles tradisional, dan ia mesti menghantar maklumat melalui saluran akustik bawah air yang sangat istimewa, iaitu, melalui medium air laut, Medium air laut adalah sangat kompleks dan berubah-ubah. Penyerapan tenaga bunyi dan pengembangan muka gelombang oleh medium semasa proses perambatan membawa kepada pengecilan isyarat; hamburan dan pantulan gelombang bunyi oleh permukaan laut dan dasar laut membawa kepada fenomena berbilang laluan; dan ketidaksamaan silinder piezoceramic transduser seramik . Dan terdapat banyak gangguan bunyi di bawah air, yang akan membuat isyarat akustik bawah air diherotkan. Kerja utama kertas ini melengkapkan penyelidikan dan pemilihan transduser akustik bawah air, yang memainkan peranan penting dalam proses komunikasi, dan menentukan frekuensi penghantaran bawah air isyarat melalui eksperimen ujian air.

The transduser seramik silinder ultrabunyi ialah peranti yang merealisasikan penukaran bersama tenaga elektroakustik, dan boleh dikelaskan kepada pemancar dan penerima (atau hidrofon) mengikut penggunaan. Aliran isyarat komunikasi pintar ditunjukkan. Penyelidikan utama sistem komunikasi ini adalah untuk mengeluarkan data arahan daripada kapal induk atau antara muka operasi komputer platform, dan menukar isyarat digital kepada isyarat analog melalui modem, dan menghantarnya ke transduser akustik bawah air melalui litar pemadanan penguatan kuasa untuk menukarnya menjadi isyarat akustik. Sebagai hala tuju penyelidikan yang penting dalam bidang akustik air kejuruteraan, transduser akustik bawah air dan tatasusunannya adalah penggunaan menyeluruh pelbagai disiplin, yang melibatkan hidroakustik, fizik, elektronik, mekanik, sains bahan dan juga kimia. Penyelidikannya menyediakan jaminan teknikal yang penting untuk penghantaran dan pertukaran maklumat bawah air yang boleh dipercayai.

Parameter prestasi utama transduser akustik bawah air

Parameter prestasi utama transduser akustik bawah air dipertimbangkan dalam proses pemilihan transduser akustik bawah air (1) Kekerapan operasi transduser dipilih mengikut persamaan sonar di bawah keadaan tertentu, dan prestasi penting lain. Penunjuk seperti arahan, kuasa bunyi yang dihantar dan kepekaan menerima berbeza mengikut kekerapan. Untuk pemancar, ia biasanya dikendalikan pada frekuensi asas resonans untuk mencapai penghantaran kuasa tinggi dan ciri kecekapan tinggi. Untuk hidrofon, ia dijangka beroperasi dalam jalur frekuensi dengan tindak balas terima rata.

Lebar jalur Δf dan faktor kualiti mekanikal Qm

Jalur lebar Δf daripada bahan seramik piezo mempunyai hubungan berikut dengan faktor kualiti Qm: 1Qm = Δff0, di mana f0 ialah frekuensi resonans mekanikal. Faktor kualiti Qm adalah berkaitan dengan bahan, saiz struktur, kehilangan mekanikal dan rintangan sinaran transduser. Lebih besar kehilangan mekanikal dan rintangan sinaran dan lebih kecil ialah jisim setara berhampiran frekuensi resonans, lebih rendah Qm dan lebar jalur yang lebih luas.

Tindak balas voltan pelepasan:

Tindak balas voltan Sv tiub silinder piezo adalah parameter penting untuk mengukur prestasi sistem bunyi yang memancarkan tenaga gelombang bunyi ke dalam air. Ia ditakrifkan pada frekuensi tertentu, transduser pemancar (atau tatasusunan transduser) berada jauh dari arah yang ditentukan (arah paksi bunyi). Nisbah tekanan bunyi medan bebas Pf yang dihasilkan pada jarak rujukan pusat akustik berkesan kepada voltan pengujaan rms V pada input transduser.Sv=Pf(1m)·d0V(Pa·m/v) jarak rujukan d0=1m, desibel Sv dinyatakan sebagai tahap tindak balas voltan pelepasan: SvL=20lgSrefv(d)nilai rujukan SvL=20lgS (Sv)ref=1μPa· m/v. Transduser mempunyai ciri lain, seperti kearaharah.

Transduser bunyi bawah air, Selepas penyiasatan dan pemilihan, transduser pelepasan akustik bawah air digunakan dalam eksperimen ujian air.ia adalah transduser seramik piezoelektrik silinder yang dibangunkan oleh Institut Hidroakustik, transduser seramik Piezoelektrik adalah sejenis transduser yang digunakan secara meluas dalam bidang akustik bawah air. Mereka adalah kelebihan utama (1) apabila ia berada dalam keadaan pemancar, ia boleh digunakan sebagai radiator kuasa yang kuat, dan kecekapan elektroakustiknya juga tinggi, ia adalah kira-kira 30-70%; Apabila ia digunakan dalam keadaan penerima sebagai penerima, ia mempunyai sensitiviti penerimaan yang lebih tinggi daripada tiub silinder piezoceramic Pzt, kira-kira puluhan hingga seratus Pa. (3) ia boleh digunakan sebagai transduser pelbagai bentuk, seperti jenis rod komposit, lajur dan transduser bola. Ia mempunyai ciri-ciri struktur mudah dan prestasi kerja yang stabil. Urutan menghasilkan ralat masa yang terhasil antara kedua-dua sampukan. Kemudian mulakan kiraan gelung, iaitu, num tambah 1, apabila num ditambah kepada 20, yang akan menjana 1s sampukan, kemudian mulakan num jelas dan unit kedua tambah 1, dan kemudian mula menilai kedua, minit, sama ada untuk menjalankan atau membersihkan program.