Akoestische vectortransducertechnologie heeft veel aandacht getrokken van de onderwaterakoestische industrie

De onderwatervectortransducer bestaat uit een traditionele niet-directionele geluidsdruksensor en een dipoolgerichte punttrillingssnelheidssensor. Het kan tegelijkertijd de geluidsdruk op een punt in het geluidsveld en verschillende orthogonale componenten van de trillingssnelheid van de deeltjes meten. De amplitude- en fase-informatie leverden nieuwe ideeën op voor het oplossen van enkele akoestische problemen onder water. Vanwege de feitelijke en potentiële technische toepassingswaarde ervan heeft de hiermee verband houdende akoestische vectorsensortechnologie de afgelopen tien jaar veel aandacht getrokken van de onderwaterakoestiekgemeenschap. Dit artikel probeert de ontwikkelingsgeschiedenis, de status quo en enige onderzoeksvoortgang van akoestische vectorsensortechnologie op het gebied van fysieke fundering, ontwerp en productie van ultrasone sensoren en aanverwante technische toepassingen in de afgelopen vijftig jaar samen te vatten.

Als nieuw type akoestische onderwatermeetapparatuur is de akoestische vectortransducers kunnen niet alleen de meest voorkomende scalaire fysieke grootheid in de geluidsveld-geluidsdruk meten, maar ook direct en synchroon de trillingssnelheidsvector van het vloeibare medium in het cartesiaanse coördinatensysteem op hetzelfde punt in het geluidsveld meten. De volgende x,,,: axiale projectiecomponent, meestal gebruikt in de vorm van driecomponenten en tweecomponenten. In structuur bestaat het uit een traditionele niet-directionele geluidsdruksensor en een dipoolgerichte deeltjessnelheidstransducer. De deeltjessnelheidstransducer is de kerncomponent en de gevoeligheid en werkstabiliteit ervan beperken de geluidsvector. Het ontwerpen, produceren, bewerken, assembleren, kalibreren en gebruiken van sensoren en vele andere schakels.

Hoewel dit artikel dit type sensor een akoestische vectortransducer noemt, heeft het in binnen- en buitenland verschillende namen. Rusland verwijst bijvoorbeeld naar de deeltjestrillingssnelheidstransducer als een vectorer-ontvanger, en de akoestische vectorsensor wordt een samengestelde ontvanger (conlbinederceiver) genoemd; in de Verenigde Staten wordt de geluidsvectortransducer ook wel een geluidsdruk-snelheidssensor (presure-veloeity sensororp) genoemd, en sommige worden een geluidsintensiteitssonde genoemd. De belangrijkste toepassingsgebieden van akoestische vectorsensortechnologie kunnen betrekking hebben op akoestische waarschuwingssonar onder water, sleeplijnarray-sonar, flankarray conforme array-sonar, mijngeluidsontsteker, torpedodetectiesonar, multistatische sonar, navigatiepositionering en distributie van onderwatervoertuigensensornetwerk, enz. In de luchtakoestiek kan akoestische vectortransducer worden gebruikt voor slagveldwaarschuwingsdetectie van helikopters en stealth-vliegtuigen, identificatie van geluidsbronnen en geluidsintensiteit, meting van geluidsvermogen, enz. Daarnaast zijn er elektromagnetische vectortransducers, waarvan de signaalverwerkingsvorm is vergelijkbaar met dat van onderwatergeluid.

Akoestische vectortransducertechnologie is een van de onderzoeksfocussen die veel aandacht hebben getrokken van de onderwaterakoestiekmetingsindustrie in de afgelopen tien jaar. Van de klassieke artikelen die halverwege de jaren vijftig door Amerikaanse wetenschappers werden gepubliceerd over het gebruik van traagheidssensoren om rechtstreeks de trillingssnelheid van deeltjes in water te meten, tot de succesvolle ontwikkeling van akoestische vectorsensoren door wetenschappers in de voormalige Sovjet-Unie in de jaren zeventig en tachtig. (composiet hydrofoon) Er werd onderzoek gedaan naar omgevingsgeluid op zee, en pas in de jaren negentig ontstond geleidelijk de onderzoekshausse op het gebied van akoestische vectorsensortechnologie.

In 1991 publiceerden Russische geleerden ' s werelds eerste monografie over akoestische vectorsensortechnologie, de akoestische vectorfasemethode, waarin uitgebreid de principes en toepassingen van akoestische vectorsensortechnologie werden besproken. The American Journal of Acoustics, Vol. 89, nr. 3, 1991. En in de tweede uitgave van deel 90 werden drie artikelen gepubliceerd over onderzoek naar akoestische vectorsensoren door wetenschappers uit de Verenigde Staten en Rusland. Deze situatie heeft zich nog nooit eerder voorgedaan. De potentiële militaire toepassingsvooruitzichten van deze technologie zijn In 1995 sponsorde hij de Acoustic Society of America voor het houden van een symposium over akoestische vectortransducers, en publiceerde hij een verzameling essays met de titel 'Acoustic Particle Vibration Velocity Sensors: Design, Performance, and Application', die feitelijk het werk van de huidige Amerikaanse wetenschappers op dit gebied weerspiegelt, maar tot nu toe is het nog steeds een van de meest waardevolle referentiematerialen op dit gebied, en het heeft ook het onderzoek op dit gebied enorm bevorderd. In 1997 publiceerde een Russische geleerde de monografie 'Composite Underwater Acoustic Receiver' s1, waarin specifiek het ontwerp, de productie en de kalibratie van akoestische vectortransducers werden besproken.

In 2001 hield het US Naval Underwater Warfare Center (NUWC) een seminar over directionele akoestische transducers en nodigde voor de eerste keer Russische wetenschappers uit om deel te nemen. In 2002 heeft OCEANS of IEEE een speciaal netwerk van 'Sound Particle Vibration Velocity Sensors' opgezet, dat het ontwerp, de productie en het experimenteren van laagfrequente en hoogfrequente sensoren omvat. geluidsvectortransducer , en de prestaties van gezamenlijke informatie over geluidsdruk en trillingssnelheid van geluidsdeeltjes bij bijpassende veldverwerking, enz. Deze weerspiegelen allemaal de nieuwste onderzoekssituatie. De in 2003 gepubliceerde 'Ocean Vector Acoustics' ontwikkelde het onderzoek naar de kenmerken van het scalaire geluidsdrukveld van omgevingsgeluid op zee, en stelde een complete reeks methoden voor op basis van akoestische vectortransducers, zoals mariene experimenten, gegevensverwerking en theoretische analyse. Hoewel de ontwerpideeën van een moderne akoestische vectortransducer gebaseerd op traagheidssensoren en prototypes van productiemonsters voor het eerst verschenen in de Verenigde Staten, moet Rusland, onder het actieve initiatief en de promotie van Rzhevikn en Zakharov, vooruitgang boeken in het fundamentele onderzoek en toepassingsonderzoek van akoestische vectorsensortechnologie. Het is verder, en het werd beoordeeld als een van de tien beste onderwaterakoestische technologieën in Rusland in de 20e eeuw.

Aanverwant huishoudelijk werk is terug te voeren op onderzoek naar geluidsdrukgradiënt-hydrofoons en geluidsintensiteitsmetingen met dubbele hydrofoons in het begin van de jaren negentig. Maar het meer diepgaande onderzoek begon na 1998. Het Songhua Lake-experiment in 1998 en de Dalian-zeeproef in 2000 waren de eerste twee veldexperimenten met akoestische vectortransducertechnologie in China, gevolgd door het Reservoir-experiment in 2002 en de Oost-Chinese Zee in 2003. De auteur heeft de eer om deel te nemen aan deze experimenten en aanverwant onderzoekswerk.