Onderzoek naar akoestische onderwatertransducers in onderzeese communicatie

  Intelligente onderzeeër omvat akoestische communicatie onder water. Een van de technische problemen bij het overwinnen van de intelligente voor het onderhoud van onderzeese pijpleidingen is hoe het onderwatercommunicatiesysteem van de intelligente kan worden gerealiseerd om de bediening op afstand van het platform te voltooien. Vanwege de bijzonderheid van het mariene milieu wordt akoestische draadloze onderwatercommunicatie toegepast. Het akoestische onderwatercommunicatiesysteem verschilt van het traditionele draadloze communicatiesysteem en moet informatie verzenden via een heel speciaal akoestisch onderwaterkanaal, dat wil zeggen via een zeewatermedium. Het zeewatermedium is uiterst complex en variabel. De absorptie van geluidsenergie en de uitzetting van het golffront door het medium tijdens het voortplantingsproces leiden tot verzwakking van het signaal; de verstrooiing en reflectie van geluidsgolven door het zeeoppervlak en de zeebodem leiden tot multipath-fenomeen; en de oneffenheden van piëzokeramische cilinder keramische transducer . En onder water is er veel interferentieruis, waardoor het akoestische signaal onder water vervormd raakt. Het belangrijkste werk van dit artikel voltooit het onderzoek en de selectie van akoestische onderwatertransducers, die een belangrijke rol spelen in het communicatieproces, en bepaalt de onderwatertransmissiefrequentie van de signalen door middel van watertestexperimenten.

De De ultrasone cilinder-keramische transducer is een apparaat dat de wederzijdse omzetting van elektro-akoestische energie realiseert en afhankelijk van het gebruik kan worden geclassificeerd in een zender en een ontvanger (of een hydrofoon). De intelligente communicatiesignaalstroom wordt getoond. Het belangrijkste onderzoek van dit communicatiesysteem is het uitgeven van opdrachtgegevens van de bedieningsinterface van het moederschip of het platform, en het omzetten van het digitale signaal in een analoog signaal via een modem, en het verzenden ervan naar de akoestische onderwatertransducer via het aanpassingscircuit voor vermogensversterking om het om te zetten in een akoestisch signaal. Als belangrijke onderzoeksrichting op het gebied van de technische waterakoestiek vormen onderwater-akoestische transducers en hun arrays het uitgebreide gebruik van meerdere disciplines, waaronder hydro-akoestiek, natuurkunde, elektronica, mechanica, materiaalkunde en zelfs scheikunde. Het onderzoek biedt een belangrijke technische garantie voor de betrouwbare overdracht en uitwisseling van onderwaterinformatie.

Belangrijkste prestatieparameters van de akoestische onderwatertransducer

De belangrijkste prestatieparameters van de akoestische onderwatertransducer die in aanmerking worden genomen bij het selectieproces van de akoestische onderwatertransducer (1) De werkfrequentie van de transducer wordt geselecteerd op basis van de sonarvergelijking onder bepaalde omstandigheden en andere belangrijke prestaties. Indicatoren zoals directiviteit, uitgezonden geluidsvermogen en ontvangstgevoeligheid variëren met de frequentie. Voor de zender wordt deze over het algemeen gebruikt op de resonante grondfrequentie om een ​​hoge vermogensoverdracht en hoge efficiëntie-eigenschappen te bereiken. Van hydrofoons wordt verwacht dat ze werken in een frequentieband met een vlakke ontvangstrespons.

Bandbreedte Δf en mechanische kwaliteitsfactor Qm

De bandbreedte Δf van piëzo-keramische materialen hebben de volgende relatie met de kwaliteitsfactor Qm: 1Qm = Δff0, waarbij f0 de mechanische resonantiefrequentie is. De kwaliteitsfactor Qm houdt verband met het materiaal, de structurele afmetingen, het mechanische verlies en de stralingsweerstand van de transducer. Hoe groter het mechanische verlies en de stralingsweerstand en hoe kleiner de equivalente massa nabij de resonantiefrequentie, hoe lager de Qm en hoe groter de bandbreedte.

Emissiespanningsrespons:

De spanningsrespons Sv van de piëzo-cilinderbuis is een belangrijke parameter voor het meten van de prestaties van het geluidssysteem dat geluidsgolfenergie in het water uitstraalt. Het is gedefinieerd op een bepaalde frequentie, de zendende transducer (of transducerarray) is weg van de gespecificeerde richting (de richting van de geluidsas). De verhouding van de vrije veldgeluidsdruk Pf geproduceerd op de effectieve akoestische middenreferentieafstand tot de excitatiespanning rms V aan de ingang van de transducer. Sv=Pf(1m)·d0V(Pa·m/v) referentieafstand d0=1m, de decibel van Sv wordt uitgedrukt als het reactieniveau van de emissiespanning: SvL=20lgSv(Sv)ref(dB) referentiewaarde (Sv)ref=1μPa·m/v. De transducer heeft andere kenmerken, zoals richtingsgevoeligheid.

Onderwatergeluidstransducer. Na onderzoek en selectie wordt de onderwater akoestische emissietransducer gebruikt in het watertestexperiment. Het is een cilindrische piëzo-elektrische keramische transducer ontwikkeld door het Institute of Hydroacoustics. Piëzo-elektrische keramische transducers zijn een type transducer dat veel wordt gebruikt op het gebied van onderwaterakoestiek. Dit zijn de belangrijkste voordelen (1) wanneer het zich in de zendtoestand bevindt, kan het worden gebruikt als een sterke krachtradiator, en de elektro-akoestische efficiëntie is ook hoog, het is ongeveer 30-70%; wanneer het in de ontvangende staat wordt gebruikt als ontvanger, heeft het een hogere ontvangstgevoeligheid van Pzt piëzokeramische cilinderbuis, ongeveer tientallen tot honderden microvolts / Pa; (3) het kan worden gebruikt als transducer met verschillende vormen, zoals samengestelde staaf-, kolom- en kogeltransducers. Het heeft de kenmerken van een eenvoudige structuur en stabiele werkprestaties. De reeks produceert de resulterende tijdfout tussen de twee interrupts. Start vervolgens de lustelling, dat wil zeggen num plus 1, wanneer num wordt opgeteld bij 20, wat een onderbreking van 1 seconde zal genereren, start vervolgens num clear en de tweede eenheid plus 1, en begin dan met het beoordelen van de tweede, minuut, of het programma moet worden overgedragen of gewist.