hoe werkt de sonar?

Sonar is een zeer belangrijke marineuitrusting en heeft van alle landen grote aandacht gekregen door het gebruik van onderwaterwapens zoals onderzeeërs. Hier bespreken we geen specifieke apparatuur, en we betrekken er ook niet te veel wiskundige concepten bij. In plaats daarvan beginnen we met een eenvoudig natuurkundig principe en geven we een korte introductie over de sonar onder water.

De huidige sonar is hoofdzakelijk verdeeld in twee categorieën, actieve sonar en passieve sonar. Actief sonarwerk is vergelijkbaar met radar, of meer als een vleermuis, na ontvangst van een geluidsgolf. piëzo-elektrische keramiek ontvangt een gereflecteerd signaal. Omdat het principe vergelijkbaar is, rijst de vraag: waarom zou je de radar niet rechtstreeks naar het water verplaatsen? Heel eenvoudig: radarafhankelijke elektromagnetische golven worden onder water zwaar verzwakt en zijn eenvoudigweg niet voldoende voor detectie op lange afstand. De geluidsgolf wordt gegenereerd door de trilling van het object en de afgelegde afstand in het water is erg ver. Op duizenden kilometers afstand is een enorme explosie in het water te horen.

Er zijn twee hoofdtypen hiervan onderdelen van piëzo-keramische buizen . Het magnetische veld of het elektrische veld kan worden gebruikt om het object te vervormen. Hier concentreren we ons op het principe van het gebruik van een elektrisch veld om de vervorming en trilling van het object te controleren, namelijk het inverse piëzo-elektrische effect en het piëzo-elektrische effect.

Dan is het omgekeerde piëzo-elektrische effect van piëzo-cilinderbuismaterialen is het elektrische veld om de vervorming van het object te controleren. Wanneer de draden zijn verbonden met de bovenste en onderste uiteinden van het piëzo-elektrische lichaam en er spanning wordt aangelegd, wordt het object verlengd of verkort in de richting van het elektrische veld. Als de laadsnelheid van het elektrische veld toeneemt, dat wil zeggen de frequentie wordt verhoogd, kan de vervorming van het object worden versneld om trillingen te genereren en geluidsgolven uit te zenden. Samen met andere ondersteunende apparatuur wordt het de geluidsbron van actieve sonar.

Het omgekeerde piëzo-elektrische effect is dan het elektrische veld dat de vervorming van het object controleert. Wanneer de draden zijn verbonden met de bovenste en onderste uiteinden van het piëzo-elektrische lichaam en er spanning wordt aangelegd, wordt het object verlengd of verkort in de richting van het elektrische veld. Als de laadsnelheid van het elektrische veld toeneemt, dat wil zeggen de frequentie toeneemt, kan de vervorming van het object worden versneld om trillingen te genereren en geluidsgolven uit te zenden. Samen met andere ondersteunende apparatuur wordt het de geluidsbron van actieve sonar.

In de kristalstructuur van bariumtitanaat of PZT vallen de middenposities van de positieve en negatieve ladingen samen, en de dipool wordt gegenereerd wanneer de temperatuur van de positieve en negatieve ladingen niet langer samenvalt nadat de temperatuur tot een bepaalde waarde is verlaagd. Dit dipoolfenomeen veroorzaakt spontane polarisatie. In een keramisch lichaam genereren gebieden met dezelfde spontane polarisatieoriëntatie opnieuw domeinen, en de domeinen worden omgedraaid onder een extern elektrisch veld om dezelfde richting te behouden als het elektrische veld. Als gedurende deze periode de hoek van de domeinbesturing niet 180 graden bedraagt, zal deze rotatie een verandering in de vorm van de pzt4 piëzo-keramische buisvormige transducer teweegbrengen, dat wil zeggen de spanning onder een groot elektrisch veld. Als het een elektrisch wisselveld is, zal hysteresis optreden tijdens een laadcyclus. Daarom is in praktische toepassingen het grote elektrische veld vooraf gepolariseerd en zijn de domeinen in één richting georiënteerd. Daarna mag de richting van het elektrische veld niet zoveel mogelijk worden veranderd om hysteresis en depolarisatie te voorkomen. Uiteraard zijn sommige elektronische opslagapparaten uitgesloten. Na het oplossen van het probleem van het genereren van geluidsgolven en het ontvangen van geluidsgolven, hebben de eenheden van de sonar, om de prestaties te verbeteren, over het algemeen de vorm van een array, die is gekoppeld aan andere apparaten zoals faseverschuivers en dergelijke. Implementeer een scan van een specifiek gebied. Grote arrays zijn vaak bolvormig of kolomvormig, zo groot dat de torpedobuizen van de onderzeeër bezwijken. Vaak vormt het oorlogsschip of de achterkant van de onderzeeboot een dode hoek door het voortstuwingssysteem, waardoor de gesleepte sonar ver verwijderd is van het geluidsgebied van het achterschip.