Akustisk vektortransduserteknologi har tiltrukket seg mye oppmerksomhet fra den akustiske undervannsindustrien

De undervannsvektortransduser er sammensatt av en tradisjonell ikke-retningsbestemt lydtrykksensor og en dipolrettet punktvibrasjonshastighetssensor. Den kan samtidig måle lydtrykket på et punkt i lydfeltet og flere ortogonale komponenter av partikkelvibrasjonshastigheten. Amplitude- og faseinformasjonen ga nye ideer for å løse noen akustiske problemer under vann. På grunn av den faktiske og potensielle ingeniørapplikasjonsverdien, har den akustiske vektorsensorteknologien knyttet til dette tiltrukket seg mye oppmerksomhet fra akustikkmiljøet under vann de siste ti årene. Denne artikkelen forsøker å oppsummere utviklingshistorien, status quo og noen forskningsfremskritt for akustisk vektorsensorteknologi i fysisk fundament, ultralydsensordesign og produksjon, og relaterte ingeniørapplikasjoner de siste femti årene.

Som en ny type undervannsutstyr for akustisk måling, er akustisk vektortransduser kan ikke bare måle den vanligste skalare fysiske mengden i lydfelt-lydtrykket, men også direkte og synkront måle væskemediepartikkelvibrasjonshastighetsvektoren i det kartesiske koordinatsystemet på samme punkt i lydfeltet. Følgende x,,,: aksial projeksjonskomponent, vanligvis brukt i form av tre-komponent og to-komponent. I strukturen er den sammensatt av en tradisjonell ikke-retningsbestemt lydtrykksensor og en dipolrettet partikkelhastighetstransduser. Partikkelhastighetstransduseren er kjernekomponenten, og dens følsomhet og arbeidsstabilitet begrenser lydvektoren. Design, produksjon, prosessering, montering, kalibrering og bruk av sensorer og mange andre lenker.

Selv om dette papiret refererer til denne typen sensor som en akustisk vektortransduser, har den forskjellige navn i inn- og utland. For eksempel refererer Russland til partikkelvibrasjonshastighetstransduseren som en vektorer-mottaker, og den akustiske vektorsensoren. Det kalles en sammensatt mottaker (conlbinederceiver); i USA kalles lydvektortransduseren også en lydtrykk-hastighetssensor (presure-veloeity sensororp), og noen kalles en lydintensitetssonde. Hovedanvendelsesområdene for akustisk vektorsensorteknologi kan dekke akustisk varslingsekkolodd under vann, ekkolodd for slepet linjearray, ekkolodd for flankeoppstilling, konform arrayekkolodd, minelydrør, torpedodeteksjonsonar, multistatisk ekkolodd, navigasjonsposisjonering og distribusjon av sensornettverk for undervannsfarkoster, etc. I aeroakustikk kan akustiske vektorer for slagmarksdeteksjon brukes til vektorsvingere og alarmer. fly, støykildeidentifikasjon og lydintensitet, lydeffektmåling, etc. I tillegg er det elektromagnetiske vektortransdusere , hvis signalbehandlingsform ligner på undervannslyd.

Akustisk vektortransduserteknologi er et av forskningsfokusene som har tiltrukket seg mye oppmerksomhet fra undervannsakustikkmålingsindustrien de siste ti årene. Fra de klassiske artikler publisert av amerikanske forskere på midten av 1950-tallet om bruk av treghetssensorer for direkte å måle vibrasjonshastigheten til partikler i vann, til den vellykkede utviklingen av akustiske vektorsensorer av forskere i det tidligere Sovjetunionen på 1970- og 1980-tallet. (kompositt hydrofon) Forskningen på marin miljøstøy ble utført, og det var først på 1990-tallet at forskningsboomen innen akustisk vektorsensorteknologi gradvis dukket opp.

I 1991 publiserte russiske forskere verdens første monografi om akustisk vektorsensorteknologi 'akustisk vektorfasemetode, som utførlig diskuterte prinsippene og anvendelsene av akustisk vektorsensorteknologi. The American Journal of Acoustics, Vol. 89, nr. 3, 1991 Og den andre utgaven av Volume 90 av Vektorforskningen acoustic three av Russland, publiserte dette papiret fra United States, vector research ac, the Russia, the United States. Situasjonen har aldri skjedd før. De potensielle militære anvendelsesutsiktene for denne teknologien har fått US Naval Research Agency (ONR) ) I 1995 sponset han Acoustic Society of America til å holde et symposium om akustisk vektortransducer, og publiserte en samling essays med tittelen 'Acoustic Particle Vibration' som reflekterer denne tidens ytelse, vitenskapelige applikasjoner, og som reflekterer American Performance . Forskningstrender, men så langt er det fortsatt et av de mest verdifulle referansematerialene på dette feltet, og det har også i stor grad fremmet forskningen på dette feltet. I 1997 publiserte en russisk forsker monografien «Composite Underwater Acoustic Receiver» s1, som spesifikt diskuterte design, produksjon og kalibrering av akustisk vektor.

I 2001 holdt US Naval Underwater Warfare Center (NUWC) et seminar om retningsbestemt akustisk transduser og inviterte russiske lærde til å delta for første gang. I 2002 etablerte OCEANS of IEEE et spesielt nettverk av «Sound Particle Vibration Velocity Sensors», som dekker design, produksjon og eksperimenter med lavfrekvente og høyfrekvente lydvektortransduser , og ytelsen til felles informasjon om lydtrykk og lydpartikkelvibrasjonshastighet i samsvarende feltbehandling, etc. Disse gjenspeiler alle den nyeste forskningssituasjonen. 'Ocean Vector Acoustics' publisert i 2003 utviklet forskningen på egenskapene til lydtrykkskalarfeltet til marin miljøstøy, og foreslo et komplett sett med metoder basert på akustiske vektortransdusere som marine eksperimenter, databehandling og teoretisk analyse. Selv om designideene til moderne akustisk vektortransduser basert på treghetssensorer og prototyper av produksjonsprøver først dukket opp i USA, under aktivt initiativ og promotering av Rzhevikn og Zakharov, må Russland gjøre fremskritt i grunnleggende forskning og anvendelsesforskning av akustisk vektorsensorteknologi. Det er lenger, og det ble rangert som en av de ti beste akustiske undervannsteknologiene i Russland på 1900-tallet.

Relatert husarbeid kan spores tilbake til forskningsarbeid på lydtrykkgradient-hydrofon og dobbel hydrofon-lydintensitetsmåling på begynnelsen av 1990-tallet. Men den mer dyptgående forskningen begynte etter 1998. Songhua Lake-eksperimentet i 1998 og Dalian-havsforsøket i 2000 var de to første felteksperimentene på akustisk vektortransduserteknologi i Kina, etterfulgt av Reservoir-eksperimentet i 2002 og Øst-Kinahavet i 2003. Forfatteren har æren av å delta i disse eksperimentene.