Forskning på akustisk undervannstransduser i ubåtkommunikasjon

  Ubåtintelligent inkluderer akustisk undervannskommunikasjon, En av de tekniske vanskelighetene for å overvinne intelligent for vedlikehold av undersjøiske rørledninger er hvordan å realisere undervannskommunikasjonssystemet til den intelligente for å fullføre fjernbetjeningen av plattformen. På grunn av det marine miljøets spesielle egenskaper, er akustisk trådløs kommunikasjon under vann tatt i bruk. Det akustiske undervannskommunikasjonssystemet er forskjellig fra det tradisjonelle trådløse kommunikasjonssystemet, og det må overføre informasjon gjennom en veldig spesiell akustisk undervannskanal, det vil si gjennom sjøvannsmedium. Sjøvannsmediet er ekstremt komplekst og variabelt. Absorpsjonen av lydenergi og utvidelsen av bølgefronten av mediet under forplantningsprosessen fører til demping av signalet; spredning og refleksjon av lydbølger av havoverflaten og havbunnen fører til flerveisfenomen; og ujevnheten i piezokeramisk sylinder keramisk transduser . Og det er mye interferensstøy under vann, noe som vil gjøre det akustiske undervannssignalet forvrengt. Hovedarbeidet i denne artikkelen fullfører forskningen og utvalget av akustiske undervannstransdusere, som spiller en viktig rolle i kommunikasjonsprosessen, og bestemmer undervannsoverføringsfrekvensen til signalene gjennom vanntesteksperimenter.

De ultralydsylinder keramisk transduser er en enhet som realiserer gjensidig konvertering av elektroakustisk energi, og kan klassifiseres i en sender og en mottaker (eller en hydrofon) i henhold til bruken. Den intelligente kommunikasjonssignalflyten vises. Hovedforskningen til dette kommunikasjonssystemet er å utstede kommandodata fra moderskipet eller plattformens datamaskindriftsgrensesnitt, og konvertere det digitale signalet til analogt signal gjennom modemet, og sende det til den akustiske undervannstransduseren gjennom effektforsterkningstilpasningskretsen for å konvertere det til et akustisk signal. Som en viktig forskningsretning innen ingeniørvannakustikk, er akustiske undervannstransdusere og deres arrays den omfattende bruken av flere disipliner, som involverer hydroakustikk, fysikk, elektronikk, mekanikk, materialvitenskap og til og med kjemi. Forskningen gir en viktig teknisk garanti for pålitelig overføring og utveksling av undervannsinformasjon.

Hovedytelsesparametere for den akustiske undervannstransduseren

De viktigste ytelsesparametrene for den akustiske undervannstransduseren vurderes i valgprosessen av den akustiske undervannssvingeren (1) Driftsfrekvensen til svingeren velges i henhold til ekkoloddligningen under visse forhold, og andre viktige ytelser. Indikatorer som retningsvirkning, overført lydstyrke og mottaksfølsomhet varierer med frekvensen. For senderen drives den vanligvis ved resonansgrunnfrekvensen for å oppnå høy kraftoverføring og høy effektivitetsegenskaper. For hydrofoner forventes det å operere i et frekvensbånd med flat mottaksrespons.

Båndbredde Δf og mekanisk kvalitetsfaktor Qm

Båndbredden Δf av piezokeramiske materialer har følgende forhold til kvalitetsfaktoren Qm: 1Qm = Δff0, hvor f0 er den mekaniske resonansfrekvensen. Kvalitetsfaktoren Qm er relatert til transduserens materiale, strukturelle størrelse, mekanisk tap og strålingsmotstand. Jo større mekanisk tap og strålingsmotstand og jo mindre ekvivalent masse nær resonansfrekvensen er, jo lavere Qm og jo bredere båndbredde.

Emisjonsspenningsrespons:

Spenningsresponsen Sv til piezosylinderrøret er en viktig parameter for å måle ytelsen til lydsystemet som utstråler lydbølgeenergi inn i vannet. Den er definert ved en viss frekvens, den senderende transduseren (eller transdusergruppen) er borte fra den spesifiserte retningen (lydaksens retning). Forholdet mellom frifeltslydtrykket Pf produsert ved den effektive akustiske senterreferanseavstanden og eksitasjonsspenningen rms V ved inngangen til transduseren.Sv=Pf(1m)·d0V(Pa·m/v) referanseavstand d0=1m, desibelen til Sv uttrykkes som emisjonsspenningens responsnivå: SvL=20Sv)lgSv(refd(1m)·d0V(Pa·m/v) (Sv)ref=1μPa· m/v. Svingeren har andre funksjoner, for eksempel retningsvirkning.

Undervannslydtransduser, Etter undersøkelse og valg, brukes den undervanns akustiske emisjonstransduseren i vanntesteksperimentet. Det er en sylindrisk piezoelektrisk keramisk transduser utviklet av Institute of Hydroacoustics, Piezoelektriske keramiske transdusere er en type svinger som er mye brukt innen undervannsakustikk. De er hovedfordelene (1) når den er i sendetilstand, kan den brukes som en sterk kraftradiator, og dens elektroakustiske effektivitet er også høy, den er omtrent 30-70%;Når den brukes i mottakstilstanden som mottaker, har den en høyere mottaksfølsomhet av Pzt piezokeramiske sylinderrør, omtrent mikrovolt til hundrevis / Pa; (3) den kan brukes som en transduser av forskjellige former, for eksempel en sammensatt stangtype, kolonne- og kuletransdusere. Den har egenskapene til enkel struktur og stabil arbeidsytelse. Sekvensen produserer den resulterende tidsfeilen mellom de to avbruddene. Start så løkketellingen, det vil si num pluss 1, når num legges til 20, som vil generere 1s avbrudd, start deretter num clear og andre enhet pluss 1, og begynn deretter å bedømme sekundet, minuttet, om programmet skal bæres eller slettes.