forskning og utvikling av akustisk undervannstransduser (1)

Svingerkarakteristikk og kalibreringsmetoder:

EN hydroakustisk transduser er en enhet som konverterer akustisk energi og elektrisk energi til hverandre. Plasseringen i ekkolodd er lik antennen i en radio, et akustisk system som sender ut og mottar lydbølger i sjøvann. EN piezokeramisk keramisk sylindertransduser der akustisk energi omdannes til elektrisk energi kalles en mottaker eller en hydrofon; en transduser som konverterer elektrisk energi til akustisk energi kalles en sender. Noen ekkolodd bruker samme svinger for å sende og motta lyd; andre bruker separate emittere og hydrofoner.

Svingeregenskaper:

Hydrofonytelse refererer hovedsakelig til følsomhet og retningsevne. Mottaksresponsen til hydrofonen er mottaksfølsomheten.

Transduser hydrofon:

En hydrofon er vanligvis en akustisk/elektrisk lineær konverteringsenhet som har en skaleringsfaktor mellom spenningen den produserer og lydtrykket i lydfeltet. Denne skaleringsfaktoren kalles transduserens respons. Mottaksresponsen (mottaksfølsomhet) til hydrofonen er terminalspenningen til hydrofonen generert av planbølgen til enhetens lydtrykk (før hydrofonen plasseres i feltet). Konvensjonelt er mottaksresponsen til Pzt piezokeramikk representert av en åpen kretsrespons der hydrofonen ikke er koblet til lasten. Vanligvis registreres mottaksresponsen i desibel, referansenivået er 1 dyn/cm2, og lydtrykket er 1V, og skrives i dB. Senderens emisjonsstrømrespons indikerer den aksiale avstanden i strålemønsteret når enhetsstrømmen injiseres inn i emitteren. Lydtrykk generert ved 1 m. Utslippsresponsen uttrykkes vanligvis i desibel. Referansenivået er lydtrykket som genereres ved referanseavstanden når strømmen til emitteren injiseres, og skrives i dB. Konvensjonelt refererer referanseavstanden til 1 m fra lydkilden; hvis referanseavstanden er 1 kode, Pluss 20log39.4/36, dvs. +0,87dB korreksjon, transformer overføringsresponsen. Det er lydkildenivået.

Direktivitet:

Hydrofoner bruker nesten alltid hydrofonarrayer i sine applikasjoner. Hydrofonarrayer har et høyere signal-til-støyforhold enn individuelle hydrofonkomponenter fordi de kan brukes fra isotropiske eller flere identiske lyder. Signalet som kommer fra retningen som matrisen peker, trekkes ut, det vil si at retningsindeksen er en mottakende akustisk bølgeparameter som brukes til å måle evnen til en hydrofongruppe til å trekke ut signaler fra støy med dens strålemønster. Det er antallet desibel hvor signal-til-støy-forholdet ved utgangen av den retningsbestemte hydrofonen er høyere enn signal-til-støy-forholdet ved utgangen av den ikke-retningsbestemte hydrofonen.

Kalibreringsmetode:

For å sikre ytelsen til sylindrisk undervanns akustisk transduser og behovet for overføring av verdiene, må hydrofonen og senderen kalibreres. Kalibrering av en transduser er en funksjon av frekvensen og retningsvirkningen til transduserens respons. Det finnes nå et stort antall metoder for å måle transduserrespons. et sammendrag av kalibreringsmetodene utarbeidet av Naval Ordnance Laboratory TF Johnston basert på litteraturen. Disse metodene har sine egne fordeler og ulemper for forskjellige transduserstørrelser og frekvensområder.