badania i rozwój podwodnego przetwornika akustycznego (1)

Charakterystyka przetwornika i metody kalibracji:

A Przetwornik hydroakustyczny to urządzenie, które zamienia między sobą energię akustyczną i energię elektryczną. Pozycja w sonarze jest podobna do anteny w radiu – systemie akustycznym, który emituje i odbiera fale dźwiękowe w wodzie morskiej. A piezoceramiczny przetwornik cylindryczny, w którym energia akustyczna zamieniana jest na energię elektryczną, nazywany jest odbiornikiem lub hydrofonem; przetwornik, który przekształca energię elektryczną w energię akustyczną, nazywany jest nadajnikiem. Niektóre sonary używają tego samego przetwornika do przesyłania i odbierania dźwięku; inni używają oddzielnych emiterów i hydrofonów.

Charakterystyka przetwornika:

Wydajność hydrofonu odnosi się głównie do czułości i kierunkowości. Odpowiedzią odbiorczą hydrofonu jest czułość odbioru.

Hydrofon przetwornika:

Hydrofon jest zwykle akustycznym/elektrycznym urządzeniem do konwersji liniowej, którego współczynnik skalowania pomiędzy wytwarzanym napięciem a ciśnieniem akustycznym pola dźwiękowego. Ten współczynnik skali nazywany jest reakcją przetwornika. Reakcja odbiorcza (czułość odbiorcza) hydrofonu to napięcie końcowe hydrofonu generowane przez płaską falę ciśnienia akustycznego urządzenia (przed umieszczeniem hydrofonu w terenie). Konwencjonalnie odpowiedź odbiorcza ceramiki piezoelektrycznej Pzt jest reprezentowana przez reakcję obwodu otwartego, w której hydrofon nie jest podłączony do obciążenia. Zwykle odpowiedź odbioru jest rejestrowana w decybelach, poziom odniesienia wynosi 1 dyn/cm2, a ciśnienie akustyczne wynosi 1 V i jest zapisywane w dB. Odpowiedź nadajnika na prąd emisji wskazuje odległość osiową w układzie wiązki, gdy prąd jednostkowy jest wstrzykiwany do emitera. Ciśnienie akustyczne generowane w odległości 1 m. Odpowiedź na emisję wyraża się zwykle w decybelach. Poziom odniesienia to ciśnienie akustyczne generowane w odległości odniesienia podczas podawania prądu do emitera i jest zapisywane w dB. Tradycyjnie odległość odniesienia odnosi się do 1 m od źródła dźwięku; jeśli odległość odniesienia wynosi 1 kod, plus 20log39,4/36, tj. korekcja +0,87 dB, należy przekształcić odpowiedź nadawania. Jest to poziom źródła dźwięku.

Kierunkowość:

Hydrofony prawie zawsze wykorzystują w swoich zastosowaniach układy hydrofonów. Zestawy hydrofonów mają wyższy stosunek sygnału do szumu niż pojedyncze komponenty hydrofonów, ponieważ można ich używać z szumami izotropowymi lub kilkoma identycznymi. Wyodrębniany jest sygnał pochodzący z kierunku wskazanego przez układ, co oznacza, że ​​wskaźnik kierunkowości jest parametrem odbierającej fali akustycznej używanym do pomiaru zdolności układu hydrofonów do wyodrębniania sygnałów z szumu za pomocą układu wiązki. Jest to liczba decybeli, w której stosunek sygnału do szumu na wyjściu hydrofonu kierunkowego jest wyższy niż stosunek sygnału do szumu na wyjściu hydrofonu bezkierunkowego.

Metoda kalibracji:

Aby zapewnić działanie cylindryczny podwodny przetwornik akustyczny i konieczność transmisji wartości, hydrofon i przetwornik muszą zostać skalibrowane. Kalibracja przetwornika jest funkcją częstotliwości i kierunkowości odpowiedzi przetwornika. Obecnie istnieje wiele metod pomiaru odpowiedzi przetwornika. podsumowanie metod kalibracji opracowane przez Naval Ordnance Laboratory TF Johnston na podstawie literatury. Metody te mają swoje zalety i wady dla różnych rozmiarów przetworników i zakresów częstotliwości.