Tehnologia traductoarelor acustice vectoriale a atras multă atenție din partea industriei acustice subacvatice

The Traductorul vectorial subacvatic este compus dintr-un senzor tradițional de presiune acustică nedirecțională și un senzor de viteză a vibrației punctului dipol direcționat. Poate măsura simultan presiunea sonoră într-un punct din câmpul sonor și mai multe componente ortogonale ale vitezei de vibrație a particulelor. Informațiile despre amplitudine și fază au oferit idei noi pentru rezolvarea unor probleme acustice subacvatice. Datorită valorii actuale și potențiale de aplicare a ingineriei, tehnologia senzorului acustic vector legată de aceasta a atras multă atenție din partea comunității acusticii subacvatice în ultimii zece ani. Acest articol încearcă să rezumă istoria dezvoltării, status quo-ul și unele progrese ale cercetării tehnologiei senzorilor acustici vectoriali în fundația fizică, proiectarea și producția de senzori ultrasonici și aplicațiile de inginerie conexe în ultimii cincizeci de ani.

Ca un nou tip de echipament de măsurare acustică subacvatică, traductorul acustic vector nu poate măsura doar cea mai comună mărime fizică scalară în câmpul sonor-presiune acustică, ci și măsura direct și sincron vectorul vitezei de vibrație a particulelor medii fluide în sistemul de coordonate carteziene în același punct din câmpul sonor. Următoarele x,,,: componentă de proiecție axială, utilizată în general sub formă de trei componente și bicomponente. În structură, este compus dintr-un senzor tradițional de presiune acustică nedirecțională și un traductor de viteză a particulelor dipol. Traductorul de viteză a particulelor este componenta de bază, iar sensibilitatea și stabilitatea de lucru limitează vectorul sunetului. Proiectarea, producția, prelucrarea, asamblarea, calibrarea și utilizarea senzorilor și multe alte legături.

Deși această lucrare se referă la acest tip de senzor ca un traductor vector acustic, acesta are denumiri diferite în țară și în străinătate. De exemplu, Rusia se referă la traductorul de viteză a vibrației particulelor ca un vector-receptor, iar senzorul acustic vectorial Se numește un receptor compozit (conlbinederceiver); în Statele Unite, traductorul vectorial de sunet este numit și senzor de presiune-viteză a sunetului (sensor de presiune-viteză), iar unele sunt numite sondă de intensitate a sunetului. Principalele domenii de aplicare ale tehnologiei senzorilor acustici vectoriali pot acoperi sonarul de avertizare acustică subacvatică, sonarul cu matrice de linii remorcate, sonarul conform matricei de flanc, sonarul de sunet al minei, sonarul de detectare a torpilelor, sonarul multistatic, poziționarea și distribuția de navigație a rețelei de senzori pentru vehicule subacvatice, etc. aeronave, identificarea sursei de zgomot și intensitatea sunetului, măsurarea puterii sunetului, etc. În plus, există traductoare vectoriale electromagnetice, a căror formă de procesare a semnalului este similară cu cea a sunetului subacvatic.

Tehnologia traductoarelor acustice vectoriale este una dintre centrele de cercetare care au atras multă atenție din partea industria de măsurare a acusticii subacvatice în ultimii zece ani. De la lucrările clasice publicate de oamenii de știință americani la mijlocul anilor 1950 despre utilizarea senzorilor inerțiali pentru a măsura direct viteza de vibrație a particulelor din apă, până la dezvoltarea cu succes a senzorilor acustici vectoriali de către oamenii de știință din fosta Uniune Sovietică în anii 1970 și 1980. (hidrofon compozit) Au fost efectuate cercetări privind zgomotul din mediul marin și abia în anii 1990 a apărut treptat boom-ul de cercetare al tehnologiei senzorilor acustici vectoriali.

În 1991, oamenii de știință ruși au publicat prima monografie din lume despre tehnologia senzorilor acustici vectoriali „metoda acustică vector-fază, care a discutat cuprinzător despre principiile și aplicațiile tehnologiei senzorilor vectoriali acustici. The American Journal of Acoustics, Vol. 89, No. 3, 1991 Și al doilea număr al volumului 90 de cercetare acustică a senzorilor din Statele Unite, a publicat trei lucrări de cercetare acustică a vectorului din Statele Unite. și Rusia. Această situație nu s-a mai întâmplat până acum. Perspectivele potențiale de aplicare militară a acestei tehnologii au determinat Agenția de Cercetare Navală din SUA (ONR) . cercetătorii lucrează în acest domeniu, dar până acum este încă unul dintre cele mai valoroase materiale de referință în acest domeniu și, de asemenea, a promovat foarte mult cercetarea în acest domeniu.

În 2001, Centrul Naval de Război Subacvatic al SUA (NUWC) a organizat un seminar despre traductorul acustic direcțional și a invitat pentru prima dată cercetătorii ruși să participe. În 2002, OCEANS din IEEE a înființat o rețea specială de „Senzori de viteză a vibrațiilor particulelor sonore”, care acoperă proiectarea, producția și experimentul de joasă și înaltă frecvență. traductor vectorial de sunet și performanța informațiilor comune despre presiunea sunetului și viteza de vibrație a particulelor de sunet în procesarea câmpului de potrivire etc. Toate acestea reflectă cea mai recentă situație de cercetare. „Ocean Vector Acoustics” publicat în 2003 a dezvoltat cercetarea privind caracteristicile câmpului scalar al presiunii sonore a zgomotului din mediul marin și a propus un set complet de metode bazate pe traductoare acustice vectoriale, cum ar fi experimente marine, procesare a datelor și analize teoretice. Deși ideile de proiectare ale traductorului acustic vector modern bazate pe senzori inerțiali și prototipuri de mostre de producție au apărut pentru prima dată în Statele Unite, sub inițiativa activă și promovarea lui Rzhevikn și Zakharov, Rusia trebuie să facă progrese în cercetarea de bază și cercetarea aplicativă a tehnologiei senzorilor acustici vectoriali. Este mai departe și a fost evaluată drept una dintre primele zece tehnologii acustice subacvatice din Rusia în secolul al XX-lea.

Lucrările domestice conexe pot fi urmărite până la lucrările de cercetare privind măsurarea intensității sunetului cu gradient de presiune a sunetului și hidrofon dublu la începutul anilor 1990. Dar cercetările mai aprofundate au început după 1998. Experimentul lacului Songhua în 1998 și încercarea pe mare Dalian în 2000 au fost primele două experimente de teren privind tehnologia traductoarelor acustice vectoriale din China, urmate de experimentul Reservoir în 2002 și Marea Chinei de Est în 2003. Autorul are onoarea de a participa la aceste experimente și de a participa la cercetările conexe.