Caracteristicile traductorului și metodele de calibrare
Un traductor hidroacustic este un dispozitiv care convertește energia acustică și energia electrică reciproc. Poziția în sonar este similară cu antena unui radio, un sistem acustic care emite și primește unde sonore în apa de mare. Un transductor piezoelectric cu ultrasunete în care energia acustică este convertită în energie electrică se numește receptor sau hidrofon; un traductor care transformă energia electrică în energie acustică se numește transmițător. Unele sonare folosesc același traductor pentru a transmite și recepționa sunet; alții folosesc emițători și hidrofoane separate.
Caracteristicile traductorului
Performanța hidrofonului se referă în principal la sensibilitate și direcționalitate. Răspunsul de recepție al hidrofonului este sensibilitatea de recepție.
Transductor hidrofon
Un hidrofon este de obicei un dispozitiv de conversie liniară acustică/electrică care are un factor de scalare între tensiunea pe care o produce și presiunea sonoră a câmpului sonor. Acest factor de scară se numește răspunsul traductorului. Răspunsul de recepție (sensibilitatea de recepție) al hidrofonului este tensiunea terminală a hidrofonului generată de unda plană a presiunii sonore unității (înainte ca hidrofonul să fie plasat în câmp). În mod convențional, răspunsul de recepție este reprezentat de un răspuns în circuit deschis în care hidrofonul nu este conectat la sarcină. De obicei, răspunsul la recepție este înregistrat în decibeli, nivelul de referință este de 1 dină/cm2, iar presiunea sonoră este de 1V și este scrisă în dB. Răspunsul emițătorului-curent de emisie indică distanța axială în modelul fasciculului atunci când curentul unitar este injectat în emițător. Presiunea sonoră generată la 1 m. Răspunsul de emisie este de obicei exprimat în decibeli. Nivelul de referință este presiunea sonoră generată la distanța de referință atunci când se injectează curentul emițătorului și este scris în dB. În mod convențional, distanța de referință se referă la 1 m de sursa sonoră; dacă distanța de referință este 1 cod, Plus 20log39.4/36, adică +0.87dB corecție, transformați răspunsul de transmisie. Este nivelul sursei de sunet.
Directivitate:
Hidrofoanele folosesc aproape întotdeauna rețele de hidrofoane în aplicațiile lor. Rețelele de hidrofoane au un raport semnal-zgomot mai mare decât componentele individuale de hidrofon, deoarece pot fi utilizate din zgomote izotrope sau mai multe zgomote identice. Semnalul stivei de tuburi piezoelectrice vine din direcția îndreptată de matrice este extrasă, adică indicele de directivitate este un parametru al undei acustice de recepție utilizat pentru a măsura capacitatea unei rețele de hidrofoane de a extrage semnale din zgomot cu modelul său de fascicul. Este numărul de decibeli în care raportul semnal-zgomot la ieșirea hidrofonului direcțional este mai mare decât raportul semnal-zgomot la ieșirea hidrofonului nedirecțional.
Metoda de calibrare Pentru a asigura performanta echipamentului acustic subacvatic si necesitatea transmiterii valorilor trebuie calibrate hidrofonul si emitatorul. Calibrarea tuburilor piezoelectrice acustice este o funcție a frecvenței și directivității răspunsului traductorului. Există acum un număr mare de metode pentru măsurarea răspunsului traductorului. un rezumat al metodelor de calibrare compilat de Naval Ordnance Laboratory TF Johnston pe baza literaturii de specialitate. Aceste metode au propriile avantaje și dezavantaje pentru diferite dimensiuni ale traductoarelor și game de frecvență.
Materiale transductoare și materiale acustice Ceramica piezoelectrică PZT se dezvoltă spre industrializare. Până acum, ceramica piezoelectrică de zirconat de plumb (PZT) a fost folosită ca apă. Materialul traductorului traductorului acustic încă domină. Ceramica piezoelectrică PZT dezvoltată de China Institute of Acoustics, modelele utilizate în mod obișnuit sunt PZT-4 (transceiver și cu dublă utilizare), PZT-5 (tip de recepție) și PZT-8 (tip de emisie de mare putere), iar performanța lor poate satisface diverse sunete subacvatice. Nevoile traductorului sunt comparate cu cele ale țărilor străine. Materiale transductoare și materiale acustice Ceramica piezoelectrică se dezvoltă spre industrializare. Până în prezent, ceramica piezoelectrică cu zirconat de plumb (PZT) este încă pe primul loc ca material de transducere a energiei pentru traductoarele acustice subacvatice. Ceramica piezoelectrică PZT dezvoltată de China Institute of Acoustics, modelele utilizate în mod obișnuit sunt PZT-4 (transceiver și cu dublă utilizare), PZT-5 (tip de recepție) și PZT-8 (tip de emisie de mare putere), iar performanța lor poate satisface diverse sunete subacvatice. Sunt nevoile traductorului, nivelul acestuia și traductorul cu tub piezoelectric în fază străină d33 este un instrument de măsurare dezvoltat în măsurarea ceramicii piezoelectrice, care a fost promovat în peste 100 de produse interne și a editat standardul național standard pentru metoda de măsurare constantă a tensiunii piezoelectrice statice. alt conținut de cercetare. În acest sens, compania a înființat primul echipament de testare cu tuburi acustice subacvatice, echipamentul de testare al modulului și al modulului complex de forfecare al lui Fuyang și este echipat cu dispozitiv de temperatură și presiune variabilă și sistem de procesare a datelor de microcomputer și sistem de măsurare a caracteristicilor acustice ridicate. În domeniul materialelor de absorbție a sunetului, au fost dezvoltate două tipuri de apă. Sunt materiale de absorbție acustică a sunetului și trei tipuri de structuri de absorbție a sunetului: tip canal paralel cusp plat, cusp pătrat și tip rezonanță plat, care pot îndeplini cerințele diferitelor benzi de frecvență. Vârful plat de absorbție a sunetului a fost utilizat pe scară largă în bazinele de eșapament mari și mijlocii din China, iar coeficientul de reflexie al presiunii sonore este mai mic de 10% în intervalul de frecvență de la 8 la 100 kHz. În plus, cauciucul permeabil la sunet de tip T801 ~ T808, vulcanizarea la temperatura camerei de tip turnat, absorbția sunetului de înaltă frecvență și materialele permeabile la sunet, căptușeala cu absorbție ridicată a sunetului, amortizarea cu absorbție a sunetului și materialele de amortizare de tip chit au fost utilizate pe scară largă în diferite proiecte de inginerie. standard de detecție confirmat de Biroul de Stat de Supraveghere Tehnică și Administrația de Stat de Medicină.
Traductor hidroacustic și matrice
Cele mai frecvente traductoare acustice subacvatice sunt tipul cu piston plat, tipul vibratorului longitudinal, tipul de calibrare rotund și tipul curbat. China poate proiecta și fabrica diferite traductoare care răspund nevoilor de inginerie, iar nivelul este comparabil cu cel al țărilor străine.
(1) Traductor de transmisie de mare putere Se obține traductorul de emisie de înaltă densitate (transductor cilindric încrustat) al inelului și se obțin realizările științifice și tehnologice ale Academiei Chineze de Științe. Printre acestea, 'electrodul inel piezoelectric' a obținut brevetul de model de utilitate. Traductorul este prima bandă largă de mare adâncime din China. Traductorul de emisie acustică subacvatică de mare putere este utilizat pentru explorarea apei de mare a zonei mării. Tehnologia a fost aplicată cu succes în sisteme acustice precum receptoare acustice subacvatice, vitezometre de poziționare subacvatice și ținte analogice. (2) traductor de îndoire Vibrația și radiația sonoră a traductorului de încovoiere de tip lanternă au fost studiate și analizate prin metoda elementelor finite, iar rezultatele au fost aplicate pe scară largă echipamentelor sonar. Pe baza acestui fapt, a fost studiat și un traductor de îndoire concav. În comparație cu traductoarele de îndoire de tip lanternă convexe existente din lume, acest traductor are o sensibilitate mai mare și o viteză volumetrică mai mare și este rezistent la presiunea statică. În special, această structură poate obține o bandă largă înaltă prin utilizarea vibrațiilor multimodale. Caracteristicile sunt foarte lăudate de acustica apei străine. (3) Cercetări privind hidrofonul compozit piezoelectric și traductorul de rocă folosind material piezoelectric compozit sandwich PZT (3-3), valoarea constantă piezoelectrică gh este mare și cifra de merit dh × gh este mare și modul de vibrație este mai bun. Simplu și ușor de egalat cu caracteristicile masei de rocă dezvoltate în hidrofon de bandă largă de înaltă sensibilitate și traductor cu ultrasunete cu puls îngust de bandă largă.
Procesul traductorului:
Dezvoltarea cristalului senzorului piezoelectric implică un proces puternic și este adesea esențială pentru realizarea unui nou design. În combinație cu cercetarea și dezvoltarea traductoarelor acustice și ultrasonice subacvatice, s-au format un set de tehnologii speciale, cum ar fi procesul de turnare și cuplare a cauciucului permeabil la sunet, fără sulf poliuretan, tehnologia de pretensionare compozită, seria de adezivi acustici și tehnologia de lipire, procesele lente de fabricație a ghidurilor de undă, etc., care au devenit mijloace tehnice extrem de importante pentru traductoare.
Hubei Hannas Tech Co., Ltd este un producător profesionist de ceramică piezoelectrică și traductoare cu ultrasunete, dedicat tehnologiei ultrasonice și aplicațiilor industriale.
