Tryckbeständig hydrofon baserad på piezoelektriskt keramiskt sfäriskt skal

Baserat på tryckmotståndet för piezoelektriskt keramiskt sfäriskt skal i sig, en tryckbeständig hydrofon designades och tillverkades genom att använda radiellt polad luftbaksida piezoelektriskt keramiskt sfäriskt skal.transducer som akustiskt känsligt element. För det första analyserades de akustiska egenskaperna såsom lågfrekvent öppen krets. mottagningskänslighet och vibrationsfrekvens och simulerades med finita elementmetoden. Därefter analyserades den trycktåliga prestandan såsom styrka och stabilitet, även den simulerades med FE-mjukvara. Slutligen testades dess akustiska prestanda och tryckmotstånd. Testresultat visar att diametern på den trycktåliga hydrofonen är 36 mm och dess arbetsfrekvensområde är från 50 Hz till 10 kHz. Den lågfrekventa tryckkänsligheten är 198:4 dB (0 dB ref 1 V/Pa), brusspektrumnivån är 46,5 dB vid 1 kHz, och dess arbetsdjup är 3000 m. Denna tryckbeständiga hydrofon ger en referens för design av djupvattenhydrofoner och har ett viktigt tillämpningsvärde inom området för djupvattenakustik.

 

introduktion

 

Sedan 2000-talet började djuphavsforskning och utveckling har fått mer och mer uppmärksamhet och har blivit ett hett område för konkurrens mellan länder. Tryckbeständiga hydrofoner är oumbärlig utrustning för djuphavsutveckling. Dessutom, med den snabba utvecklingen av militär teknik i olika länder, kommer olika undervattensutrustning såsom ubåtar, torpeder, obemannade undervattensfarkoster (UUV), undervattensglidare (UUG), undervattensrobotar (ROV), nedsänkbara mål etc. Med ökande djup behöver denna djupvattenutrustning vanligtvis utrustas med trycktåliga hydrofoner som kan möta sina arbetsdjup. För att motstå effekterna av högt hydrostatiskt tryck, antar trycktåliga hydrofoner vanligtvis speciella tryckbeständiga strukturer eller inre och yttre tryckbalanskonstruktioner, såsom tryckavlastnings- eller tryckkompensationsstrukturer, oljefyllda, överströmningsstrukturer, etc. Oljefyllda och överströmningsstrukturer kan teoretiskt motstå det statiska trycket i hela havets djup- och tryckbeständiga strukturer. hydrofoner. De tryckbeständiga hydrofonerna i dessa två strukturer använder i allmänhet ett piezoelektriskt keramiskt rör som den mottagande givaren. Denna piezoelektriska keramiska tubhydrofon har fördelarna med enkel struktur och teknik, men har också fördelarna med lågfrekvent öppen kretsspänningskänslighet. Nackdelar. Det radiellt polariserade piezoelektriska röret är slitsat för att förbättra mottagningskänsligheten, men det minskar också avsevärt arbetsfrekvensbandet, som bara är 10/200 Hz. Om det mottagande frekvensbandet för den piezoelektriska keramiska rundrörshydrofonen är nära sin resonansfrekvens, även om känsligheten kan förbättras, kommer dess arbetsfrekvensband att vara kraftigt begränsat och känslighetskurvans planhet kommer att gå förlorad. Förutom piezoelektriska rundrörstransduktorer används piezoelektriska sfäriska skaltransduktorer också ofta mottagande omvandlare för akustiska tryckhydrofoner. Den piezoelektriska sfäriska skalomvandlaren har många fördelar såsom enkel struktur och process, hög känslighet, bra rundstrålande och bandbredd på arbetsfrekvensen. Ännu viktigare är att materialets och strukturens egenskaper bestämmer att det piezoelektriska keramiska sfäriska skalet i sig har högt motstånd. Förutom den oljefyllda eller överströmningsstrukturen ger detta en annan möjlighet för utformningen av tryckbeständiga hydrofoner, det vill säga användningen av ett luftunderställt piezoelektriskt sfäriskt skal som mottagande givare för den tryckbeständiga hydrofonen.

 

1 Akustiska mottagningsegenskaper för piezoelektrisk sfärisk skalgivare

 

 Lågfrekvent mottagningskänslighet

 

Begränsade av form och bearbetningsteknik har piezoelektriska keramiska sfäriska skal vanligtvis bara ett polariseringsläge: radiell polarisering, och de positiva och negativa elektroderna är respektive på de inre och yttre ytorna av det sfäriska skalet. För en piezoelektrisk sfärisk skalgivare med en inre radie på a och en yttre radie på b, när den utsätts för ett ljudtryck p0 vars frekvens är mycket lägre än dess inre frekvens, kommer en potentialskillnad V att genereras mellan de inre och yttre elektroderna på det piezoelektriska sfäriska skalet. Mottagningskänsligheten för en hydrofon uttrycks i allmänhet av mottagningskänsligheten Me för fritt fält. Me definieras som förhållandet mellan tomgångsspänningen vid hydrofonens utgång och frifältsljudtrycket vid hydrofonens position i ljudfältet. Dess decibelform är känsligheten för mottagning av fritt fält. . Därför är den lågfrekventa öppenkretsmottagande spänningskänsligheten hos det luftstödda piezoelektriska sfäriska skalet. Under förutsättningen att det piezoelektriska materialet är materialet som används i denna artikel, när t är konstant, ju större b är, det vill säga ju större ytterdiametern på det piezoelektriska sfäriska skalet är, desto högre är känsligheten; När b är säker och t 0,36 är känsligheten den minsta, och denna punkt bör undvikas vid design; när b är säker och t <0:36, ju mindre t, det vill säga ju tunnare det piezoelektriska sfäriska skalet, desto högre känslighet.

 

1.2 Resonansfrekvens

 

För en tunn piezoelektrisk sfärisk akustisk undervattensgivare , dess resonansfrekvens i luft. Det kan ses att resonansfrekvensen för det tunna piezoelektriska sfäriska skalet endast är dess genomsnittliga radie r och densiteten för materialet s, Youngs modul Y E11 Det är relaterat till Poissons förhållande, vilket motsvarar att förenkla det till ett sfäriskt skal av isotropiskt elastiskt material. Det kan ses att när det piezoelektriska materialet bestäms, ju större medelradien r för det sfäriska skalet är, desto högre blir resonanspunkten och desto bredare är arbetsbandbredden. När den är i vatten, på grund av den ökade strålningsimpedansen hos den piezoelektriska sfäriska skalomvandlaren, kommer dess resonansfrekvens att vara något lägre än resonansfrekvensen i luft. När den piezoelektriska sfäriska hydrofonen används för lågfrekvent mottagning, för att säkerställa planheten i dess känslighet, är dess arbetsfrekvens långt borta från dess resonansfrekvens. Inom teknik krävs det i allmänhet att dess resonansfrekvens är minst 5 gånger den övre gränsfrekvensen för dess funktion.

 

 

 

2 Analys av tryckmotståndsprestanda hos piezoelektrisk sfärisk skalgivare

 

Brotmoden för tryckbeständiga strukturer inkluderar huvudsakligen hållfasthetsbrott, styvhetsbrott, stabilitetsbrott och korrosionsbrott. För hydrofoner med stort djup är belastningen den bär huvudsakligen externt vattentryck, och dess fellägen är huvudsakligen hållfasthetsbrott och stabilitetsfel. De två felsituationerna för den piezoelektriska sfäriska skalomvandlaren diskuteras nedan.

 

2.1 Analys av hållfasthetsbrott

Hållfasthetsbrott avser fenomenet att irreversibel deformation eller brott uppstår efter att den maximala spänningen i behållaren överskrider sträckgränsen, vilket gör att behållaren förlorar sin bärförmåga. Motsvarande hållfasthetsbrott är det maximalt tillåtna trycket för den piezoelektriska sfäriska skalomvandlaren. Enligt den momentfria teorin om det roterande skalet, under inverkan av det yttre trycket p, kommer det sfäriska skalet att producera axiell dragspänning z och ringdragspänning, och de två är lika i värde. Bland dem är D0 utanför det sfäriska skalet Diameter, enheten är mm; är tjockleken på det sfäriska skalet, enheten är mm. Enligt teorin om maximal huvudspänning måste den tryckbeständiga strukturkonstruktionen uppfyllas. Bland dem är den tillåtna stressen. Enligt mitt lands nationella standard GB 150.3, för materialstandarden normal temperatur sträckgräns Rel, är säkerhetsfaktorn ns = 1:5. Den normala temperatursträckgränsen för det piezoelektriska keramiska materialet P-51 som används i det piezoelektriska sfäriska skalet är Rel = 137:9 MPa, så den tillåtna spänningen för materialet [] = Rel/ns = 91:9 MPa. Genom att ersätta parametern t kan det maximalt tillåtna trycket för den piezoelektriska sfäriska skalomvandlaren erhållas eftersom det är lätt att veta att ju större förhållandet t är mellan den sfäriska skaltjockleken och den yttre diametern, desto starkare är det piezoelektriska sfäriska skalets styrka och tryckmotståndsförmåga.

 

2.2 Analys av stabilitetsfel

Stabilitetsfel hänvisar till fenomenet att behållaren ändras från ett stabilt jämviktstillstånd till ett annat instabilt tillstånd under inverkan av extern belastning, och dess form ändras plötsligt och förlorar sin normala arbetsförmåga. Motsvarande stabilitetsfelet är det kritiska instabilitet som tillåts trycket hos den piezoelektriska sfäriska skalomvandlaren. Enligt teorin om liten deformation har det kritiska instabilitetstrycket pcr för det sfäriska skalet under extern kraft ett stort fel för denna formel, så en stor säkerhetsfaktor används ofta för att kompensera. Enligt GB 150.3 tas stabilitetssäkerhetsfaktorn till m = 14:25, så det tillåtna kritiska trycket för periferiell instabilitet [p] = pcr/m. Genom att ersätta parametern t på samma sätt är det tillåtna kritiska trycket för periferiell instabilitet hos den piezoelektriska sfäriska skalomvandlaren lätt att veta. När det piezoelektriska materialet bestäms, ju större förhållandet t mellan det sfäriska skalets tjocklek och ytterdiametern är, desto större tryck. Stabiliteten och tryckmotståndet hos det elektriska kulskalet är starkare.

 

3 Finita element-simulering

Från ovanstående analys, för känsligheten och arbetsfrekvensen för det piezoelektriska sfäriska skalet, ju större ytterdiametern är, desto tunnare desto bättre; och för dess tryckmotstånd gäller att ju mindre ytterdiametern är, desto tjockare är tjockleken. det är bra. Det vill säga, den akustiska prestandan och tryckmotståndsprestandan är inbördes motsatta. Med tanke på kraven på akustisk prestanda och tryckmotstånd, såväl som svårigheten och kostnaden för bearbetning av sfäriska skal (vanligtvis ju större ytterdiametern är, desto större tjocklek, desto större bearbetningssvårigheter och desto högre kostnad), den yttre radien av designsfäriska skalet b = 15 mm, Tjocklek = 3 mm. Det piezoelektriska materialet som används i det sfäriska skalet är P-51, dess piezoelektriska koefficient g33 = 25: 6 10 3 V m/N, g31 = 9: 6 10 3 V m/N, densitet s = 7600 kg/m3, Youngs modul 6: Pa, 10 s = 10 modulus Y, 10's förhållande 0:36.

 

3.1 Simulering av akustiska egenskaper hos piezoelektriska sfäriska skal

För att verifiera korrektheten av analysen av de akustiska mottagningsegenskaperna för den piezoelektriska sfäriska skalomvandlaren, används den finita elementanalysmetoden för att modellera och simulera den, och simuleringsmjukvaran COMSOL5.4 används.

 

3.1.1 Mottagning av känslighetssimulering

Skapa först en tredimensionell sfärisk skalstrukturmodell. För att förenkla modelleringsgeometrin och påskynda lösningen skapar modellen endast 1/8 piezoelektriska sfäriska skal och använder 3 plansymmetribegränsningar för att uppnå ett komplett sfäriskt skal. Skapa ett radiellt polarisationskoordinatsystem för piezoelektriskt material i sfäriska koordinater och använd materialparametrarna för piezoelektriskt material P-51. Ställ in gränslasten som 0,1 MPa tryck på den yttre ytan och inget tryck på den inre ytan. Genom att utföra frekvensdomänanalys löses det som ett steady-state problem. Figur 2 visar simuleringsresultaten av potentialfördelningen av det piezoelektriska sfäriska skalet när det utsätts för ett tryck med en frekvens på 500 Hz och ett tryck på 0,1 MPa.

Genom att ersätta storleken och materialparametrarna för det piezoelektriska sfäriska skalet i formeln kan den teoretiska öppna kretsen när den utsätts för ett lågfrekvent ljudtryck på 0,1 MPa erhållas

Utspänningen är 11.646 V. Det kan ses från figur 2 att när det piezoelektriska sfäriska skalet utsätts för ett ljudtryck på 0,1 MPa@500 Hz, är simuleringsresultatet av dess utspänning 11.632 V, vilket överensstämmer med det teoretiska värdet. Vid denna tidpunkt är dess känslighet 198,7 dB@500 Hz (0 dB = 1 V/ Pa).

 

3.1.2 Resonansfrekvenssimulering

Följande använder också finita element-simuleringsmetoden för att simulera resonansfrekvensen för det piezoelektriska keramiska sfäriska skalet, och simuleringsfrekvensbandet är 1 Hz/200 kHz. Först förenklas materialet i det piezoelektriska sfäriska skalet till ett isotropiskt elastiskt material, och frekvenssvepanalysen utförs på det, och frekvenssvarskurvan för dess deformation visas i figur 3. Enligt formel (3) är resonansfrekvensen fa för det piezoelektriska sfäriska skalet 57 kHz i luften. Av fig. 3 kan man se att det simulerade värdet för resonansfrekvensen är 58,9 kHz, vilket i princip överensstämmer med det teoretiska värdet. Det bör noteras att formeln (3) bara är en förenklad beräkning för det isotropiska tunna sfäriska skalet, och det piezoelektriska sfäriska skalmaterialet är inte isotropiskt och tjockleken är relativt tjock, direkt tillämpning av formeln (3) kommer att ha vissa fel. Om de fullständiga parametrarna för den piezoelektriska keramiken byts in, visas frekvenssvarskurvan för den öppna kretsens spänningskänslighet i figur 4. Det kan ses av figur 4 att i frekvensbandet 1 Hz 10 kHz, känslighetskurvan för det piezoelektriska sfäriska skalet är mycket överensstämmande med ett platt sfäriskt skal, 7 med d 9 känslighet med ett sfäriskt skal. den teoretiska analysen. Resonansfrekvensen blir 72,1 kHz, vilket är något större än beräkningsresultatet i formel (3), men det påverkar inte formelns giltighet i tekniska tillämpningar. Eftersom den relevanta dämpningskoefficienten för det piezoelektriska materialet inte kan erhållas, sätts flexibilitetsmatrisförlustfaktorn och den piezoelektriska matrisförlustfaktorn i modellen till 0, vilket leder till simuleringen att känsligheten för det piezoelektriska sfäriska skalet vid resonansfrekvensen är 155 dB, i själva verket borde vara lägre än detta värde.

3.2 Simulering av tryckmotståndsprestanda för piezoelektriskt sfäriskt skal

Den teoretiska beräkningsformeln för tryckmotstånd i avsnitt 2 är en förenklad formel som sammanfattas för bekvämligheten av teknisk tillämpning och det faktiska piezoelektriska sfäriska skalet. Hål kommer att öppnas på grund av installationsbehov, vilket kan göra att den faktiska tryckkapaciteten inte överensstämmer med de teoretiska beräkningsresultaten. För att erhålla tryckförmågan hos den piezoelektriska sfäriska skalomvandlaren så exakt som möjligt, genomfördes den statiska struktursimuleringen respektive egenvärdesbucklingssimuleringen genom den finita elementanalysmjukvaran Workbench.

 

3.2.1 Strukturell statisk simulering

Strukturell statisk simulering kan erhålla spänningsfördelningen i hela strukturen när strukturen är under belastning. Därför är den maximala tillåtna spänningen för det kända materialet

Det maximalt tillåtna trycket den kan bära kan simuleras. En tredimensionell modell av det sfäriska skalet upprättas och monteringshål sätts på den sfäriska skalmodellen. Adoptera det sfäriska skalet

Hexaedermetoden används för att dela gallret, och rullstöd placeras på den cylindriska ytan och det nedre planet av monteringshålet, och tryck appliceras på den yttre ytan av den piezoelektriska sfäriska skalomvandlaren.

Ändra ständigt storleken på trycket och utför strukturell statisk analys på det. Simuleringen fann att när trycket som appliceras på den yttre ytan når 28 MPa, kommer den piezoelektriska

Den maximala spänningen för det sfäriska skalet är 151 MPa, och dess spänningsfördelning visas i figur 5 (För att underlätta observationen av den inre spänningen skärs det piezoelektriska sfäriska skalet längs mittlinjen för att visa

Visa). Det bör noteras att den maximala spänningen endast inträffar vid gränslinjen för filén på monteringshålet, och den maximala spänningen på de återstående andra platserna är mindre än detta

Den säkra tillåtna spänningen för det piezoelektriska materialet är 91,9 MPa, så det maximalt tillåtna trycket för det piezoelektriska sfäriska skalet kan nå 28 MPa enligt simuleringen. Och roten

Enligt formel (6) kan det maximalt tillåtna trycket för den piezoelektriska sfäriska skalomvandlaren erhållas till 36,8 MPa. Det kan ses att tryckhållfastheten för det sfäriska skalet efter perforering är lägre än för hela

Den teoretiska styrkan hos hela det sfäriska skalet. I simuleringen överskrider spänningskoncentrationsfenomenet som uppträder på ett fåtal ställen vid monteringshålet den säkerhetstillåtna spänningen, och om det påverkar tryckmotståndet hos det piezoelektriska sfäriska skalet återstår att verifiera av trycktestet.

 

3.2.2 Egenvärdesbucklingssimulering

Egenvärdesbucklingssimuleringen kan erhålla bucklingsmoden för tunna skalstrukturer och deras motsvarande kritiska bucklingstryck. Ett tryck på 1 MPa applicerades på den yttre ytan av den piezoelektriska sfäriska skalomvandlaren, och dess egenvärdesbucklinganalys utfördes. Simuleringsresultaten visar att första ordningens bucklingsmod visas i figur 6 och första ordningens vågnummer n = 4, vilket överensstämmer med det sfäriska skalets instabilitetsegenskaper. Första ordningens bucklingslastfaktor är 3379, så dess första ordningens kritiska belastning är 3379 MPa. Eftersom den första ordningen är det lägsta värdet på knäcklasten betyder detta att den piezoelektriska sfäriska skalstrukturen inte kommer att vara stabil förrän det teoretiska trycket når 3379 MPa. Enligt formel (7) kan det kritiska trycket för periferiell instabilitet hos den piezoelektriska sfäriska skalomvandlaren erhållas till 2970 MPa, vilket i princip överensstämmer med simuleringsresultaten. Simuleringsresultaten för finita element visar att det maximalt tillåtna trycket för den piezoelektriska sfäriska skalgivaren är 28 MPa och dess kritiska bucklingstryck är 3379 MPa, vilket indikerar att när det externa trycket fortsätter att öka ändras det piezoelektriska sfäriska skalet.

 

4 Utveckling och prestandatest av sfärisk tryckhydrofon

4.1 Utveckling av sfärisk trycktålig hydrofon

I detta papper, en radiellt polariserad luftbaksida piezoelektrisk sfärisk skalgivare används som den akustiska mottagningssensorn, och en sfärisk tryckbeständig hydrofon är designad och tillverkad. Den yttre radien av det piezoelektriska sfäriska skalet som används i den sfäriska tryckbeständiga hydrofonen är 15 mm, tjockleken på det sfäriska skalet är 3 mm och det piezoelektriska keramiska materialet som används för det sfäriska skalet är P-51. Insidan av det piezoelektriska sfäriska skalet är ett hålrum, och det yttersta lagret är ingjutet med ett lager av ljudgenomsläppligt gummi för att isolera, täta och skydda. Tjockleken på det ljudgenomsläppliga gummit är 3 mm. Det fysiska föremålet för en sfärisk tryckbeständig hydrofon. Diametern på hela hydrofonen är 36 mm.

 

 

4.2 Prestandatest av sfärisk tryckhydrofon

 

4.2.1 Mottagningskänslighetstest

Den färdiga sfäriska tryckbeständiga hydrofonen placeras i ett stående vågrör, och dess lågfrekventa öppenkretsmottagningskänslighet testas med jämförelsemetoden. Boltålig

Tryckhydrofonen och standardhydrofonen hängs på samma höjd i det stående vågröret samtidigt, vilket ändrar emissionsfrekvensen för den stående vågrörets ljudkälla och spelar in båda samtidigt

Genom jämförelsemetoden kan mottagningskänsligheten för sfärisk tryckbeständig hydrofon erhålls. Det stående vågröret som används kan bara producera en kombination av 50 1000 Hz

Grid stående våg, så mätfrekvensbandet denna gång är 50 1000 Hz. De uppmätta resultaten av känslighetskurvan för den sfäriska tryckbeständiga hydrofonen visas i figur 8.

Testresultatet visar att känsligheten för den sfäriska trycktåliga hydrofonen i frekvensbandet 50 1000 Hz är cirka 198,4 dB, vilket i princip överensstämmer med det teoretiska värdet. i

Inom området 50 1000 Hz överstiger inte känslighetsfluktuationen 0,5 dB. Ståvågsröret kan endast kalibreras under 1 kHz. För frekvensbandet 1 kHz till 10 kHz utförs mätningen i en ekofri tank. Placera den färdiga sfäriska tryckbeständiga hydrofonen och standardhydrofonen i samma position som den ekofria tanken, använd ljudkällan för att spela enkelfrekvenssignaler med olika frekvenser och använd jämförelsemetoden för att slutföra mottagningskänslighetsmätningen. De uppmätta resultaten av känslighetskurvan för den sfäriska tryckbeständiga hydrofonen vid 1 kHz och 10 kHz visas i fig. 9. Det framgår av testresultaten att känsligheten för den sfäriska tryckbeständiga hydrofonen i frekvensbandet 1 kHz och 10 kHz är ungefär 198 dB, vilket i princip överensstämmer med. Inom området 1 kHz till 10 kHz överstiger inte känslighetsfluktuationen 1,4 dB.

 

4.2.2 Självljudstest

 

För att säkerställa att hydrofonen kan ta upp svaga ljudsignaler krävs att hydrofonen har ett lägre ekvivalent självbrus. Sfärisk tryckhydrofon

Den placeras i en vakuumtank med elektromagnetisk avskärmning, dämpning och vibrationsreduktion, och självbrustestet utförs på signalinsamlingskortet BK-3050 med extremt lågt brus.

Det ekvivalenta självbrusspektrumet för den sfäriska tryckbeständiga hydrofonen visas i den röda heldragna linjen i figur 10. Den svarta streckade linjen i figur 10 är den tidigaste forskningen om havsbrus. Den 0-nivå sjötillståndet havsbakgrundsbrusspektrumnivån sammanfattad av Kundson [9]. Enligt Kundsonkurvan är havsbakgrundsbruset under sjötillstånd 0. Ljudspektrumnivån är cirka 44 dB@1 kHz. Det bör noteras att dessa uppgifter är ett forskningsresultat 1948. Under senare år, som den globala sjöfarten

Med den snabba utvecklingen ökar havets bakgrundsljud år för år. Den blå prickade linjen i figur 10 är bakgrundsbrusspektrumnivån för Sydkinesiska havet 2013 vid nivå 0 havsförhållanden Linje , det kan ses att den ekvivalenta självbrusspektrumnivån för den sfäriska tryckbeständiga hydrofonen är lägre än eller lika med nivå 0 havstillståndet i intervallet 10 1500 Hz. 1500 5000 Hz. Dess ekvivalenta självbrusspektrum vid 1000 Hz. Nivån är 46,5 dB.

 

4.2.3 Tål spänningsprestandatest

För att verifiera tryckmotståndsförmågan hos sfärisk tryckbeständig hydrofon sattes ett prov av den sfäriska tryckbeständiga hydrofonen i en autoklav för ett trycktest. För att säkerställa säkerheten är testsystemet trycksatt med högtrycksvatten. Enligt den tidigare analysen är dess säkra tryckmotståndskapacitet 28 MPa, vilket är mindre än 1,5 gånger säkerhetsfaktorn

Det erhållna resultatet, det vill säga dess teoretiska sluttrycksförmåga är 42 MPa. För att balansera säkerhet och användarvänlighet, avrundas här till

30 MPa för testning. Under testet trycksätt först till 30 MPa, håll trycket i 3 timmar, släpp trycket och kontrollera hydrofonen; tryck sedan igen till 30 MPa och upprepa testet 3 gånger. Inget signifikant tryckfall inträffade under hela trycksättningsprocessen. Kontrollera hydrofonen som ska testas efter varje trycksättning. Utseendet är inte skadat. Vägningen är konsekvent före och efter testet. Därefter testas känsligheten igen i det stående vågröret. Testresultatet visar att känsligheten i princip är densamma som känsligheten före trycksättningen. Detta bevisar att den tål 3000 m vattentryck.

 

5 Slutsats

I detta dokument används en kombination av teoretisk formel och finita elementsimulering, och den piezoelektriska sfäriska skalstrukturen och materialet har tryckmotståndsförmågan, och den radiellt polariserade luftstödda piezoelektriska sfäriska skalgivaren används som det akustiska mottagande känsliga elementet. Och gjorde en sfärisk trycktålig hydrofon. Diametern på den sfäriska tryckbeständiga hydrofonen är 36 mm, arbetsfrekvensbandet är 50 Hz 10 kHz, lågfrekvenskänsligheten är 198,4 dB, den ekvivalenta självbrusspektrumnivån är 46,5 dB@1 kHz och arbetsdjupet är 3000 m. Det luftstödda piezoelektriska sfäriska skalschemat som används i denna uppsats har erhållit en viss tryckmotståndskapacitet under förhållanden med hög känslighet. Om tryckmotståndsdjupet kontinuerligt ska förbättras måste känsligheten förloras till bekostnad. Denna lösning kan uppnå relativt begränsat tryckmotstånd. Om hydrofonen behöver få ett större tryckmotstånd (som fullt havsdjup) är det bättre att välja en oljefylld eller bräddlösning.