Forskning om akustisk undervattensgivare i ubåtskommunikation

  Submarine intelligent inkluderar akustisk undervattenskommunikation, En av de tekniska svårigheterna för att övervinna det intelligenta för underhåll av undervattensrörledningar är hur man förverkligar undervattenskommunikationssystemet för den intelligenta för att slutföra fjärrstyrningen av plattformen. På grund av den marina miljöns särdrag, används akustisk trådlös kommunikation under vattnet. Det akustiska undervattenskommunikationssystemet skiljer sig från det traditionella trådlösa kommunikationssystemet, och det måste överföra information genom en mycket speciell akustisk undervattenskanal, det vill säga genom havsvattenmedium. Havsvattenmediet är extremt komplext och variabelt. Absorptionen av ljudenergi och utvidgningen av vågfronten av mediet under utbredningsprocessen leder till att signalen dämpas; spridningen och reflektionen av ljudvågor av havsytan och havsbotten leder till flervägsfenomen; och ojämnheten i piezokeramisk cylinder keramisk givare . Och det finns mycket störningsbrus under vattnet, vilket kommer att göra den akustiska undervattenssignalen förvrängd. Huvudarbetet i detta dokument avslutar forskningen och urvalet av akustiska undervattensgivare, som spelar en viktig roll i kommunikationsprocessen, och bestämmer signalernas undervattensöverföringsfrekvens genom vattentestexperiment.

De ultraljudscylinder keramisk givare är en enhet som realiserar ömsesidig omvandling av elektroakustisk energi och kan klassificeras i en sändare och en mottagare (eller en hydrofon) beroende på användningen. Det intelligenta kommunikationssignalflödet visas. Huvudforskningen av detta kommunikationssystem är att utfärda kommandodata från moderskeppet eller plattformsdatorns driftgränssnitt och konvertera den digitala signalen till analog signal via modem och skicka den till den akustiska undervattensgivaren genom effektförstärkningsmatchningskretsen för att omvandla den till en akustisk signal. Som en viktig forskningsriktning inom teknisk vattenakustik är akustiska undervattensgivare och deras arrayer den omfattande användningen av flera discipliner, som involverar hydroakustik, fysik, elektronik, mekanik, materialvetenskap och till och med kemi. Dess forskning ger en viktig teknisk garanti för tillförlitlig överföring och utbyte av undervattensinformation.

Huvudprestandaparametrar för den akustiska undervattensgivaren

De viktigaste prestandaparametrarna för en akustisk undervattensgivare som beaktas vid valet av den akustiska undervattensgivaren (1) Omvandlarens arbetsfrekvens väljs enligt ekolodsekvationen under vissa förhållanden och andra viktiga prestanda. Indikatorer som riktningsförmåga, överförd ljudeffekt och mottagningskänslighet varierar med frekvensen. För sändaren drivs den i allmänhet vid resonansgrundfrekvensen för att uppnå hög effektöverföring och höga effektivitetsegenskaper. För hydrofoner förväntas den fungera i ett frekvensband med ett platt mottagningssvar.

Bandbredd Δf och mekanisk kvalitetsfaktor Qm

Bandbredden Δf för piezokeramiska material har följande samband med kvalitetsfaktorn Qm: 1Qm = Δff0, där f0 är den mekaniska resonansfrekvensen. Kvalitetsfaktorn Qm är relaterad till givarens material, strukturella storlek, mekaniska förluster och strålningsmotstånd. Ju större mekanisk förlust och strålningsmotstånd och ju mindre ekvivalentmassan är nära resonansfrekvensen, desto lägre Qm och desto bredare bandbredd.

Emissionsspänningssvar:

Spänningssvaret Sv för piezocylinderröret är en viktig parameter för att mäta prestandan hos ljudsystemet som utstrålar ljudvågsenergi i vattnet. Den definieras vid en viss frekvens, den sändande givaren (eller givaren) är borta från den specificerade riktningen (ljudaxelns riktning). Förhållandet mellan det fria fältljudtrycket Pf som alstras vid det effektiva akustiska centrumreferensavståndet och excitationsspänningen rms V vid ingången till givaren.Sv=Pf(1m)·d0V(Pa·m/v) referensavstånd d0=1m, decibeln för Sv uttrycks som emissionsspänningens svarsnivå: SvL=20Sv)lgSv(refdBSv)lgSv(refdBSv)lgSv (Sv)ref=1μPa· m/v. Givaren har andra funktioner, såsom riktverkan.

Undervattensljudgivare, Efter undersökning och val, används den akustiska emissionsgivaren under vatten i vattentestexperimentet. Det är en cylindrisk piezoelektrisk keramisk givare utvecklad av Institute of Hydroacoustics, Piezoelektriska keramiska givare är en typ av givare som används flitigt inom området undervattensakustik. De är huvudsakliga fördelar (1) när den är i sändningstillståndet kan den användas som en stark effektradiator, och dess elektroakustiska effektivitet är också hög, den är cirka 30-70%;När den används i mottagningstillståndet som mottagare har den en högre mottagningskänslighet av Pzt piezokeramiska cylinderrör, cirka tiotals till hundratals mikrovolts / Pa; (3) den kan användas som en givare av olika former, såsom en kompositstavstyp, kolumn- och kulgivare. Den har egenskaperna för enkel struktur och stabil arbetsprestanda. Sekvensen producerar det resulterande tidsfelet mellan de två avbrotten. Starta sedan loopräkningen, det vill säga num plus 1, när num läggs till 20, vilket kommer att generera 1s avbrott, starta sedan num clear och andra enhet plus 1, och börja sedan bedöma sekunden, minuten, om programmet ska bäras eller raderas.