Como funciona o sonar?

Sonar é um equipamento naval muito importante, e recebeu grande atenção de todos os países com o uso de armas subaquáticas, como submarinos. Aqui, não discutimos um equipamento específico, nem envolvemos muitos conceitos matemáticos. Em vez disso, começamos com um simples princípio físico e damos uma breve introdução ao sonar sob a água.

O sonar atual é dividido principalmente em duas categorias, sonar ativo e sonar passivo. O trabalho de sonar ativo é semelhante ao radar, ou mais como um morcego, depois de receber uma onda sonora,Cerâmica piezoelétricarecebe um sinal refletido. Como o princípio é semelhante, a questão está chegando, por que não mover o radar diretamente para a água? Simplesmente, as ondas eletromagnéticas dependentes de radar são fortemente atenuadas debaixo d'água, e simplesmente não são suficientes para a detecção de longo alcance. A onda sonora é gerada pela vibração do objeto, e a distância percorrida na água é muito longe. Uma enorme explosão na água pode ser ouvida nos lugares milhares de quilômetros de distância.

Existem dois tipos principais de taisTubos cerâmicos de piezo.componentes. O campo magnético ou o campo elétrico pode ser usado para deformar o objeto. Aqui nos concentramos no princípio de usar um campo elétrico para controlar a deformação e vibração do objeto, nomeadamente o efeito piezoelétrico inverso e o efeito piezoelétrico.

Então o efeito piezoelétrico inverso deMateriais de tubo de cilindro piezoé o campo elétrico para controlar a deformação do objeto. Quando os fios são conectados às extremidades superior e inferior do corpo piezoelétrico e uma tensão é aplicada, o objeto é alongado ou encurtado na direção do campo elétrico. Se a velocidade de carregamento do campo elétrico estiver aumentando, ou seja, a frequência é aumentada, a deformação do objeto pode ser acelerada para gerar vibração e emitir ondas sonoras. Juntamente com outros equipamentos de apoio, torna-se a fonte sonora de sonar ativo.

Em seguida, o efeito piezoelétrico inverso é o campo elétrico para controlar a deformação do objeto. Quando os fios são conectados às extremidades superior e inferior do corpo piezoelétrico e uma tensão é aplicada, o objeto é alongado ou encurtado na direção do campo elétrico. Se a velocidade de carregamento do campo elétrico estiver aumentando, ou seja, a frequência está aumentando, a deformação do objeto pode ser acelerada para gerar vibração e emitir ondas sonoras. Juntamente com outros equipamentos de apoio, torna-se a fonte sonora de sonar ativo.

Na estrutura de cristal de titanato de bário ou PZT, as posições centrais dos encargos positivos e negativos coincidem, e o dipolo é gerado quando a temperatura dos encargos positivos e negativos não coincide mais após a temperatura é reduzida a um determinado valor. Este fenômeno dipolo é provocado sobre polarização espontânea. Em um corpo cerâmico, as regiões da mesma orientação de polarização espontânea geram domínios novamente, e os domínios são virados sob um campo elétrico externo para manter a mesma direção que o campo elétrico. Durante este período, se o ângulo da direção do domínio não for 180 graus, esta rotação trará uma mudança na forma do transdutor tubular de cerâmico PZT4 piezo, ou seja, a tensão sob um grande campo elétrico. Se for um campo elétrico alternado, a histerese ocorrerá em um ciclo de carga. Portanto, em aplicações práticas, o grande campo elétrico é pré-polarizado, e os domínios são orientados em uma direção. Depois disso, a direção do campo elétrico não deve ser alterada o máximo possível para evitar histerese e despolarização. Claro, alguns dispositivos de armazenamento eletrônicos são excluídos. Depois de resolver o problema de gerar ondas sonoras e receber ondas sonoras, a fim de melhorar o desempenho, as unidades do sonar são geralmente sob a forma de uma matriz, que é combinada com outros dispositivos, como shifters de fase e similar. de uma área específica. Grandes matrizes são muitas vezes esféricas ou em forma de coluna, tão grandes que os tubos de torpedo do submarino são dadas. O navio de guerra ou a parte traseira do submarino muitas vezes forma um ponto cego devido ao sistema de propulsão, então o sonar rebocado está longe da área de ruído da popa.