Tipos e desenhos de transdutores acústicos subaquáticos (1)

As ondas sonoras são as únicas transportadoras que os humanos dominaram para transmitir informações e energia por longas distâncias no vasto mar. As pessoas usam ondas eletromagnéticas para desenvolver radares. Da mesma forma, as pessoas usam ondas sonoras como operadoras de informação para desenvolvertransdutor acústico subaquático. Equipamento eletrônico para posicionamento, identificação e sonar de comunicação. Em face do vasto oceano, os ombros sonar são uma missão importante: é para alcançar todos os cantos do vasto mar, para identificar as várias coisas, para dizer às pessoas a verdadeira face do mundo subaquático, para ajudar as pessoas a explorar as pessoas mistérios do oceano. Para se tornar navegação de comunicação subaquática, eles estão nas áreas de aquicultura, pesca, desenvolvimento de recursos marinhos, exploração geológica e geomorfológica marinha, armas militares, etc. A razão pela qual as ondas sonoras se tornam a melhor transportadora de informação subaquática é que as ondas sonoras na água O meio tem o menor coeficiente de atenuação em comparação com outros campos físicos, como ondas eletromagnéticas, e a propagação de longa distância pode ser obtida. Esta vantagem faz com que o sonar que observe o subaquático do uso inicial de ondas ultra-sônicas. O objetivo começa e continua a se desenvolver. Atualmente, a faixa de freqüência de trabalho de sonar foi estendida a uma ampla gama. O sonar ativo é de dezenas de Hertz a várias dezenas de Megahertz. A baixa frequência de sonar passivo foi estendida ao intervalo de infra-mounta. Em uma banda tão ampla, de acordo com os regulamentos. O formulário de sinal excita um dispositivo importante que gera ondas sonoras e sentidos e recebe ondas sonoras na água sem distorção. Isso é chamado de transdutor sonar ou uma matriz de sonar. Esses dispositivos são o equipamento front-end do sistema sonar. Eles também são a \"window \" para o sistema sonar interagir e trocar informações com o meio de água. Eles são o sistema de sonar, então o transdutor sonar ou a matriz de sonar é vividamente referido como \"olhos e ouvidos \" do sistema sonar. Com a expansão contínua do campo de aplicação da tecnologia Sonar, a melhoria do confronto militar e das necessidades operacionais possui novos princípios, novas tecnologias e novos equipamentos de sonar emergiram em um fluxo interminável. O desenvolvimento da nova tecnologia sonar impulsionou o rápido desenvolvimento detransdutor ultrassônico subaquáticotecnologia. Os mesmos avanços tecnológicos no campo dos transdutores e do desenvolvimento de novos materiais, novos mecanismos e novos transdutores estruturais também tornaram o sistema de sonar um novo visual. Aqui está uma breve visão geral do desenvolvimento da tecnologia de transdutores, incluindo o novo transdutor hidroacústico de material, nova estrutura e novo transdutor hidroacústico mecanismo, novo hidrofone, tecnologia de transdutor de banda larga, etc.

Novo materialtransdutor acústico subaquático:

oTransdutores piezoelétricos ADCP.É um dispositivo que implementa a conversão de energia em um sistema sonar. Há um material especial com a capacidade de converter energia. Este material é chamado de material funcional. Os materiais funcionais usados ​​para tornar o transdutor incluem principalmente materiais piezoelétricos (como cristais piezoelétricos, cerâmicas piezoelétricas, polímeros piezoelétricos, etc.) e materiais magnetostrictivos (como níquel, cobalto, liga de ferro de níquel, ferrite, farolaloy de ferro rara, etc.) , eles usam o efeito piezoelétrico e o efeito magnetostrictivo para realizar a conversão mútua entre energia elétrica de energia, energia de campo magnético e energia mecânica. O avanço na tecnologia do transdutor é fundamentalmente determinado por avanços tecnológicos em materiais funcionais. Nos últimos anos, as conquistas técnicas em vários campos de materiais funcionais também trouxeram para o desenvolvimento da tecnologia de transdutores. Em 1963, o Dr. Clark descobriu que os raros materiais da Terra da série Lanthanide têm propriedades magnetostrictivas incríveis, mas não foram colocadas em uso prático porque o ponto de curie é menor que a temperatura ambiente. Verificou-se que elementos de terra raro e ferro compostos de ligas binárias, ternárias ou quaternárias também têm propriedades supermagnetictivas à temperatura ambiente. A liga da terra mais representativa é terfenol (componentes tb, dy, fe).

Tornou-se um novo material funcional que recebeu muita atenção desde a década de 1980. Ferroelétrico Single Crystal Bismuto Bismuto Magnésio Silicate Magnate-Lead Titanato (PMN-PT) e Chumbo Bismuto Citrate-Lead Titanato (PZN-PT), é um novo tipo de material de cristal de perovskite composto, que também é um aumento repentino. Uma nova classe de materiais funcionais com pedidos promissores. Antes disso, o níquel foi comumente usado em materiais transdutores de localizador de profundidade. Em 1917, o cientista francês Lang Zhiwan usou cristal de quartzo para fazer um transdutor de sonar, estabelecendo um precedente para a aplicação de materiais piezoelétricos em Sonar em 1940, Batio com fortes propriedades piezoelétricas.Piezo ceramics foram desenvolvidos com sucesso em sistemas de sonar durante o Segunda Guerra Mundial; A cerâmica piezoelétrica PZT desenvolvida nos anos 50 compensou para BA-TIO, cerâmica com sua ampla faixa de temperatura operacional e excelente eficiência de conversão eletromecânica. As deficiências do material de liga de terra rara, que já foi o material preferido para transdutores hidroacústicos, eles são maiores a baixas temperaturas do que à temperatura ambiente, como TB e DY0 a 77 K. A cepa magnetostrictiva do material tem um valor máximo de 0,65%, enquanto o Tefenol-D tem uma cepa magnetostrictiva de 0,25% à temperatura ambiente.

Sobre o transdutor hidroacústico ultrassônico, o material raro da barra de liga de terra é colocado na câmara de ar frio e é circulada e resfriada pela torre de refrigeração da geladeira. A câmara de gás fria é fornecida com um campo magnético DC Bias e um campo magnético de excitação pela bobina do material supercondutor, e a haste magnetostrictiva está animada para gerar a vibração de alongamento e passa pela máquina. A transição é transmitida para a superfície de radiação do pistão, e a superfície de radiação do pistão empurra o meio de água para gerar radiação de ondas de pressão. A câmara de vácuo é projetada na estrutura, o objetivo é isolar a condução de calor. A parede externa da câmara de vácuo é uma tampa de pressão resistente à pressão, que pode suportar a pressão de 10 atmosferas. Os principais parâmetros técnicos são os seguintes: freqüência ressonante 430Hz, nível máximo de fonte de som 181.4DB, a eficiência é de cerca de 25%. Este tipo de transdutor é complicado em seu processo de fabricação. Nos últimos anos, as pessoas ainda estão dispostas a usar materiais terfenol-d que funcionam à temperatura ambiente, descartando algumas cepas magnetostrictivas e substituí-las por novas estruturas para alcançar o desempenho da radiação.

A seguir, uma breve introdução ao progresso da pesquisa de vários materiais magnetostrictivos estruturais paratransdutor acústico subaquáticos. O transdutor longitudinal tem uma estrutura simples, e a haste magnetostrictiva é combinada com a cabeça de radiação dianteira e a massa da cauda para formar um sistema de vibração unidimensional. A cabeça de radiação dianteira é geralmente um material leve, e a massa da cauda é geralmente um material denso para obter uma superfície de radiação e deslocamento de vibração maior. Dois tipos de transdutores longitudinais desenvolvidos com materiais terfenol-d são introduzidos. Um é um transdutor longitudinal geral com uma frequência ressonante de 1200 Hz, um poder sonoro de 3 kW e um peso transdutor de 60 kg. O outro é as duas extremidades da barra rara. Eles são projetados como encaixes duplos que iram que irradiam transdutores longitudinais com uma freqüência ressonante de 400 Hz, uma potência sólida de 1,5 kW e um peso transdutor de 100 kg.Sobre a circular
Transdutor de sensor de profundidade ultra-sônica, consiste em uma série de barras de terra raras que envolvem um polígono regular, e uma série de superfícies circulares é excitada pela peça de transição para vibração radial para obter radiação acústica de alta potência. Que desenvolveu uma série de transdutores toroidais de alta freqüência de baixa potência da terra rara, com frequência ressonante de 200 Hz (diâmetro interno 0,56 m, diâmetro externo 0,94 m, altura 0,37 m, nível de fonte de som 193 dB, peso) 410kg) e um transdutor com Uma frequência ressonante de 30Hz (2m de diâmetro, altura 1.1in, nível de fonte de som 195dB, peso 5T).