Ein hydroakustischer Wandler ist ein Gerät, das akustische Energie und elektrische Energie gegenseitig umwandelt. Die Position in Sonar ähnelt der Antenne in einem Radio, einem akustischen System, das im Meerwasser Schallwellen ausstrahlt und empfängt. Ein piezoelektrischer Wandler -Ultraschall, bei dem akustische Energie in elektrische Energie umgewandelt wird, wird als Empfänger oder Hydrophon bezeichnet. Ein Wandler, der elektrische Energie in akustische Energie umwandelt, wird als Sender bezeichnet. Einige Sonare verwenden den gleichen Wandler, um Klang zu übertragen und zu empfangen. Andere verwenden separate Emitter und Hydrophone.
Wandlereigenschaften
Die Hydrophonleistung bezieht sich hauptsächlich auf Empfindlichkeit und Direktionalität. Die Empfangsreaktion des Hydrophons ist die Empfindlichkeit.
Wandlerhydrophon
Ein Hydrophon ist normalerweise eine akustische/elektrische lineare Umwandlungsvorrichtung, die einen Skalierungsfaktor zwischen der erzeugenden Spannung und dem Schalldruck des Schallfeldes aufweist. Dieser Skalierungsfaktor wird als Reaktion des Wandlers bezeichnet. Die Empfangsantwort (Empfindlichkeitsempfindlichkeit) des Hydrophons ist die Klemmenspannung des Hydrophons, das durch die Ebenewelle des Einheitsschalldrucks erzeugt wird (bevor das Hydrophon im Feld platziert wird). Herkömmlicherweise wird die Empfangsantwort durch eine Reaktion des offenen Schaltkreises dargestellt, bei dem das Hydrophon nicht an die Last angeschlossen ist. Normalerweise wird die Empfangsantwort in Dezibel aufgezeichnet, die Referenzstufe beträgt 1 Dynes/cm2 und der Schalldruck 1 V und ist in DB geschrieben. Die Emissionsstromantwort des Senders zeigt den axialen Abstand im Strahlmuster an, wenn der Einheitsstrom in den Emitter injiziert wird. Schalldruck erzeugt bei 1 m. Die Emissionsantwort wird normalerweise in Dezibel exprimiert. Die Referenzstufe ist der Schalldruck, der in der Referenzentfernung erzeugt wird, wenn der Strom des Emitters injiziert wird, und ist in DB geschrieben. Herkömmlicherweise bezieht sich die Referenzentfernung auf 1 m aus der Schallquelle; Wenn der Referenzabstand 1 Code plus 20Log39.4/36, dh +0,87 dB Korrektur, transformieren Sie die Sendungsantwort. Es ist die Schallquellenebene.
Direktivität:
Hydrophone verwenden fast immer Hydrophonarrays in ihren Anwendungen. Hydrophonarrays haben ein höheres Signal-Rausch-Verhältnis als einzelne Hydrophonkomponenten, da sie von isotropischen oder mehreren identischen Geräuschen verwendet werden können. Das Signal des Piezo -Rohrstapels kommt aus der vom Array gezeigten Richtung, dh der Direktivitätsindex ist ein Empfangs -Akustikwellenparameter, der zur Messung der Fähigkeit eines Hydrophonarrays verwendet wird, Signale aus Rauschen mit seinem Strahlmuster aus zu extrahieren. Es ist die Anzahl der Dezibel, bei denen das Signal-Rausch-Verhältnis am Ausgang des gerichteten Hydrophons höher ist
Kalibrierungsmethode Um die Leistung der Unterwasser akustischen Geräte und die Notwendigkeit der Übertragung der Werte zu gewährleisten, muss Hydrophon und Sender kalibriert werden. Die Kalustik -piezoelektrische Röhrchen kalibrieren ist eine Funktion der Frequenz und Direktivität der Wandlerreaktion. Es gibt jetzt eine große Anzahl von Methoden zur Messung der Wandlerreaktion. Eine Zusammenfassung der Kalibrierungsmethoden, die vom Naval Ordnance Laboratory T.F. Johnston basierend auf der Literatur. Diese Methoden haben ihre eigenen Vor- und Nachteile für verschiedene Wandlergrößen und Frequenzbereiche.
Transduktionsmaterial und akustische Materialien PZT Piezoelektrische Keramik entwickeln sich für die Industrialisierung. Bisher wurden Piezoelektrik -Keramiken mit Bleizirkonat -Titanat (PZT) als Wasser verwendet. Das Wandlermaterial des akustischen Wandlers dominiert immer noch. PZT Piezoelektrische Keramik, die vom China Institute of Acoustics entwickelt wurde. Häufig verwendete Modelle sind PZT-4 (Transceiver und Dual-Use), PZT-5 (Empfangstyp) und PZT-8 (High-Power-Emissionstyp), und ihre Leistung kann verschiedene erfüllen Unterwassergeräusche. Die Bedürfnisse des Wandlers werden mit denen im Ausland verglichen. Transducing-Materialien und akustische Materialien Piezoelektrische Keramik entwickeln sich für die Industrialisierung. Blei Zirkonat-Titanat (PZT) Piezoelektrische Keramik ist also immer noch zuerst als Energietransführung für Unterwasser akustische Wandler. PZT Piezoelektrische Keramik, die vom China Institute of Acoustics entwickelt wurde. Häufig verwendete Modelle sind PZT-4 (Transceiver und Dual-Use), PZT-5 (Empfangstyp) und PZT-8 (High-Power-Emissionstyp), und ihre Leistung kann verschiedene erfüllen Unterwassergeräusche. Sie sind Bedürfnisse des Wandlers, dessen Niveau und des Piezoelektrikums -Wandlers D33 in fremdem Phasen in der piezoelektrischen Keramikmessung, die mehr als 100 inländisch gefördert wurde, gemessen, und bearbeitete den Standard -Nationalstandard für die statische piezoelektrische Bestätigungsmessmethode. Zu den hydroakustischen Materialien gehören hauptsächlich Schallabsorption, Anti-Klang-, Schall- und Schalldämmmaterialien, Schwingungsdämpfungsmaterialien und andere Forschungsgehalt. In dieser Hinsicht hat das Unternehmen die erste Unterwasserpuls -Impulsrohr -Testgeräte, den Fuyang -Modul und das komplexe Schermodul -Testgeräte eingerichtet und mit variablem Temperatur- und Druckgerät sowie Mikrocomputer -Datenverarbeitungssystem und hohem akustischen Messsystem ausgestattet. Im Bereich der schallabsorbierenden Materialien wurden zwei Arten von Wasser entwickelt. Sie sind akustisches Schallabsorbing -Material und drei Arten von Schallabsorbing -Struktur: Flat Cusp Parallel -Kanaltyp, quadratischer Höcker und flacher Resonanztyp, die die Anforderungen der verschiedenen Anforderungen erfüllen können Frequenzbänder. Die flache Schallabsorptionspitze wurde in den großen und mittelgroßen Schalldämpferpools in China weit verbreitet, und der Schalldruckreflexionskoeffizient beträgt weniger als 10% im Frequenzbereich von 8 bis 100 kHz. Darüber hinaus wurden T801 ~ T808 Schall-Permeable-Gummi, Guss-Raumtemperatur-Vulkanisierung, hochfrequente Schallabsorption und schalldurchführbare Materialien, hohe Schallabsorptionsauskleidung, Schallabsorptionsdämpfung und Dämpfungsmaterialien vom Typ Kitt in verschiedenen Ingenieurprojekten häufig verwendet Die von Ultrasonic Human Body Tissue entwickelte Serien Simulationsmodul und Ultraschallsimulationsmodul ist der vom State Bureau of Technical Supervision und der staatliche Verabreichung von Medizin bestätigte medizinische Ultraschalldiagnose -Instrumenten -Erkennungsstandard.
Hydroakustikumbauer und Array
Die am häufigsten unter Wasser akustischen Wandler sind Flachkolbentyp, Longitudinal -Vibrator -Horn -Typ, rund Kalibrierungstyp und gekrümmter Typ. China kann verschiedene Wandler entwerfen und herstellen, die den Bedürfnissen des Ingenieurwesens erfüllen, und das Niveau ist vergleichbar mit dem des Auslandes.
(1) Hochleistungsübertragungswandler Der Hochdichteemissionswandler (eingelegter zylindrischer Wandler des Rings) wird erhalten, und die wissenschaftlichen und technologischen Errungenschaften der chinesischen Akademie der Wissenschaften werden erzielt. Unter ihnen hat die \"piezoelektrische Ringelektrode\" das Versorgungsmodellpatent erhalten. Der Wandler ist das erste Tiefseebreitband in China. Der leistungsstarke Unterwasser-Akustikemissionswandler wird für die Erforschung des Meeresflächens für die Meerwasser verwendet. Die Technologie wurde erfolgreich in akustischen Systemen wie Unterwasser akustischen Empfängern, Speedometern der Unterwasserpositionierung und analogen Ziele angewendet. (2) Biegerwandler Die Schwingung und Schallstrahlung des Biegerwandlers vom Laterne-Typ wurden untersucht und nach der Finite-Elemente-Methode analysiert, und die Ergebnisse wurden weit verbreitet auf Sonarausrüstung angewendet. Basierend darauf wurde auch ein konkaver Biegerwandler untersucht. Im Vergleich zu den bestehenden konvexen Laternenbiegerwandlern der Welt weist dieser Wandler eine höhere Empfindlichkeit und volumetrische Geschwindigkeit auf und ist gegen statischen Druck resistent. Insbesondere kann diese Struktur durch Verwendung von Multimode -Vibrationen ein hohes Breitband erreichen. Die Eigenschaften werden durch fremde Wasserakustik hoch gelobt. (3) Untersuchungen zum piezoelektrischen Verbundhydrophon- und Gestein-Wandler unter Verwendung von PZT (3-3) Sandwich-Verbund-Piezoelektrikum, der piezoelektrische konstante GH-Wert ist hoch und die Figur des Verdienstes dh × gh ist groß und der Schwingungsmodus ist besser. Einfach und leicht zu den Eigenschaften der Gesteinsmasse zu einem Breitband hohe Empfindlichkeitshydrophon und Breitband -Schmalpuls -Rock -Ultraschallwandler.
Prozess des Wandlers:
Die Entwicklung des piezoelektrischen Sensorkristalls beinhaltet einen starken Prozess und ist oft entscheidend, um ein neues Design zu erreichen. In Kombination mit der Forschung und Entwicklung von akustischen Unterwasser- und Ultraschallwandlern wurde eine Reihe spezieller Technologien gebildet, wie z. Langsame Wellenleiter -Herstellungsprozesse usw., die für die Forschungsarbeiten von Wandlern äußerst wichtige technische Mittel geworden sind.
Piezo Hannas (WuHan) Tech Co,.Ltd ist eine professionelle piezoelektrische Keramik- und Ultraschallwandlerhersteller, die sich Ultraschalltechnologie und industriellen Anwendungen widmet.
