Typen und Konstruktionen von Unterwasserschallwandern (1)

Schallwellen sind die einzigen Träger, die Menschen beherrschen, um Informationen und Energie über große Entfernungen im riesigen Meer zu übertragen. Menschen verwenden elektromagnetische Wellen, um Radare zu entwickeln. In ähnlicher Weise verwenden Menschen Klangwellen als Informationsträger, um sich zu entwickelnUnterwasser akustischer Wandler. Elektronische Geräte für Positionierung, Identifizierung und Kommunikationssonar. Angesichts des riesigen Ozeans sind Sonar -Schultern eine wichtige Mission: Es ist, alle Ecken des riesigen Meeres zu erreichen, die verschiedenen Dinge zu identifizieren, den Menschen das wahre Gesicht der Unterwasserwelt zu erzählen, Menschen zu helfen, die zu erkunden, die Geheimnisse des Ozeans. Um Unterwasserkommunikationsnavigation zu werden, befinden sie sich in den Bereichen Aquakultur, Fischerei, Meeresressourcenentwicklung, marine geologische und geomorphologische Erkundung, militärische Waffen usw. Der Grund, warum Schallwellen der beste Unterwasserinformationsträger werden, ist, dass die Schallwellen im Wasser im Wasser werden Medium hat im Vergleich zu anderen physikalischen Feldern wie elektromagnetischen Wellen den kleinsten Dämpfungskoeffizienten, und es kann eine Fernausbreitung erhalten werden. Dieser Vorteil macht den Sonar, der das Unterwasser aus der anfänglichen Verwendung von Ultraschallwellen beobachtet. Das Ziel beginnt und entwickelt sich weiter. Gegenwärtig wurde der Arbeitsfrequenzbereich von Sonar auf einen weiten Bereich ausgedehnt. Das aktive Sonar ist von zehn Hertz bis zu mehreren zehn Megahertz. Die niedrige Frequenz des passiven Sonars wurde auf den Infrastbereich ausgedehnt. In einem so großen Frequenzband nach den Vorschriften. Die Signalform erregt ein wichtiges Gerät, das Schallwellen und Sinne erzeugt und ohne Verzerrung Schallwellen im Wasser erhält. Dies wird als Sonar -Wandler oder Sonar -Array bezeichnet. Diese Geräte sind die Front-End-Ausrüstung des Sonarsystems. Sie sind auch das \"Fenster\", damit das Sonar -System mit dem Wassermedium mit Informationen interagieren und sie austauschen kann. Sie sind das Sonarsystem, so dass der Sonar -Wandler oder das Sonar -Array lebhaft als \"Augen und Ohren\" des Sonarsystems bezeichnet wird. Mit der kontinuierlichen Ausweitung des Anwendungsfelds der Sonar -Technologie haben die Verbesserung der militärischen Konfrontation und der operativen Bedürfnisse neue Prinzipien, neue Technologien und neue Sonarausrüstung in einem endlosen Strom entstanden. Die Entwicklung der neuen Sonar -Technologie hat die schnelle Entwicklung von getriebenUnterwasser -UltraschallwandlerTechnologie. Die gleichen technologischen Durchbrüche auf dem Gebiet der Wandler und die Entwicklung neuer Materialien, neuen Mechanismen und neuen strukturellen Wandler haben das Sonarsystem ebenfalls zu einem neuen Look gemacht. Hier finden Sie einen kurzen Überblick über die Entwicklung der Wandlertechnologie. Sie beinhaltet den neuen materiellen hydroakustischen Wandler, die neue Struktur und den neuen Mechanismus -Hydroakustikwandler, das neue Hydrophon, die Breitbandtransducer -Technologie usw.

Neues MaterialUnterwasser akustischer Wandler:

DasADCP Piezoelektrische Wandlerist ein Gerät, das Energieumwandlung in einem Sonarsystem implementiert. Es gibt ein spezielles Material mit der Fähigkeit, Energie umzuwandeln. Dieses Material wird als Funktionsmaterial bezeichnet. Die funktionellen Materialien, die zur Herstellung des Wandlers verwendet werden, umfassen hauptsächlich piezoelektrische Materialien (z. Sie verwenden den piezoelektrischen Effekt und den magnetostriktiven Effekt, um die gegenseitige Umwandlung zwischen elektrischer Feldergie, Magnetfeldergie und mechanischer Energie zu realisieren. Der Durchbruch in der Wandlertechnologie wird grundlegend durch technologische Durchbrüche in funktionellen Materialien bestimmt. In den letzten Jahren haben auch die technischen Errungenschaften in verschiedenen Bereichen funktionaler Materialien zur Entwicklung der Transducer -Technologie geführt. 1963 entdeckte Dr. Clark, dass die Seltenen erdmaterialien der Lanthanid -Serie erstaunliche magnetostriktive Eigenschaften aufweisen, aber sie wurden nicht praktisch eingesetzt, da der Curie -Punkt niedriger als Raumtemperatur ist. Es wurde festgestellt, dass Seltenerdelemente und Eisen aus binären, ternären oder quaternären Legierungen auch supermagnetostriktive Eigenschaften bei Raumtemperatur haben. Die repräsentativste Erdlegierung ist Terfenol (Komponenten TB, DY, FE).

Es ist zu einem neuen Funktionsmaterial geworden, das seit den 1980er Jahren viel Aufmerksamkeit erhalten hat. Ferroelektrische Einkristall-Wismut-Magnesium-Silikat-Magnaten-Leit-Titanat (PMN-PT) und Blei-Wismut-Citrat-Führungs-Titanat (PZN-PT) ist eine neue Art von Komposit-Perowskit-Kristallmaterial, das ebenfalls ein plötzlicher Anstieg ist. Eine neue Klasse von funktionalen Materialien mit vielversprechenden Anwendungen. Zuvor wurde Nickel üblicherweise in Tiefenmaterialien der Tiefenmaterial verwendet. 1917 verwendete der französische Wissenschaftler Lang Zhiwan Quarzkristall, um einen Sonar -Wandler zu machen, der in den 1940er Jahren einen Präzedenzfall für die Anwendung von piezoelektrischen Materialien darstellte Zweiter Weltkrieg; PZT Piezoelektrische Keramik entwickelte in den 1950er Jahren Ba-Tio, Keramik mit ihrem breiten Betriebstemperaturbereich und hervorragender Effizienz der elektromechanischen Umwandlung. Die Mängel des Materials Legierung von Seltener erd Legierung, das einst das bevorzugte Material für Hydroakustikumbauer war, sind bei niedrigen Temperaturen größer als bei Raumtemperatur, wie z. B. TB und DY0 bei 77 K 0,65%, während der Tefenol-D einen magnetostriktiven Dehnungsstamm von 0,25% bei Raumtemperatur aufweist.

Über UltraschallhydroAkustikumwandler wird das Material der Seltenen erdlosen Legierung in der kalten Luftkammer gelegt und durch den Kühlturm des Kühlschranks zirkuliert und abgekühlt. Die kalte Gaskammer ist mit einem Gleichstrom -Bias -Magnetfeld und einem Anregungsmagnetfeld durch die Spule des supraleitenden Materials versehen, und der magnetostriktive Stab wird angeregt, um die streckende Schwingung zu erzeugen und durch die Maschine zu gelangen. Der Übergang wird auf die Kolbenstrahlungsfläche übertragen, und die Kolbenstrahlungsfläche drückt das Wassermedium, um Druckwellenstrahlung zu erzeugen. Die Vakuumkammer ist in der Struktur konzipiert, der Zweck besteht darin, die Wärmeleitung zu isolieren. Die Außenwand der Vakuumkammer ist eine geformte druckresistente Abdeckung, die dem Druck von 10 Atmosphären standhalten kann. Die wichtigsten technischen Parameter sind wie folgt: Resonanzfrequenz 430 Hz, maximale Schallquellenpegel 181,4 dB, Effizienz beträgt etwa 25%. Diese Art von Wandler ist in seinem Herstellungsprozess kompliziert. In den letzten Jahren sind die Menschen immer noch bereit, Terfenol-D-Materialien zu verwenden, die bei Raumtemperatur funktionieren, einige magnetostriktive Stämme verworfen und sie durch neue Strukturen ersetzen, um die Strahlungsleistung zu erzielen.

Das Folgende ist eine kurze Einführung in den Forschungsfortschritt mehrerer struktureller magnetostriktiver Materialien fürUnterwasser akustischer Wandlers. Der Longitudinal-Wandler hat eine einfache Struktur, und der magnetostriktive Stab wird mit dem vorderen Strahlungskopf und der Schwanzmasse kombiniert, um ein eindimensionales Schwingungssystem zu bilden. Der vordere Strahlungskopf ist im Allgemeinen ein leichtes Material, und die Schwanzmasse ist im Allgemeinen ein dichtes Material, um eine Strahlungsoberfläche und eine größere Schwingungsverschiebung zu erreichen. Es werden zwei Arten von Längshandlern eingeführt, die mit Terfenol-D-Materialien entwickelt wurden. Einer ist ein allgemeiner Längsbetreuer mit einer Resonanzfrequenz von 1200 Hz, einer Schallkraft von 3 kW und einem Wandlergewicht von 60 kg. Das andere sind die beiden Enden der Seltenen Erdstange. Sie sind als ausgestellte Doppel-End-Längswandler mit einer Resonanzfrequenz von 400 Hz, einer Schallkraft von 1,5 kW und einem Wandlergewicht von 100 kg ausgelegt.
Der Ultraschall-Tiefensor-Wandler besteht aus einer Reihe von Seltenen erdstäben, die ein normales Polygon einschließen, und eine Reihe kreisförmiger Oberflächen wird durch das Übergangsstück für radiale Schwingungen angeregt, um eine akustische Strahlung mit hoher Leistung zu erreichen. Dies entwickelte eine Reihe von toroidalen Wandlern mit niedriger Leistung mit niedriger Leistung mit einer Resonanzfrequenz von 200 Hz (Innendurchmesser von 0,56 m, Außendurchmesser 0,94 m, Höhe 0,37 m, Schallquellenpegel 193 dB, Gewicht) 410 kg) und ein Transduktor mit Eine Resonanzfrequenz von 30 Hz (2 m Durchmesser, Höhe 1,1 Zoll, Schallquelle Level 195db, Gewicht 5T).