Comment fonctionne le sonar?

Le sonar est un équipement naval très important, et il a reçu une grande attention de tous les pays avec l'utilisation d'armes sous-marines telles que les sous-marins. Ici, nous ne discutons pas d'un équipement spécifique, et nous n'impliquons pas trop de concepts mathématiques. Au lieu de cela, nous commençons par un principe physique simple et donnons une brève introduction au sonar sous l'eau.

Le sonar actuel est principalement divisé en deux catégories, sonar actif et sonar passif. Le travail de sonar actif est similaire au radar, ou plus comme une chauve-souris, après avoir reçu une vague sonore,céramique piézoélectriquereçoit un signal réfléchi. Étant donné que le principe est similaire, la question arrive, pourquoi ne pas déplacer le radar directement vers l'eau? Tout simplement, les ondes électromagnétiques dépendantes du radar sont fortement atténuées sous l'eau et ne sont tout simplement pas suffisantes pour la détection à longue portée. L'onde sonore est générée par la vibration de l'objet, et la distance parcourue dans l'eau est très loin. Une énorme explosion dans l'eau peut être entendue dans les endroits à des milliers de kilomètres.

Il existe deux principaux types de telstubes en céramique piézoComposants. Le champ magnétique ou le champ électrique peut être utilisé pour déformer l'objet. Ici, nous nous concentrons sur le principe de l'utilisation d'un champ électrique pour contrôler la déformation et la vibration de l'objet, à savoir l'effet piézoélectrique inverse et l'effet piézoélectrique.

Puis l'effet piézoélectrique inverse deMatériaux du tube à cylindre piézoest le champ électrique pour contrôler la déformation de l'objet. Lorsque les fils sont connectés aux extrémités supérieures et inférieures du corps piézoélectrique et qu'une tension est appliquée, l'objet est allongé ou raccourci dans le sens du champ électrique. Si la vitesse de chargement du champ électrique augmente, c'est-à-dire que la fréquence est augmentée, la déformation de l'objet peut être accélérée pour générer des vibrations et émettre des ondes sonores. Avec d'autres équipements de support, il devient la source sonore d'un sonar actif.

Ensuite, l'effet piézoélectrique inverse est le champ électrique pour contrôler la déformation de l'objet. Lorsque les fils sont connectés aux extrémités supérieures et inférieures du corps piézoélectrique et qu'une tension est appliquée, l'objet est allongé ou raccourci dans le sens du champ électrique. Si la vitesse de chargement du champ électrique augmente, c'est-à-dire que la fréquence augmente, la déformation de l'objet peut être accélérée pour générer des vibrations et émettre des ondes sonores. Avec d'autres équipements de support, il devient la source sonore d'un sonar actif.

Dans la structure cristalline du titanate de baryum ou du PZT, les positions centrales des charges positives et négatives coïncident et le dipôle est généré lorsque la température des charges positives et négatives ne coïncide plus après la baisse de la température à une certaine valeur. Ce phénomène dipolaire est provoqué une polarisation spontanée. Dans un corps en céramique, les régions de la même orientation de polarisation spontanée génèrent à nouveau des domaines et les domaines sont retournés sous un champ électrique externe pour maintenir la même direction que le champ électrique. Pendant cette période, si l'angle de la direction du domaine n'est pas à 180 degrés, cette rotation entraînera un changement de forme du transducteur tubulaire en céramique piézo-piézo, c'est-à-dire la souche sous un grand champ électrique. S'il s'agit d'un champ électrique alternatif, l'hystérésis se produira dans un cycle de chargement. Par conséquent, dans les applications pratiques, le grand champ électrique est pré-polarisé et les domaines sont orientés dans une direction. Après cela, la direction du champ électrique ne doit pas être modifiée autant que possible pour éviter l'hystérésis et la dépolarisation. Bien sûr, certains dispositifs de stockage électroniques sont exclus. Après avoir résolu le problème de la génération d'ondes sonores et de la réception des ondes sonores, afin d'améliorer les performances, les unités du sonar sont généralement sous la forme d'un tableau, qui est apparié avec d'autres appareils tels que les déphasages et similaires. d'une zone spécifique. Les grands tableaux sont souvent sphériques ou en forme de colonne, si grands que les tubes de torpille du sous-marin sont donnés. Le navire de guerre ou l'arrière du sous-marin forme souvent un angle mort en raison du système de propulsion, donc le sonar remorqué est loin de la zone de bruit de la poupe.