Types et conceptions de transducteurs acoustiques sous-marins (1)

Les ondes sonores sont les seuls porteurs que les humains ont maîtrisé pour transmettre des informations et de l'énergie sur de longues distances dans la vaste mer. Les gens utilisent des ondes électromagnétiques pour développer des radars. De même, les gens utilisent des ondes sonores comme transporteurs d'information pour développertransducteur acoustique sous-marin. Équipement électronique pour le positionnement, l'identification et la communication sonar. Face au vaste océan, les épaules de sonar sont une mission importante: c'est de tendre la main à tous les coins de la vaste mer, d'identifier les différentes choses, de dire aux gens le vrai visage du monde sous-marin, pour aider les gens à explorer le Mystères de l'océan. Pour devenir une navigation sous-marine de communication, ils sont dans les domaines de l'aquaculture, de la pêche, du développement des ressources marines, de l'exploration géologique et géomorphologique marine, des armes militaires, etc. Le milieu a le plus petit coefficient d'atténuation par rapport à d'autres champs physiques tels que les ondes électromagnétiques, et la propagation à longue distance peut être obtenue. Cet avantage fait du sonar qui observe le sous-marin de l'utilisation initiale des ondes ultrasoniques. L'objectif commence et continue de se développer. À l'heure actuelle, la gamme de fréquences de travail du sonar a été étendue à une large gamme. Le sonar actif est de dizaines de Hertz à plusieurs dizaines de Megahertz. La basse fréquence du sonar passive a été étendue à la plage d'infrasons. Dans une bande de fréquences aussi large, selon les réglementations. La forme du signal excite un appareil important qui génère des ondes sonores et des sens et reçoit des ondes sonores dans l'eau sans distorsion. C'est ce qu'on appelle un transducteur de sonar ou un réseau de sonar. Ces appareils sont l'équipement frontal du système de sonar. Ils sont également la \"Window \" pour que le système de sonar interagisse et échange des informations avec le milieu d'eau. Ce sont le système de sonar, donc le transducteur de sonar ou le réseau de sonar est très bien appelé les \"Eyes and Erea \" du système de sonar. Avec l'expansion continue du domaine de l'application de la technologie du sonar, l'amélioration de la confrontation militaire et des besoins opérationnels a de nouveaux principes, de nouvelles technologies et de nouveaux équipements de sonar ont émergé dans un flux sans fin. Le développement de la nouvelle technologie de sonar a motivé le développement rapide detransducteur ultrasonique sous-marineLa technologie. Les mêmes percées technologiques dans le domaine des transducteurs et le développement de nouveaux matériaux, de nouveaux mécanismes et de nouveaux transducteurs structurels ont également fait du système sonar un nouveau look. Voici un bref aperçu du développement de la technologie des transducteurs, il inclut le nouveau transducteur hydroacoustique de matériau, la nouvelle structure et le nouveau transducteur hydroacoustique, le nouvel hydrophone, la technologie du transducteur à large bande, etc.

Nouveau matérieltransducteur acoustique sous-marin:

LaTransducteurs piézoélectriques ADCPest un appareil qui met en œuvre la conversion d'énergie dans un système de sonar. Il y a un matériau spécial avec la capacité de convertir l'énergie. Ce matériau est appelé matériau fonctionnel. Les matériaux fonctionnels utilisés pour fabriquer le transducteur comprennent principalement des matériaux piézoélectriques (tels que les cristaux piézoélectriques, la céramique piézoélectrique, les polymères piézoélectriques, etc.) et les matériaux magnétostrictifs (tels que le nickel, le cobalt, l'alliage nickel-fer, la ferrite, la terre rare etc.) , ils utilisent l'effet piézoélectrique et l'effet magnétostrictif pour réaliser la conversion mutuelle entre l'énergie du champ électrique, l'énergie du champ magnétique et l'énergie mécanique. La percée dans la technologie des transducteurs est fondamentalement déterminée par les percées technologiques dans les matériaux fonctionnels. Ces dernières années, les réalisations techniques dans divers domaines des matériaux fonctionnels ont également apporté au développement de la technologie des transducteurs. En 1963, le Dr Clark a découvert que les matériaux de terres rares de la série de lanthanures ont des propriétés magnétostrictives incroyables, mais elles n'ont pas été utilisées en pratique parce que le point Curie est plus bas que la température ambiante. Il a été constaté que les éléments de terres rares et le fer composé d'alliages binaires, ternaires ou quateraires ont également des propriétés supermagnetostrictives à température ambiante. L'alliage terrestre le plus représentatif est le terfénol (composants TB, Dy, Fe).

Il est devenu un nouveau matériel fonctionnel qui a reçu beaucoup d'attention depuis les années 1980. Le titanate ferroélectrique à cristal monocristalmuth-bismuth de magnésium de silelicate (PMN-PT) et le titanate de bismuth en bismuth en plomb (PZN-PT), est un nouveau type de matériau en cristal de pérovskite composite, qui est également une augmentation soudaine. Une nouvelle classe de matériaux fonctionnels avec des applications prometteuses. Avant cela, le nickel était couramment utilisé dans les matériaux de transducteur de recherche en profondeur. En 1917, le scientifique français Lang Zhiwan a utilisé le cristal de quartz pour faire un transducteur de sonar, créant un précédent pour l'application de matériaux piézoélectriques sur le sonar dans les années 1940, Batio avec de fortes propriétés piézoélectriques. Deuxième Guerre mondiale; La céramique piézoélectrique PZT développée dans les années 1950 a compensé le ba-tio, la céramique avec leur large plage de température de fonctionnement et une excellente efficacité de conversion électromécanique. Les lacunes du matériau en alliage de terre rare, qui était autrefois le matériau préféré pour les transducteurs hydroacoustiques, ils sont plus élevés à basse température qu'à température ambiante, tels que TB et DY0 à 77 K. La souche magnétostrictive du matériau a une valeur maximale de 0,65%, tandis que le Tefenol-D a une souche magnétostrictive de 0,25% à température ambiante.

À propos du transducteur hydroacoustique à ultrasons, le matériau de tige d'alliage de terre rare est placé dans la chambre à air froid, et est diffusé et refroidi par la tour de refroidissement du réfrigérateur. La chambre à gaz froid est dotée d'un champ magnétique de biais CC et d'un champ magnétique d'excitation par la bobine du matériau supraconducteur, et la tige magnétostrictive est ravie de générer la vibration d'étirement et passe à travers la machine. La transition est transmise à la surface rayonnante du piston et la surface rayonnante de piston pousse le milieu d'eau pour générer un rayonnement d'onde de pression. La chambre à vide est conçue dans la structure, le but est d'isoler la conduction thermique. La paroi extérieure de la chambre à vide est une couverture résistante à la pression en forme, qui peut résister à la pression de 10 atmosphères. Les principaux paramètres techniques sont les suivants: Fréquence de résonance 430Hz, niveau de source sonore maximale 181,4 dB, l'efficacité est d'environ 25%. Ce type de transducteur est compliqué dans son processus de fabrication. Ces dernières années, les gens sont toujours disposés à utiliser des matériaux terfenol-d qui fonctionnent à température ambiante, en éliminant certaines souches magnétostrictives et en les remplaçant par de nouvelles structures pour obtenir des performances de rayonnement.

Ce qui suit est une brève introduction aux progrès de la recherche de plusieurs matériaux magnétostrictifs structurels pourtransducteur acoustique sous-marins. Le transducteur longitudinal a une structure simple, et la tige magnétostrictive est combinée avec la tête de rayonnement avant et la masse de queue pour former un système de vibration unidimensionnel. La tête de rayonnement avant est généralement un matériau léger, et la masse de queue est généralement un matériau dense pour obtenir une surface de rayonnement et un déplacement de vibration plus grand. Deux types de transducteurs longitudinaux développés avec des matériaux terfenol-D sont introduits. L'un est un transducteur longitudinal général avec une fréquence de résonance de 1200 Hz, une puissance sonore de 3 kW et un poids de transducteur de 60 kg. L'autre est les deux extrémités de la tige de terre rare. Ils sont conçus comme des transducteurs longitudinaux rayonnants évasés avec une fréquence de résonance de 400 Hz, une puissance sonore de 1,5 kW et un poids transducteur de 100 kg.
Transducteur de capteur de profondeur à ultrasons, il se compose d'un certain nombre de tiges de terre rares entourant un polygone ordinaire, et une série de surfaces circulaires est excitée par la pièce de transition pour les vibrations radiales pour obtenir un rayonnement acoustique haute puissance. Qui a développé une série de transducteurs toroïdaux à haute puissance à basse fréquence de terres rares, avec une fréquence de résonance de 200 Hz (diamètre intérieur 0,56 m, diamètre extérieur 0,94 m, hauteur 0,37 m, niveau de source sonore 193 dB, poids) 410kg) et un transducteur avec un transducteur avec Une fréquence de résonance de 30 Hz (2 m de diamètre, hauteur 1,1 pouce, niveau de source sonore 195 dB, poids 5T).