分享到:

水声换能器动态校准试验环境的设计

0 概述水声换能器也称声呐换能器,它是在水中发射和接收声波的装置。在实际应用中,水声换能器的安装平台处于潜艇左右舷侧的舯、舰部位,潜艇的振动与声环境相互耦合。因此对于水声换能器的校准,单独以一般的声学性能(如声灵敏度)来考核是很不全面的,除了声学响应外,还应当考虑潜艇振动对其动态校准的影响。当今,国内外在这方面的研究设计也很少见。因此,本文就鉴于在复杂、交互作用的振与声环境中,综合考虑水听器及其阵列的振动与声性能,而提出一套试验环境设计系统。1 校准系统总体结构这套校准系统它是在实验室条件下,从模拟水听器及其基体振动、水声信号产生、控制环节设计、到图1 动态校准系统方框图数据采集、结果分析,可以归结为四部分组成:机械执行单元、控制单元、测量转换单元和试验环境。其校准系统方框图,如图1所示。系统中,振动台面上控制点的振动加速度由加速度传感器拾取下来,传到微机上,控制信号发生器产生所需的信号,经功率放大器驱动水平振动台振动。然后在试...  (本文共3页) 阅读全文>>

《声学与电子工程》2003年01期
声学与电子工程

水声换能器大功率特性校准装置的研究

1 引言 为了适应现代海战的特点,要求主动式声呐的作用距离越来越远,并能有效地探测敌方“隐身”潜艇,加大水声换能器发射阵发射功率是提高主动声呐作用距离的方法之一。但在大功率激励下,水声换能器电声参数会发生变化,而这种性能的变化往往与信号状态、环境条件紧密相关,因此,必须在实际大功率状态下校准水声换能器的大功率特性,以确保大功率远程主动声呐战术技术指标的满足。 水声换能器大功率下电声参数的校准国外有过一些报导,但并不完整和系统,如:加拿大专门研制了数控大功率声呐换能器阻抗分析仪;美国USRD建立了一套大功率测试系统,但只适合低频大功率测试,功能比较单一;国内水声换能器大功率特性主要仍采用美国七十年代的信号比较技术,在各频率点上手动调节,分别测量发射换能器的激励电压、电流及水听器的声压,再逐个输入计算机进行处理,这种方法速度慢、技术落后,不适应现代声呐设备的发展需求。为此我们于“九五”期间,研制了一套水声换能器大功率特性的校准装置,...  (本文共5页) 阅读全文>>

《中国机械工程》2013年11期
中国机械工程

钹式水声换能器的研究现状与发展方向

0引言钹式换能器(cymbal)是宾夕法尼亚州立大学材料研究室在20世纪80年代末研制出的一种新型换能器。它采用了独特的结构,在相同工作频率下,已成为目前尺寸最小、结构最为轻巧的一类换能器,在许多领域被广泛研究和应用,在轻型水声换能器、微型驱动器、微型马达、微型注射器等方面已有不少研究成果,已成为该领域的研究热点。本文在对钹式换能器在水声换能器领域的··研究现状作全面分析之后,探讨了钹式水声换能器研究中应用的几种主要理论方法,最后指出钹式水声换能器的研究难点和未来的发展方向。1 Cymbal的起源宾夕法尼亚州立大学材料研究室通过对第五类弯张换能器进行微型化设计,首先得到了月芽型换能器(moonie)[1],截面如图1所示,但其金属端帽的较厚部分有较大的应力聚集[2]。为了克服该缺点,对其结构进行改进,采用梯形横截面的“钹”式结构[3]。钹式换能器由1个沿厚度方向极化的压电陶瓷圆片和2个用环氧树脂黏合在两侧的金属端帽构成,2个金属...  (本文共6页) 阅读全文>>

《应用声学》2012年03期
应用声学

水声换能器研究新进展

*1引言声波是迄今为止人类所掌握的唯一能在海洋中远距离传递信息与传播能量的载体,水声技术也因此成为水下通讯导航、水产渔业、海洋资源、海洋地质地貌、军事武器等领域的重要手段。水声换能器的使命即是在一定频带内按规定的信号形式激发产生声波和不失真地感知与接收水中声波信号,由此换能器也被人们形象地喻为声纳系统的“耳目”。随着水声技术应用领域的不断拓展与延伸,在海洋资源探测开发的技术竞争、军事对抗及全面感知地球的迫切需求背景下,水声换能器技术的飞速发展成为声纳技术发展的重要前提,新材料技术、精细加工技术、基础工艺技术以及数值计算分析技术等为换能器技术的快速发展提供了物质基础和技术条件。其中有关新材料、新机理、新结构换能器的发展情况曾在相关综述文章[1-2]中分别描述过,本文就笔者所掌握的资料和有限的理解水平简要地综述几种典型结构类型换能器近些年的发展状况,主要包括:弯张换能器、圆柱面辐射型换能器、纵向换能器等等。2弯张换能器设计研究的新思...  (本文共7页) 阅读全文>>

《仪表技术与传感器》2002年11期
仪表技术与传感器

水声换能器及其研究和发展

1 换能器特性及校准方法水声换能器是把声能和电能进行相互转换的器件。在声纳中的地位类似于无线电设备中的天线 ,是在海水中发射和接收声波的声学系统。其中把声能转换为电能的换能器叫作接收器或水听器 ;把电能转换为声能的换能器叫作发射器。有些声纳用同一只换能器来发射和接收声音 ;另一些则使用分开的发射器和水听器。1 1 换能器特性水听器性能主要是指灵敏度和方向性。其中水听器的接收响应就是接收灵敏度。1 1 1 换能器响应水听器 (在通常情况下 )是一个声 /电的线性转换器件 ,在它产生的电压和声场的声压之间有一个比例因子。这个比例因子称为换能器的响应。水听器的接收响应 (即接收灵敏度 )是由单位声压的平面波 (在水听器的放入生场之前 )产生的水听器的端电压。习惯上 ,接收响应以水听器不接负载的开路响应来表示。通常 ,接收响应记以分贝数 ,参考级为 1达因 /cm2 声压产生 1V电压 ,并写作dB .发射器的发射 -电流响应表示当单位...  (本文共3页) 阅读全文>>

《海洋技术》1999年03期
海洋技术

水声换能器

用来在水中进行声电或电声转换的器件。将电信号转换成声信号向水中发射的称“发射换能器”;将接收到的水声信号转换成电信号的称“接收换能器”,又称“水听器”。这种转换通常是利用某些材料的压电效应、磁致伸缩和电致伸缩特性来实现的。在每种情况下,施加...  (本文共1页) 阅读全文>>