ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Гидроакустические преобразователи из "Анализ гидроакустических систем " Преобразователь представляет собой устройство для превращения одной формы энергии в другую. В гидроакустике такие функции выполняют взрывные заряды, посредством которых химическая энергия переходит в акустическую, и гидродинамические вибраторы, механически изменяющие давление жидкости в давление в акустической волне [1,2]. Ниже основное внимание уделено специальному классу акустических преобразователей, преобразующих электрические сигналы в акустические и наоборот. В общем случае их можно моделировать в виде линейных устройств и, следовательно, они доступны для непосредственного анализа. [c.61] В гидроакустике преобразователь, предназначенный для создания электрического сигнала при воздействии акустических колебаний, называется гидрофоном. Он является основным приемным элементом гидроакустических антенн (ГА). Гидрофоны звукового диапазона частот работают в широкой полосе частот. Их габариты малы по сравнению с длиной акустической волны для наибольшего значения частоты. В ультразвуковом диапазоне размеры гидрофона соизмеримы с длиной волны. [c.61] Преобразователь, предназначенный для создания в воде гидроакустического сигнала при подаче на его вход электрической энергии, называется излучателем. Для эффективной работы излучателя его габариты должны быть соизмеримы с длиной волны. По сравнению с гидрофоном они работают в более узкой полосе частот. [c.61] Пьезоэлектрический эффект зависит от состояния вещества кристалла. При механической деформации материала на поверхностях кристалла появляются электрические заряды противоположного знака. Значения зарядов пропорциональны значению деформации, а полярность изменяется при смене сжатия па растяжение (и наоборот). Соответственно приложенное электрическое поле приводит к пропорциональной механической деформации кристалла, которая меняет свой знак с изменением полярности электрического поля. В первых образцах гидроакустических преобразователей, применявшихся как в качестве гидрофонов, так и излучателей, использовались пьезоэлектрические свойства кварца и кристаллов сегнетовой соли. [c.62] Керамические материалы также могут обладать пьезоэлектрическими свойствами. В естественном состоянии керамические материалы по структуре представляют собой поликристаллы и пьезоэлектрических свойств не проявляют. Условия меняются, если при высокой температуре керамический элемент поместить в статическое электрическое поле. Элемент при этом растягивается в направлении поляризации поля и сжимается в перпендикулярном направлении. Смещение сохраняется и после прекращения действия электрического поля. Последующие воздействия электрического поля той же полярности вызывают растяжение в этом направлении, а изменение полярности поля приводит к сжатию. Такое поведение имеет линейный характер, если значение приложенного поля меньше первоначального значения поля поляризации. Механическое сжатие вдоль линий поля создает электрическое напряжение некоторой полярности, а растяжение — противоположной. Отметим, что в случае линейного характера взаимодействия деформации не должны превосходить смещений, образуемых в направлении первоначальной поляризации. Поскольку керамическим материалам можно легко придавать различные формы, в гидроакустических преобразователях звукового и низкочастотного диапазонов они почти полностью заменили используемые ранее кристаллы. [c.62] В данной главе представлены эквивалентные схемы для простых форм гидрофонов и излучателей из пьезоэлектрических керамических материалов. Они удобны для оценки характеристик преобразователей гидроакустических антенн. [c.62] Вернуться к основной статье