Из соотношения следует, что полное прохождение волны через слой будет при условии, что q=1 (то есть, когда α=ν=0 и ρ1с1=ρ2с2). Это идеальная ситуация, однако, при прохождении волной материала все-таки произойдут некоторые потери энергии: Примем n=1. Тогда: Толщина обтекателя δ=15 мм меньше длины волны λ, отношение волновых сопротивленийqблизко к единице — при таких условияхпотери пренебрежительно малы. Описание конструкции антенны
Конструкция стержневого пьезокерамического герметизированного резиновым чехлом преобразователя (Рис. 4.):1 — полуволновой излучатель;
2 и 3 -провода;
4 -кабель; 5 — втулка; 6 — крепежный фланец; 7 — уплотнительное кольцо с вырезом; 8 — резиновый чехол.Рис. 4. Общий вид конструкции излучающей стержневой антенны. Пьезоэлектрический активный элемент 1сделан с внутренней резьбой и накручен на крепежный фланец 6. Между ними расположено уплотнительное кольцо 7 с прорезью для провода 2. От активного элемента отходят два провода 2 и 3, которые через отверстия во фланце 6подходят к кабелю4. Кабель 4привулканизирован к втулке 5, приваренной к фланцу 6.
Герметизацию излучателя обеспечивает резиновый чехол 8. Описание методики измерения коэффициента осевой концентрации (КОК).Описанная ниже методика измерения КОК взята из работы [5]. Коэффициент осевой концентрации γ является важной интегральной характеристикой пространственной избирательности излучателей и приемников. Он показывает, во сколько раз интенсивность излучения направленным источником по оси характеристики направленности больше интенсивности ненаправленного излучателя той же мощности. Коэффициент осевой концентрации всегда γ ≥ 1.Рис. 5. Процедура измерений при определении коэффициента концентрации в свободном поле (а, б); в диффузном поле (в, г).Экспериментально КОК может быть определен, наоснове соотношения между чувствительностью направленного приемника М0иего чувствительностью в диффузном поле МД: При этом используется дополнительный ненаправленный приемник звука и выполняются четыре измерения (рис. 5): — находится напряжение U1 на выходе испытуемого направленного приемника (ориентированного на источник звука) при облучении его в свободном поле (рис.
5, а); —определяется напряжение U2 на выходе дополнительного ненаправленного приемника, помещенного в ту же точку свободного поля (рис. 5, б);— определяется напряжение U3 на выходе дополнительного приемника, помещенного в диффузное поле (рис. 5, в); — находится напряжение U4 на выходе испытуемого приемника, помещенного в то же диффузное поле (при произвольной ориентации) (рис. 5, г). Коэффициент осевой концентрации рассчитывается по формуле:
Если известна акустическая мощность Wa, излучаемая преобразователем и давление р, создаваемое им на расстоянии r, то коэффициент концентрации можно определить по формуле:
Заключение
Спроектирована гидроакустическая антенна с одиночным электроакустическийполуволновым преобразователем на основе пьезокерамики марки ЦТБС-3 для работы в морской воде. Стержневая форма излучателя обеспечивает узкую характеристику направленности. Исходные данные:
Длина стержня — lкст = 0,026 м. Добротность колебательной системы — Qм = 9,2.Полоса частот — 2Δf = 5,4кГц.Чувствительность по напряжению — SU = 105,7Па∙м/В.Литература
Свердлин Г. М. Гидроакустические преобразователи и антенны: Учебник. — 2-е изд., перераб. и доп. — Л.: Судостроение, 1988. — 200 с., ил. Свердлин Г. М. Прикладная гидроакустика: Учеб.
пособие. — 2-е изд., перераб. И доп. — Л.: Судостроение, 1990. -
320 с., ил. Свердлин Г. М., Огурцов Ю. П. Расчет преобразователей: Учебное пособие. — Л., 1976 г. Орлов Л. В., Шабров А. А. Гидроакустическая аппаратура рыбопромыслового флота. — Л.: Судостроение, 1987. — (Библиотека инженера-гидроакустика).Доля В. К. Градуировка пьезоэлектрических преобразователей.
— Ростов-на-Дону, 2008. — 33 с., ил.
