Промерный эхолот (стр. 3 из 4)

Ф

Чувствительность приемника при электромеханическом резонансе можно найти , пользуясь формулой :

Подставляя численные значения, получим:

В/Па

Удельная чувствительность приемника при резонансе:

В/Па

Далее необходимо найти коэффициент полезного действия КПД

Вблизи резонанса электроакустический КПД, представленный через произведение электромеханического и акустико-механического коэффициентов полезного действия, определяется в значительной мере последним, поскольку электрические потери в пьезокерамике обычно невелики.

Сопротивление электрических потерь

можно найти из выражения.

Подставим в формулу численные выражения:

Ом

Механическое сопротивление, приведенное к электрической стороне электромеханической схемы равно:

Где

- полное активное механическое сопротивление

Тогда выражение для механического сопротивления примет вид:

Подставим в формулу численные выражения:

Подставим полученные значения в выражение для электромеханического КПД.

Тогда согласно выражению полный КПД будет:

Найдем коэффициент концентрации:

Электромеханическую добротность найдем из выражения:

Частотную зависимость чувствительности рассчитаем по формуле:

Где

- частота анти резонанса.

Частотная зависимость чувствительности

Помехи при работе эхолота

Гидроакустические шумы наблюдаются в любом районе океана. Их природа весьма разнообразна и пока еще далеко не достаточно изучена. Существует следующая классификация шумов океана.

Динамические шумы, возникновение которых связано с биологической жизнью различных представителей морской фауны.

Сейсмические шумы, вызванные тектонической и вулканической деятельностью, а так же сопровождающие образование волн, цунами и.т.д.

Технические шумы, создаваемые деятельностью человека , в том числе шумы судоходных трасс или шумы технических сооружений в гаванях и.т.д.

К техническим помехам относятся так же электрические помехи, возникающие при работе различных источников и потребителей тока.

Определение интенсивности эхосигнала.

В задании акустические помехи равны

Превышение сигнала над помехой 6 дБ.

где

Подставив численные значения, получим:

Интенсивность помехи найдем из выражения:

Подставив численные значения, получим:

Таким образом, интенсивность сигнала можно найти из выражения:

Расчет акустической мощности

Акустическая мощность – один из основных параметров, характеризующий гидролокационную аппаратуру, определяется выражением, вытекающим из основного уравнения гидролокации.

Где

- интенсивность сигнала, r – дальность действия эхолота, - коэффициент концентрации антенны , - характеристика направленности антенны , - радиус эквивалентной сферы, - коэффициент пространственного затухания.

Для определения акустической мощности известны все величины, кроме радиуса эквивалентной сферы. Эквивалентным радиусом цели называется радиус такой зеркально отражающей неподвижной сферы, которая на расстоянии, равном расстоянию до отражающей цели, создаёт в точке приема эхосигнал, интенсивность которого совпадает с интенсивностью эхосигнала от цели. В данном случае в качестве цели выступает дно, а эквивалентный радиус дна не определен, т.е. его можно заменить коэффициентом отражения от дна. В условии

.

При замене

выражение принимает иной вид:

Подставив численные значения, получим:

Вт. (Ил), 6Вт. (Песок), 2 Вт. (Гранит)

Далее для песка:

Электрическая мощность генераторного устройства определяется по формуле

Где

- электроакустический коэффициент полезного действия

Тогда:

Вт

Напряжение возбуждения в преобразователе можно найти из выражения:

В

Удельная акустическая мощность:

Реверберационные помехи

При работе на мелководье действуют реверберационные помехи, такие как объемные и донные.

Под объемной реверберацией подразумевается реверберация, обусловленная рассеянием звука малыми частицами, находящимися в слоях воды, - газовыми пузырьками , твердыми взвешенными частицами , термическими неоднородностями .и.т.д.

Давление помех, создаваемое реверберацией можно рассчитать для объемной реверберации:

Где

- акустическая мощность, = Вт. (Ил), 6Вт. (Песок), 2 Вт. (Гранит). - протяженность зондирующего импульса (м), - акустическое сопротивление воды ( ) , - коэффициент учитывающий направленные свойства излучателя и приемника , принимаем = 0,7, величина безразмерная, - коэффициент пространственного затухания , B=40 ДБ/км, - расстояние от излучателя до плоскости рассеяния звука r = 100 м. - коэффициент характеризующий рассеивающую способность моря число пузырьков в единице объема воды. По экспериментальным данным