Приемная антенна прибора гидроакустической связи (стр. 3 из 3)

Преобразователь содержит активный элемент в виде одиночного пьезокерамического преобразователя, выполненного из материала ЦТС-19, боковые поверхности которого посеребрены и являются электродами.

Припаянные к электродам выводы присоединены к проводу. Сверху и снизу на кольцо надеты электроизоляционные крышки, выполненные из текстолита. Провод продет через отверстия в крышке и основании. Чтобы вода не попала внутрь преобразователя, предусмотрено герметизирующее кольцо, выполненное при помощи вулканизации. Преобразователь с крышками прикрепляется к металлическому основанию при помощи четырех шпилек и гаек. Обтекатель изготавливается при помощи пресс-формы, внутренняя поверхность которой обеспечивает надежную форму обтекателя. При изготовлении очень важно добиться однородности обтекателя и отсутствия пузырьков воздуха в нем.

При заполнении полости в пресс-форме полиуретаном, последний прочно скрепляется с основанием и не требует склеивания. Воздух из пресс-формы выходит по специальным канавкам.

Для защиты антенны от механических повреждений к основанию прикручивается решетка, выполненная из металлической проволоки. В хвостовой части металлического основания имеются отверстия для уплотнительных колец.

9 Расчет эффективности антенны

Под эффективностью антенны понимается совокупность свойств системы, характеризующих ее рабочие качества. Для разрабатываемой антенны наиболее важной характеристикой является чувствительность в режиме приема. Чувствительность была рассчитана в п. 7 данной курсовой работе.

Приблизительный срок эксплуатации антенны составляет около десяти лет. И, конечно же, ремонт такой сложной техники обходится далеко не дешево. Поэтому, при сборке антенны нужно стремиться к максимальной надежности системы.

10 Описание методики измерения направленности антенны

В данном курсовом проекте были рассчитаны размеры и основные характеристики приемной антенны прибора гидроакустической связи.

Так как размеры антенны относительно малы, то испытание её параметров и характеристик целесообразно проводить в испытательном бассейне. В подобных испытаниях очень важно избежать влияния на приемную антенну сигналов отраженных от стенок и дна бассейна или сигналов от посторонних источников шума. Для этого используются специальные звукоизолирующие экраны, при этом следует учитывать возможность появления дифракции.

Так как эффективная чувствительность в режиме приема антенны

, то при замерах в испытательном бассейне необходимо использовать методы моделирования акустических измерений, основанные на принципе динамического подобия.

Измерительный гидроакустический бассейн представляет собой железный резервуар, установленный с помощью амортизаторов на бетонной подушке. Для звукозаглушения внутренних поверхностей бассейна используются клиновые звукозаглушающие устройства. Они выполняются из резины с воздушными полостями. Предусматривается подъемно-опускные поворотные устройства, обеспечивающие установку преобразователя. Размер бассейна 10х5х5. [6]

В подобных испытаниях очень важно избежать влияния на антенну сигналов отраженных от стенок и дна бассейна или сигналов от посторонних источников шума, для этого используются специальные звукоизолирующие экраны, при этом следует учитывать возможность появления дифракции, особенно при испытании низкочастотных преобразователей.

Испытуемый преобразователь (излучатель, приемник) поворачивается вокруг оси, перпендикулярной плоскости в которой определяется ХН. Расстояние r между излучателем и приемником следует выбирать так, чтобы ХН полностью сформировалась, то есть не зависят от дальнейшего увеличения r. Обычно пользуются приближенной оценкой этой величины

м

где L – максимальный габаритный размер преобразователя (антенны).

Если за критерий взять среднюю фазовую ошибку, то относительная погрешность измерения

направленности антенны размером L будет равна

м

Расстояние r по этому критерию оценивается неравенством

м

Условия измерений должны соответствовать свободному полю, чтобы при каждом новом повороте регистрировался (измерялся) только прямой сигнал, распространяющийся от излучателя к приемнику. Поворот системы производится электромеханических приводом – двигателем и набором шестерней, обеспечивающих приемлемую частоту вращения, определяемую скоростью фиксации сигналов, характером среды и требуемой точностью структуры характеристики направленности. Для регистрации характеристики направленности в полярных координатах используют круглые бланки, поворачивающиеся синхронно с поворотом испытуемого преобразователя. Синхронизация движения бумаги и вращения испытуемого преобразователя лучше всего обеспечивается сельсильной связью: ось сельсина – датчика механически соединяется с валом, непосредственно вращающим преобразователем, а ось сельсина – приемника – с осью вращения бланка. Сельсины обеспечивают точность передачи угла порядка 0,5°, что вполне достаточно для большинства акустических измерений.

Необходим импендансный режим работы чтобы страбировать прием только прямого сигнала. Длительность пассылки должна быть такой, чтобы накрывал антенну.

Заключение

В данном курсовом проекте была разработана приемной антенны прибора гидроакустической связи. Данная антенна обладает хорошей чувствительностью при приеме, характеристикой направленности и коэффициентом осевой концентрации.

Технические характеристики:

- Диапазон рабочей частоты 380 кГц;

- Полоса частот 7,427 кГц;

- Осе симметричный вид направленности;

- Пьезоэлектрический принцип преобразования;

- Конструкция антенны силовая;

- Тип антенны одиночный преобразователь;

- Стержневая полуволновая колебательная система;

- Материал излучателя пьезокерамики ЦТБС-3;

- Носителем антенны является подводный пловец.

- Чувствительность в режиме приема

;

В технологии сборки были приложены все усилия, чтобы система работала эффективно, без сбоев, и прослужила долгое время.

Но недостатки все-таки существуют. Самый существенный из них, который снижает эффективность антенны, это то, что активный диск сделан из составных частей. Конечно, влияние также оказывает тот факт, что сроки работы данной антенны будут снижены из-за несовершенства материалов, которые были использованы при изготовлении, а также представителей морской флоры, которые, со временем, будут закрепляться на ее поверхности.

Но в целом, данная антенна отвечает всем требованиям и обещает выполнять свои функции эффективно, качественно и длительное время.

Список литературы

1. Г.М. Свердлин «Прикладная гидроакустика»

a. Издательство «Судостроение», 1990 год.

2. Г.М. Свердлин «Прикладная гидроакустика», 1990 г.

3. Г.М. Свердлин «Гидроакустические преобразователи и антенны», Издательство «Судостроение», 1987год.

4. Учебное пособие «Расчет преобразователей» Г.М. Свердлин, Ю.П. Огурцов. Издательство ЛКИ, 1976 год.

5. Подводные электроакустические преобразователи. Справочник.

a. Издательство «Судостроение», 1983 год.

6. А.Е. Колесников «Акустические измерения» Издательство «Судостроение», 1983 год.