Голямина И.П. - Ультразвук (маленькая энциклопедия) (1040516), страница 28
Текст из файла (страница 28)
плоские, цилиндрич., сферич., коиформные — повторяющие обводы носителя, и объемшае); по принципу создания пространственной избирательности (дискретные, непрерывные, фокусируюп|ие, рупорные); по режиму работы (приемные, излучающие, приемно-излучающие); по назначению аппаратуры, в к-рую они входят (для шумопелеигования, эхопеленгования, навигации, надводной связи и пр.). Дискретные Г. а. состоят из отдельных электроакустич. преобразователей. У непрерывных Г. а. колебательная скорость поверхности меняется непрерывно от точки к точке (прнмером таких Г.
а. может служпть набор преобразователей, излучающих или принимающих внук через упругий слой — накладку). У фокусирующих Г. а. формирование пространственной избирательности осуществляется посредством отражения звуковой волны — т. н. рефлекторные или зеркальные Г. а. — или ее преломления нек-рыми поверхностямн или средами — линзовые Г. а.
(см. Рефлекторы акустпчесш|е, Зеркала, 1инэы). Рупорвые Г. а, также имеют в своем составе отражающие поверхности, но в отличие от рефлекторных эти поверхности находятся в непосредственной близости от преобразователя и лишь напранляют (канализпруют) поток звуковой энергии в определенном направлении, не производя преобразова- ния фронта волны (сферического в плоский или наоборот). 1!ространственная избирательность (или направленность) Г. а. определяется характеригтикей напраахсн>>асти и коэфф. концентрации. Эффективность Г. а.
как преобразователя энергии (алектрической в акустическую или наоборот) характеризуется коэфф. полезного действия, полной и удельной иэлучаеиой акустич. мощностью, чувствительностью в режиме излу |ения или приема, а такясе внутренним сопротивлением отдельных преобразователеи или Г. а. в целом. В режиме излучения Г. а. работает совместно с генераторным устройством, в общем случае состоящим из вадающего генератора и многоканального усилителя мощ~ос~и, призом каждый канал поднл|очаотся к одному пли нескольким преобразователям Г. а. В каждом канале имеется усзройство, позволяющее регулировать амплитуду и фазу подводимого к преобразователю напряжения и таким образом регулировать колебательную скорость его рабочей поверхности. В режиме приема напряжения, развиваемые отдельными преобразователями, поступают на вход многоканального усилителя, в каждом канале к-рого также имеется устройство, способное изменять амплитуду и фазу напряжения; выходные сигналы всех каналов суммируются и поступают иа индикатор.
Т. о,, имеется возможность введения, вообще говоря, произвольного амплитудно-фазового распределения напра>кений в отдельных каналах до их сложения. Наличие амплитудно-фазовых распределений позволяет управлять параметрами Г. а., н в первую очередь ее характеристикой направленности. Известно, напр., что падение амплитуды к краям Г, а. уменьшает уровень добавочных максимумов и расшириет основной максимум. Уменьшение амплитуды колебательная скорости в центральной часги Г, а., наоборот, обостриет основной максимум характеристики направленности, увеличивая добавочные. Среди различных известных фазовых распределений наибольшее распространение получили такие, к-рые обеспечивают синфааное сложение создаваемых отдельными преобразователями звуковых сигналов в нек-ром заданном направлении, т.
е. ГИДРОДИИАМИЧЕСЕИЕ ИЗЛУЧАТЕЛИ осуществляют компенсацию разлюсти фаз этих сигналов, возникающую при сиифазном нзлучонни. Устронства, обсспочннающио внеденне такого фазового распредолення, наз. компснсаторами, а направление синфазного сложении сигналов — напрлнленнеы компенсации.
В режиме приема компенсация обеспечивает сипфазное сложение напряжений от отдельных прсобразователеи прн падении внуковой волны из заданного направления (обратного паправлешпо компенсации в ре»киме излучения). Если при излучении или приеме вводится частотно- зависимое фазовое распределение, напр, с помощью временных задерживающих цепей, то аффект компенсации наблюдается в широкой полосе частот, что испольеуетсн в шумопеленгоеании и при излучении сложных гидроакустич. сигналов. Обычно направление компенсации совпадает с направлением главного лтаксимума характеристики направленности Г.
а., и поэтому, изменяя определенным образом фазовое распределение, можно осуществлять последовательный обзор пространства. В режиме приема возможен и одновременяый обзор пространства путем создания »веера» характеристик направленности,но в этом случае приемная аппаратура существенно усложняется, т. к. необходимо иметь несколько сумматоров (по числу характеристик направленности в «веере») и напряжение от каждого преобразователя подавать на каждый сумматор со своим фановым нли временнйм сдвигом.
Подобным образом можно формировать и набор характеристик, заполняющий нек-рый заданный сектор пространства. Управление положением главного максимума характеристики направленности в пространстве можно осуществлять не только посредствои изменения фазового распределения, но и путем механич. поворота Г. а. или путем изменения положения компенсированного рабочего участка криволинейной поверхностной (напр,, круговой, цилиндрической) Г. а. Форма антенны в нек-рой степени определяет аффективным сектор обвора. Плоская неподвижная антенна наиболее удобна для формирования характеристик направленности, группирующнхсн вблизи нормали и ее поверхности; цилиндрич. антенна с вертикальной осью симметрии обычно используется для формирования горизонтального знеера» характеристик направленности или нескольких »вееров», расположенных в конич.
поверхностях с вертикальной осью симметрии; сферпч. антенна может использоватъся длн формнроваиия пространственного твсера», перекрывающего полный телесный угол. Кроме амплитудно-фазового распределения и конфигурации Г. а., болыпое влияние на ее параметры оказывают расстояние между центрами соседних преобразователей и их размеры, если они больше половины длины звуковой волны, особенно в сдучае компенсированной в каком-то направлении Г.
а. Характеристика направленности Г, а., состоящей из ненаправленньлх преобразователей, может иметь несколько максимумов, равных основному Лит.: Карлом Л. Б., Шошкон Е. Н., Гидроакустика е»оейнон деле, М., 1963; П р о с т а к о з А. Л., Гидроакустика е иностранных Флотах, Л., 196»; Х о рт о н Дт. уоррен Основы г»шролокацнн, пзр.
с англ., Л ., 1961; С н а р ы ш е е М. Д„ Нанразлзнность гндрозкустнческнх антенн, Л., 197» М. Д(. Смарытез. ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ИЗЛУЧАТЕЛИ вЂ” устройства, преобразующие часть энергии турбулентной затопленной струн жидкости в энергию акустич. воли. Работа Г. и. основана на генерировании возмущений в жидкой среде в виде нек-рого полн скоростей и давлений при взаимодействии вытекающей из сопла струи с препятствием определенной формы и размеров либо при принудительном пернодич. прерывании струи. Эти возмущения оказывают обратное действие па основание струи у сопла, способствун установлению автоколебательного режима.
Механизм излучения звука возмущенными может быть различным в зависимости от конструкции Г. и., к-рая принципиально отличается от кояструкцнн зазозтруйиыг и»луча»лелей для воздушной среды, хотя Г. и. и называют итидкостными сзизтками. Наибольшее распространение получили пластинчатые Г. и., состоящие нз погруженных в жидкость прямоугольного щелевого сопла (рис. () и заостренной в сторону струн пластинки, к-рая крепится в узловых точках (рис. (,а) либо консольно (рис.
(,6). При натекании на пластинку потока жидкости в ней возбужда- ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ИЗЛУЧАТЕЛИ ются изгибные колебания, основная собственная частота к-рых =- (а)ВИ) У й)р, где а — коэфф. пропорциональности, зависящий от способа крепленая пластинки, 1 — ее длина, 1 — толщина, Š— модуль упругости, р — плотность материала, нз к-рого она изготовлена; если все перечисленныо величины выражены в единицах систеиы ОГО, то при креплении пластинки в двух узлах а = 2,82, а консольно а = 0,162. Наличие присоединенной массы несколько понижает аначепие 1„л. В натекающей струе возникают автоколебания с частотой 1 =-)го))ь где о — скорость струи, й — расстояние между соплом и пластинкой, а )с — коэфф.
пропорциональности, зависящий от р и /1. Для возбуждения интенсивных колебаний необходимо совпадение 2 2 Рис. 1. Схемы пластинчатых гндродинамичсских иелучателеэ с креплением пластинки о — в уэловмх точках, 6 — консольно: 1 — сойло; 2 — пластинка; 2— точки вренленвн (узлы колебании). и (пл. На практике настройка пластины в резонанс с колебаниями струи не представляет особых трудностей и осуществляется регулировкой скорости истечения струи и ичменениеи расстояния между соплом и пчастинкой. 'Нластинчатые Г. и. генерируют колебания с частотами -2 — 35 кГц.
Излучение акустич. энергии прк работе пластинчатых Г. и. осуществляется в основном за счет колеблющейся пластинки в направлении, перпендикулярном ее плоскости, с максимумом посредине опор (рис. 1,а) либо вблизи свободного конца (рис. 1,б). В другой модификацви Г. н. используется кольценое щелевое сопло 1 (~ис. 2), образованное двумя конич. поверхностнмя, а колеблющимся препятствием служит полый цилиндр у, к-рый разрезан вдоль образующих так, что создается система расположенных по окружности консочьных пластин.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
