水聲換能器
水聲換能器是利用晶體(石英或酒石酸鉀鈉)壓電陶瓷(鈦酸鋇和鋯鈦酸鉛等)的壓電效應或鐵鎳合金的磁致伸縮效應來進行工作的。所謂壓電效應,就是把晶體按一定方向切成薄片,并在晶體薄片上施加壓力,在它的兩端面上會分別產生正電荷和負電荷。反之在晶體薄片上施加拉伸力時,它的兩個端面上就會產生與加壓力時相反的電荷。與壓電效應相反時電致伸縮效應,即在晶體的兩個端面上施加交變電壓,晶體就會產生相應的機械變形。我們利用電致伸縮效應和壓電效應來產生和接收超聲波。
聲納發(fā)射超聲波時就把超聲波振蕩電壓加在晶體薄片的兩個端面上。于是晶體的厚度就會隨著超聲波振蕩電壓而變化,產生超聲波震動。晶體震動推動周圍的水就產生的超聲波的輻射。
聲納發(fā)射超聲波時就把超聲波振蕩電壓加在晶體薄片的兩個端面上。于是晶體的厚度就會隨著超聲波振蕩電壓而變化,產生超聲波震動。晶體震動推動周圍的水就產生的超聲波的輻射。
介紹
超聲波傳播時遇到目標便產生反射�；夭ㄗ饔迷谒晸Q能器的晶體上,由于壓電效應水聲換能器的兩個端面上便可能得到電信號。與雷達天線一樣,水聲換能器不但要發(fā)射和接收超聲波信號,而且要有尖銳的方向性,只有這樣才能測定目標的方位。聲納設備是利用很多壓電晶體組成換能器陣來獲得尖銳的方向性的。因此聲吶的水聲換能器體積較大,一般都安裝在艦船艏部的水下部分。
能把聲能和電能(或者兩種不同形式的能量)進行互相轉換的器件稱為換能器。在水聲設備中多數采用電——聲轉換;因為這種轉換方式最便于人工控制。在水下使用的換能器稱為水聲換能器。
由電子振蕩器產生電信號激發(fā)換能器產生機械振動,由此推動水介質向水中發(fā)射聲波的換能器稱為發(fā)射換能器。反之,在聲波的激勵下換能器產生振動把聲能轉變?yōu)殡娔艿膿Q能器稱為接收換能器或水聽器。
換能器由于用途和使用的不同而有不同的分類,這里謹對水聲換能器許多國家均把水聲換能器劃屬超聲換能器之例。
特點
按頻率高低有低頻換能器、中頻換能器和高頻換能器之分。
此外,還可以按功率、壓力等大小進行分類。低頻換能器的頻率范圍,大體為數十赫茲到4千赫茲。
如拖曳線列陣工作頻率為數十赫到數千赫;
中頻換能器頻率范圍大體為3.5千赫到50千赫;
艦船用主動聲換能器多在此頻段范圍內;
高頻換能器頻率范圍大體為45千赫到3000千赫以上。
連續(xù)功率達到2KW以上的換能器稱為高功率換能器;
而靜水壓大于1MPα的稱為高壓力換能器;
此外還有作水聲計量用的標準發(fā)射器和標準水聽器等。
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