Антенна акустического локатора Советский патент 1988 года по МПК B06B1/06 

(Л

СА СО ч1

О 00

со

Изобретение относится к антеннам гидроакустических профит ографов, гидроакустическим преобразователям и может быть использовано в гидроакустике, геологоразведке.дна Мирового океана.

Целью изобретения является увеличение направленности и снижение энергетических потерь антенны.

На чертеже изображена антенна. акустического локатора.

Антенна акустического локатора содержит большой 1 и малый 2 полые цилиндры, размещенные один в другом на расстоянии, равном не менее четверти длины волны, и концентрично друг с другом. В малом цилиндре выполнены окна 3 произвольной формы и такой площади, чтобы поток акустической энергии, направленный по стрелке А, проходил через них с наименьшими потерями. Площадь этих отверстий может . быть выбрана экспериментально при проведении гидроакустических измерений в гидроакустическом бассейне. Большой цилиндр установлен на основании -.4, выполненном в виде диска. Своим внутренним диаметром основание 4 скрепляется с внешней поверхностью малого цилиндра 2 так, что окна 3. оказываются внутри пространства Б. Во избежание акустического замыкания рупорная накладка 5 размещена внутри малого цилиндра 2 с зазором. Своим нижним торцом малый цилиндр 2 кре- пится к акустическому изолятору 6 (акустическому фильтру), скрепленному в свою очередь с основанием узкой части рупорной накладки 5, На основании последней установлен чувствительный элемент 7, к другому торцу которого прикреплена тыльная накладка 8. Элементы могут быть армированы болтом 9 и гайкой 10, а вся конструкция защищена корпусом 11, установленным на акустическом изоляторе 6 ,и 11меющим уплотнение. Внутри прост ранств Б и В находится озвучиваемая среда - вода или воздух. Кроме того, Г и Ж - тьшьная и наружная поверхность рупорной накладки 5; Д - диаметр рупорной накладки 5; Д - наибольший диаметр фазоинверторау Р, - акустическая мощность, развиваемая внутренней поверхностью рупорной нак ладки 5; Pj -акустическая мощность, развиваемая тыльной поверхностью Г н акладки. Антенна содержит также

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

входные зажимы 12 чувствительного элемента 7.

Толщина стенки элементов фазоин- верторов и рупорной накладки должна . быть равна 1/40 длины волны продольных колебаний в материале (сталь, железобетон и др.) и более во избежание появления в указанных элементах изгибных колебаний и связанных с этим акустических коротких замыканий излучаемой энергии.

Антенна работает следующим образом.V

При подаче на зажимы 12 положительного полупериода зондирующего импульса в продольном выбраторе, образованном элементами, возникает волна растяжения, энергия которой nocpeA ством поверхностей Г и Ж рупорной на- кладки передается окружающей среде. При .этом мощность колебаний, излучаемых поверхностью Ж, равна Р , а мощность колебаний, излучаемых тыльной поверхностью Г рупорной накладки, равна Pj . Акустические давления, развиваемые указанными поверхностями, противофазны. Поверхность Ж развивает при подаче положительного полупериода в среде волну сжатия, а,поверхность Г - волну разряжения. Вследствие наличия цилиндров 1 и 2, окон 3 и изолятора 6 энергия колебаний не вычитается друг из друга, поскольку волна разряжения, образованная поверхностью Г, должна распространиться по стрелке А через среду,-заполняющую пространство В, через окна 3 и пространство Б в направлении, показанном стрелкой А. Время распространения подбирается .равным полупе.риоду излучаемых колебаний и равно

Т С/2М,

где С - скорость распространения

звука. М/с;

М - длина пути распространения колебаний от поверхности Г до торца цилиндров 1 и 2, а также рупорной накладки 5, Экспериментально установлено, что оптимально, если длину по стрелке А отсчйтьшать от 1/3 длины образующей конуса тыльной стороны рупорной накладки. Таким образом, при подаче первого полупериода излучаемых колебаний короткого замыкания не происходит, и в пространство излучается мощность Р . При подаче на зажины 12

следующего отрицательного по знаку полупериода зондирующего импульса продольньй вибратор укорачивается, что приводит к возникновению на поверхности Ж акустического импульса разряжения, а на поверхности Г - сжатия. В это время из зазора, образованного цилиндрами 1 и 2, происходит излучение ранее поданного на вход чувствительного элемента 7 импульса разряжения, задержанного фа- зоинвертором на 180°, что вызывает сложение мощностей колебаний и исключает энергетические потери при этом.

Форм у л а изобретения

целью увеличения направленности и снижения энергетических потерь, она снабжена расположенным коаксиально с рупором отражателем, выполненным в виде установленных соосно один в другом двух полых цилиндров, скрепленных дисковым основанием, малый линдр установлен с зазорами относительно рупора и своим торцом через акустический изолятор закреплен на его основании, при этом в малом цилиндре выполнены окна, расположенные на 1/3 высоты рупора и образуюЩие акустический тракт длиной, равной половине длины волны акустических колебаний в среде.

Изобретение относится к антеннам гидроакустических приборов и может быть использовано в геологоразведке .акватории. Целью изобретения является увеличение направленности и снижение энергетических потерь. Рупорная накладка 5 снабжена экраном, образованным полыми цилиндрами 1 и 2, в малом из которых выполнены окна 3. Экран служит для отвода акустической энергии с тыльной стороны рупорной накладки 5 и выполняет функции фазо- инвертора. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1, Антенна акустического локатора, 2. Антенна по п,1, отличаю- содержащая рупор, тьшьную накладку,J 20 Щ а я с я тем, что толщина стенки пьезопреобразователь, расположенный рупора составляет не менее 1/40 дли- между рупором и тыльной накладкой, ны волны продольных колебаний в мате- отличающаяся тем, что, с риале накладки.