Курсовая работа: Промерный эхолот

Тогда, подставив численные величины, получим:

Определение коэффициента пространственного затухания

Ослабление в воде амплитуды колебаний ультразвуковых волн происходит вследствие расширения фронта последних, а так же поглощения и рассеяния для плоской волны затухание обусловлено только поглощением и рассеянием и оценивается коэффициентом затухания B.

Экспериментально установлено, что коэффициент затухания B ультразвукового сигнала в воде зависит от его частоты f, температуры t , солености воды sи гидростатического давления p в зоне его распространения.

Коэффициент пространственного затухания B , ДБ/км. Определен по монограмме на следующем рисунке.

Исходя из монограммы , B=40 ДБ/км

Определение размеров преобразователя

Для данного эхолота необходима антенна с характеристикой направленности (ХН), имеющую круговую симметрию оси, проходящей через центр антенны перпендикулярно к ее поверхности. Все точки поверхности антенны должны колебаться с одинаковой амплитудой, синфазно такой антенной является плоская антенна круглой апертурой (круглый поршень).

Для уменьшения стоимости антенны целесообразно выбрать сплошной круглый поршень, т.е. диск.

Диаметр элемента ,d , получим из формулы

=, раствор главного лепестка

Радиус 2.5 см.

При известном значении радиуса диска можно найти площадь приемно-излучающей поверхности по формуле

Подставив значения в это выражение, получим:

Для расчета характеристики направленности антенны будем использовать «Систему автоматизированного проектирования для формирования и расчета гидроакустических антенн»

Указав все исходные данные, получаем вид ХН:

Выбор активного материала

В современных ГАП, в качестве активных элементов, используют пьезокерамику различных составов промышленного производства. Достоинства пьезокерамических преобразователей, обусловившее широкое их использование в гидроакустических антеннах, - большая эффективность, возможность изготовления элементов любой формы возбуждение различных видов колебаний, широкий частотный диапазон. В зависимости от назначения пьезокерамические материалы делят на четыре класса. Материалы первого класса пригодны для производства пьезоэлементов приемников и излучателей малой и средней мощности. Удельная чувствительность, достаточно полно характеризующая эффективность преобразователя в режиме приема , на частоте электромеханического резонанса пропорциональна

Из представленных в литературе материалов удельная чувствительность на резонансе будет больше у приемников из ЦТСНВ-1.(цирконат- титанат свинца, натрия, висмута)

Основные характеристики пьезокерамики ЦТСНВ-1:

плотность ;

модули упругости ;

модули податливости ;

скорости звука ;