RU168944U1 - HYDROACOUSTIC LOW FREQUENCY CONVERTER - Google Patents

HYDROACOUSTIC LOW FREQUENCY CONVERTER Download PDF

Info

Publication number
RU168944U1
RU168944U1 RU2016144250U RU2016144250U RU168944U1 RU 168944 U1 RU168944 U1 RU 168944U1 RU 2016144250 U RU2016144250 U RU 2016144250U RU 2016144250 U RU2016144250 U RU 2016144250U RU 168944 U1 RU168944 U1 RU 168944U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voice coil
transducer
flat
piston
protrusion
Prior art date
Application number
RU2016144250U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Николаевич Долгов
Виталий Николаевич Максимов
Лариса Андреевна Воловова
Сергей Михайлович Гончаров
Original Assignee
ООО Конструкторское бюро морской электроники "Вектор"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ООО Конструкторское бюро морской электроники "Вектор" filed Critical ООО Конструкторское бюро морской электроники "Вектор"
Priority to RU2016144250U priority Critical patent/RU168944U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU168944U1 publication Critical patent/RU168944U1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/44Special adaptations for subaqueous use, e.g. for hydrophone

Landscapes

  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к гидроакустике. Преобразователь содержит плоский поршень, к которому прикреплена звуковая катушка, обмотка которой состоит из нескольких слоев изолированного медного провода, концы катушки подсоединены к клеммным выводам и кабелю, ось звуковой катушки совпадает с осевой линией магнитной системы, образованной из внешнего, внутреннего ферромагнитных полюсных элементов и цилиндрического постоянного магнита. Устройство также содержит компенсатор давления, соединённый патрубком с внутренним объёмом корпуса. Поршень герметично крепится с помощью упругого элемента к выступу плоского основания. Внутренний полюсный элемент имеет дополнительный цилиндрический выступ, являющийся направляющим элементом для звуковой катушки, которая в нижней своей части имеет цилиндрический выступ, соприкасающийся с зазором с внутренней цилиндрической поверхностью внешнего полюсного элемента. Компенсатор давления выполнен в виде резинового пустотелого тороида, расположенного вокруг внешнего стаканообразного полюсного элемента и закрытого легким негерметичным корпусом. В плоском основании дополнительно установлен нормально закрытый воздушный клапан. Технический результат – расширение функциональных возможностей устройства. 5 ил.The utility model relates to sonar. The transducer contains a flat piston to which a voice coil is attached, the winding of which consists of several layers of insulated copper wire, the ends of the coil are connected to the terminal leads and the cable, the axis of the voice coil coincides with the axial line of the magnetic system formed from the external, internal ferromagnetic pole elements and a cylindrical permanent magnet. The device also contains a pressure compensator connected by a pipe to the internal volume of the housing. The piston is hermetically attached with an elastic element to the protrusion of the flat base. The inner pole element has an additional cylindrical protrusion, which is a guiding element for the voice coil, which in its lower part has a cylindrical protrusion in contact with the gap with the inner cylindrical surface of the outer pole element. The pressure compensator is made in the form of a hollow rubber toroid located around an external glass-like pole element and closed by a light, non-sealed housing. A normally closed air valve is additionally installed in the flat base. The technical result is the expansion of the functionality of the device. 5 ill.

Description

Полезная модель относится к гидроакустической технике и может быть использована при конструировании широкополосных гидроакустических низкочастотных преобразователей мощностью единицы - десятки Вт, используемых для озвучивания подводных участков естественных и искусственных водоёмов.The utility model relates to hydroacoustic technology and can be used in the design of broadband hydroacoustic low-frequency transducers with a unit power of tens of watts, used to sound underwater sections of natural and artificial reservoirs.

Такие преобразователи широко используют для приманивания или отпугивания различных гидробионтов, в том числе рыб, для повышения эффективности тренировок спортсменов в бассейнах, для передачи команд легководолазам и для других целей.Such transducers are widely used to lure or scare away various aquatic organisms, including fish, to increase the efficiency of training athletes in swimming pools, to transfer commands to light divers and for other purposes.

Для излучения широкополосных гидроакустических сигналов звукового диапазона используют в основном или электродинамические или электромагнитные преобразователи, которые по конструктивному исполнению можно разделить на два основных класса: с жёстким силовым корпусом, выдерживающим гидростатическое давление воды, и с лёгким корпусом, в котором дополнительно установлен компенсатор гидростатического давления [1, 2].For the emission of broadband sonar signals of the sound range, either electrodynamic or electromagnetic transducers are used mainly, which can be divided into two main classes according to their design: with a rigid power casing withstanding the hydrostatic pressure of water, and with a light casing in which an additional hydrostatic pressure compensator is installed [ 12].

В патенте [3] предложен динамический излучатель звука в жидкие среды «Speaker device for sound reproduction in liquid medium» с жёстким силовым корпусом. Он состоит из жёсткого герметичного корпуса, имеющего как минимум одну плоскую поверхность, выполненную из упругого материала, к которой прикреплена звуковая катушка электродинамической системы, укреплённой внутри корпуса. Электродинамическая система содержит также постоянный магнит и магнитную систему, концентрирующую магнитный поток магнита. Через герметичный разъём в корпус выполнен ввод электрического кабеля, соединённого с витками обмотки звуковой катушки. При протекании переменного тока в звуковой катушке формируется изменяемое во времени магнитное поле, которое взаимодействует с постоянным магнитным полем электродинамической системы. Возникающие при этом знакопеременные силы действуют на звуковую катушку, передаются плоскому упругому участку корпуса и вызывают его деформации, передающиеся контактируемой с корпусом водной среде, в которой распространяются акустические продольные волны.In the patent [3] a dynamic sound emitter in liquid media “Speaker device for sound reproduction in liquid medium” with a rigid power casing is proposed. It consists of a rigid sealed enclosure having at least one flat surface made of elastic material, to which a voice coil of an electrodynamic system is attached, fixed inside the enclosure. The electrodynamic system also contains a permanent magnet and a magnetic system concentrating the magnetic flux of the magnet. An electrical cable connected to the turns of the winding of the voice coil is made through a sealed connector into the housing. When alternating current flows in the voice coil, a time-varying magnetic field is formed, which interacts with the constant magnetic field of the electrodynamic system. The alternating forces arising in this case act on the voice coil, are transmitted to a flat elastic section of the housing and cause its deformation, which are transmitted to the aqueous medium in contact with the housing, in which acoustic longitudinal waves propagate.

Реализованный по данному патенту преобразователь UW30 [4] имеет диаметр излучающей плоской поверхности 12 см и работает на рекомендуемой глубине 1,2 метра. Он предназначен в основном для озвучивания бассейнов. Рассмотрим работу данного преобразователя с учётом влияния на его излучающую поверхность, как гидростатического давления воды, так и вынуждающей силы звуковой катушки.The UW30 converter [4] implemented according to this patent has a diameter of a radiating flat surface of 12 cm and operates at a recommended depth of 1.2 meters. It is intended primarily for scoring pools. Consider the operation of this transducer, taking into account the influence on its radiating surface of both the hydrostatic pressure of water and the driving force of the voice coil.

Сила давления воды F на излучающую поверхность преобразователя будет равна произведению гидростатического давления Р (Па) на площадь S (м2) излучающей поверхности радиусом a, равным 0,06 м. Для глубины 1,2 метра получимThe force of the water pressure F on the radiating surface of the transducer will be equal to the product of hydrostatic pressure P (Pa) by the area S (m 2 ) of the radiating surface with a radius a of 0.06 m. For a depth of 1.2 meters, we obtain

F=P*S=135,7 Н.F = P * S = 135.7 N.

В первом приближении считаем, что результирующий прогиб пластины под влиянием гидростатического давления значительно меньше её толщины. При этом можно пренебречь растягивающими напряжениями в пластине [5]. Статический прогиб b центра излучающей свободно опёртой пластины для данного случая определяется следующим выражениемIn a first approximation, we believe that the resulting deflection of the plate under the influence of hydrostatic pressure is much less than its thickness. In this case, tensile stresses in the plate can be neglected [5]. The static deflection b of the center of the emitting freely supported plate for this case is determined by the following expression

Figure 00000001
Figure 00000001

где ν - коэффициент Пуассона, h - толщина пластины, D - цилиндрическая жёсткость пластины, равнаяwhere ν is the Poisson's ratio, h is the plate thickness, D is the cylindrical rigidity of the plate, equal to

Figure 00000002
Figure 00000002

В таблице 1 приведены результаты расчёта деформации b центра стальной пластины толщиной h при помещении преобразователя-аналога на глубину 1,2 метра. При этом принимали, что ν=0,3, а модуль Юнга Е равен 2,1*1011 Па [6, с. 241].Table 1 shows the results of calculating the deformation b of the center of a steel plate of thickness h when the analog converter is placed at a depth of 1.2 meters. It was assumed that ν = 0.3, and Young's modulus E is 2.1 * 10 11 Pa [6, p. 241].

Таблица 1Table 1

h, ммh mm 0,50.5 1,01,0 1,51,5 b, ммb mm 4,164.16 0,520.52 0,150.15

Как видно из полученных результатов, условие b<<h для рассмотренного случая не выполняется, поэтому для расчёта деформаций b необходимо использовать формулы, при выводе которых учитывались бы и изгибные, и растягивающие напряжения в пластине [5, с. 460]As can be seen from the results obtained, the condition b << h for the case under consideration is not fulfilled, therefore, to calculate the strains b, it is necessary to use formulas that would take into account both bending and tensile stresses in the plate [5, p. 460]

Figure 00000003
Figure 00000003

При ν=0,3 получимFor ν = 0.3 we get

Figure 00000004
Figure 00000004

Решение выражения (4) представлено в графическом виде на фиг. 1.The solution of expression (4) is presented in graphical form in FIG. one.

Как видно из полученного графика, при увеличении глубины r погружения преобразователя в связи с увеличением гидростатического давления Р происходит нарушение линейности зависимости b=K*f(P) и уменьшение величины коэффициента пропорциональности K между деформацией пластины и силой, действующей на неё. При воздействии на излучающую пластину переменной вынуждающей силы, передаваемой на пластину звуковой катушкой преобразователя, переменная составляющая деформации пластины в результате наличия гидростатического давлением Р уменьшается, что приводит к снижению звукового давления акустического сигнала излучаемого преобразователем. На фиг. 2 показано для данного преобразователя изменение величины коэффициента (в относительных единицах), связывающего деформацию пластины и вынуждающую силу в зависимости от глубины погружения.As can be seen from the obtained graph, with an increase in the immersion depth r of the transducer due to an increase in hydrostatic pressure P, the linearity of the dependence b = K * f (P) is violated and the proportionality coefficient K decreases between the plate deformation and the force acting on it. When a variable driving force is transmitted to the plate by the sound coil of the transducer, the variable component of the plate deformation as a result of the presence of hydrostatic pressure P decreases, which reduces the sound pressure of the acoustic signal emitted by the transducer. In FIG. Figure 2 shows for this converter a change in the value of the coefficient (in relative units) relating the deformation of the plate and the driving force depending on the depth of immersion.

В таблице 2 приведены результаты расчётов для данного преобразователя - аналога относительных величин переменной b1 и постоянной b2 составляющих деформаций пластины толщиной 1 мм для разных значений r величины заглубления преобразователя при одновременном действии на упругую пластину преобразователя и гидростатического давления, и переменной вынуждающей силы звуковой катушки (без учёта реакции водной среды на колебание пластины).Table 2 shows the calculation results for this transducer — an analogue of the relative values of the variable b1 and constant b2 of the component deformations of the plate with a thickness of 1 mm for different values r of the depth of the transducer with simultaneous action of the transducer on the elastic plate and hydrostatic pressure, and the variable driving force of the voice coil (without taking into account the reaction of the aqueous medium to plate oscillation).

Таблица 2table 2

r, мr, m 00 0,10.1 0,20.2 0,40.4 0,60.6 0,80.8 1one 22 33 b1b1 0,4180.418 0,4030.403 0,3660.366 0,2770.277 0,2140.214 0,1740.174 0,1480.148 0,0650,065 0,0270,027 b2b2 00 0,1050.105 0,2090.209 0,390.39 0,5310.531 0,6410.641 0,7320.732 1,0451,045 1,2541,254

Как видно из приведённых результатов, между статической деформацией пластины и гидростатическим давлением имеется нелинейная зависимость, а с увеличением гидростатического давления переменная составляющая деформации пластины при одной и той же вынуждающей силе уменьшается.As can be seen from the above results, there is a nonlinear dependence between the static deformation of the plate and hydrostatic pressure, and with an increase in hydrostatic pressure, the variable component of the plate deformation decreases with the same driving force.

При вынуждающей силе, изменяющейся по гармоническому закону, в излучаемом акустическом сигнале будут формироваться компонента с основной частотой сигнала, также её высшие гармоники, величины которых будут увеличиваться с увеличением гидростатического давления, что приводит к нелинейным искажениям сигнала.With a driving force that varies according to the harmonic law, a component with the main frequency of the signal will form in the emitted acoustic signal, as well as its higher harmonics, the values of which will increase with increasing hydrostatic pressure, which leads to nonlinear distortions of the signal.

Следует отметить, что эти недостатки присущи всем гидроакустическим преобразователям с силовым корпусом, у которых в качестве элементов излучающих акустические сигналы используются упругие пластины или мембраны, на которые воздействует как гидростатическое давление воды, так и вынуждающие силы, формирующие излучаемый акустический сигнал.It should be noted that these disadvantages are inherent in all hydroacoustic transducers with a power casing, in which elastic plates or membranes are used as elements emitting acoustic signals, which are affected by both the hydrostatic pressure of water and the driving forces that form the emitted acoustic signal.

Эти недостатки устраняют путём установки в преобразователях компенсаторов гидростатического давления, выравнивающих давления внутри и снаружи корпуса преобразователя. При этом на излучающую упругую пластину действует только знакопеременная вынуждающая сила, и преобразователь работает при максимальном значении электромеханического коэффициента и минимальном уровне нелинейных искажений.These disadvantages are eliminated by installing hydrostatic pressure compensators in the transducers, equalizing the pressure inside and outside the transducer housing. In this case, only an alternating driving force acts on the radiating elastic plate, and the converter operates at the maximum value of the electromechanical coefficient and the minimum level of nonlinear distortion.

В патенте [7] предложен газовый компенсатор для глубоководных приборов, содержащий газонаполненные под разным давлением баллоны с диафрагмами, трубопроводы и систему клапанов, управляемых диафрагмами баллонов, объем каждого из которых не менее чем в 10 раз превышает рабочий компенсируемый объём; дополнительный эластичный баллон, жёсткость оболочки которого меньше жесткости диафрагмы и оболочки компенсируемой полости, причем к каждому баллону с диафрагмой подключены один или несколько дополнительных баллонов.In the patent [7], a gas compensator for deep-sea instruments is proposed, which contains gas-filled cylinders with different pressures with diaphragms, pipelines and a system of valves controlled by cylinder diaphragms, the volume of each of which is not less than 10 times the working compensated volume; an additional elastic balloon whose shell stiffness is less than the stiffness of the diaphragm and shell of the compensated cavity, and one or more additional cylinders are connected to each cylinder with a diaphragm.

В патенте [8] предложен газовый компенсатор, выполненный из нескольких газонаполненных под разным давлением сосудов, соединенных с компенсируемой полостью через трубопровод с клапанами, связанными с элементом, чувствительным к гидростатическому давлению. В каждом поддиапазоне гидростатического давления происходит соединение с компенсируемой полостью только того сосуда, давление в котором равно или меньше гидростатического давления в среде.In the patent [8], a gas compensator is proposed made of several gas-filled vessels of different pressure connected to the compensated cavity through a pipeline with valves connected to an element that is sensitive to hydrostatic pressure. In each sub-range of hydrostatic pressure there is a connection with the compensated cavity of only that vessel, the pressure in which is equal to or less than the hydrostatic pressure in the medium.

Эти компенсаторы отличаются сложностью конструкции, большими габаритами и массой, в процессе эксплуатации требуют периодической докачки газа в ёмкости компенсатора. Для малогабаритных преобразователей, работающих на глубинах до 5-10 метров, они не используются.These compensators are distinguished by the complexity of the design, large dimensions and weight; during operation, they require periodic pumping of gas in the tank of the compensator. For small-sized transducers operating at depths of 5-10 meters, they are not used.

В патенте [9] предложен компенсатор давления для подводного аппарата, который, по мнению авторов, имеет простую конфигурацию и низкую стоимость. Компенсируемый объём соединён с газовой камерой, имеющей одну часть, открытую для внешней жидкости, датчик уровня жидкости, установленный в камере, баллон с газом и клапан регулирующий количество газа, подаваемого от баллона газа в камеру. Датчик уровня жидкости при обнаружении, что уровень жидкости в камере, превышает заданное положение, открывает клапан, в камеру подаётся газ, вода частично вытесняется, что позволяет сохранить баланс между давлением газа в камере и наружным давлением жидкости.The patent [9] proposed a pressure compensator for an underwater vehicle, which, according to the authors, has a simple configuration and low cost. The compensated volume is connected to a gas chamber having one part open to external liquid, a liquid level sensor installed in the chamber, a gas cylinder and a valve controlling the amount of gas supplied from the gas cylinder to the chamber. The liquid level sensor, upon detecting that the liquid level in the chamber exceeds a predetermined position, opens the valve, gas is supplied to the chamber, water is partially expelled, which allows maintaining a balance between the gas pressure in the chamber and the external liquid pressure.

Данный компенсатор давления также требует периодического добавления газа в баллон, кроме того, внутренний рабочий объём аппарата негерметичен и подвержен влиянию водяных паров, что вызывает его коррозию. При работе компенсатор требует определённой ориентации, препятствующей выходу газа из камеры в воду.This pressure compensator also requires periodic addition of gas to the cylinder, in addition, the internal working volume of the apparatus is leaky and is subject to the influence of water vapor, which causes its corrosion. During operation, the compensator requires a certain orientation, which prevents the escape of gas from the chamber into the water.

В патенте [10] предложен подводный преобразователь для звукового диапазона, состоящий из обычного электродинамического громкоговорителя, расположенного в первом герметичном отсеке цилиндрического корпуса. Конусный излучающий элемент громкоговорителя одной поверхностью через конусную вставку контактирует с водой, а ко второй его поверхности прикреплена звуковая катушка, расположенная в зазоре магнитной системы электродинамического преобразователя. Во втором не герметичном отсеке расположен наполненный газом сжимаемый элемент, в качестве которого может служить резиновый цилиндр, соединённый патрубком с первым отсеком. При погружении преобразователя в воду, гидростатическое давление воды сжимает элемент, находящийся во втором отсеке. Деформация этого элемента происходит до тех пор, пока давление газа в элементе не станет равным гидростатическому давлению воды. Таким образом, выравнивается давление, действующее на обе поверхности излучающего элемента преобразователя.The patent [10] proposes an underwater transducer for the sound range, consisting of a conventional electrodynamic loudspeaker located in the first sealed compartment of the cylindrical body. The conical radiating element of the loudspeaker in one surface contacts the water through the conical insert, and a voice coil attached to the gap of the magnetic system of the electrodynamic transducer is attached to its second surface. In the second non-tight compartment there is a compressible element filled with gas, which can be a rubber cylinder connected by a pipe to the first compartment. When the transducer is immersed in water, the hydrostatic pressure of the water compresses the element located in the second compartment. The deformation of this element occurs until the gas pressure in the element becomes equal to the hydrostatic pressure of the water. Thus, the pressure acting on both surfaces of the radiating element of the transducer is equalized.

К недостаткам данного преобразователя следует отнести его значительные габариты. Обычный электродинамический громкоговоритель имеет большой объём, что увеличивает необходимый объём компенсирующего сжимаемого элемента. Для излучения акустического сигнала мощностью порядка нескольких десятков Ватт общий объём преобразователя может достигать десяти и более литров. Для придания ему отрицательной плавучести необходимо увеличивать его массу до величины более 10-15 кг, что ограничивает эксплуатационные возможности преобразователя. Кроме того, при компенсации давления происходят деформации и сжимаемого элемента, и излучающего элемента громкоговорителя, что вызывает снижение его эффективности.The disadvantages of this converter should include its significant dimensions. A conventional electrodynamic loudspeaker has a large volume, which increases the required volume of the compensating compressible element. For the emission of an acoustic signal with a power of the order of several tens of watts, the total volume of the transducer can reach ten or more liters. To give it negative buoyancy, it is necessary to increase its mass to a value of more than 10-15 kg, which limits the operational capabilities of the converter. In addition, when pressure is compensated, deformations of both the compressible element and the radiating element of the speaker occur, which causes a decrease in its effectiveness.

В патенте [11] предложен акустический преобразователь с пассивной компенсацией гидростатического давления воды. Он выполнен на основе электродинамического преобразователя, внутренний объём которого заполнен несжимаемой жидкостью. Также в данном объёме расположена упругая резиновая камера, давление в которой устанавливается равным внешнему гидростатическому давлению воды. Таким образом, внутри преобразователя поддерживается давление несжимаемой жидкости, равное внешнему давлению воды.In the patent [11] an acoustic transducer with passive compensation of hydrostatic pressure of water is proposed. It is made on the basis of an electrodynamic transducer, the internal volume of which is filled with an incompressible fluid. Also in this volume is an elastic rubber chamber, the pressure in which is set equal to the external hydrostatic pressure of the water. Thus, the pressure of an incompressible fluid equal to the external pressure of the water is maintained inside the transducer.

К недостатку преобразователя следует отнести малое значение его коэффициента электромеханического преобразования, вызванное дополнительным демпфирующим воздействием жидкости, заполняющей внутренний объём преобразователя на его колеблющиеся элементы.The disadvantage of the transducer is the small value of its coefficient of electromechanical conversion, caused by the additional damping effect of the liquid filling the internal volume of the transducer on its oscillating elements.

В патенте [12] предложен широкополосный низкочастотный подводный преобразователь, имеющий наибольшее количество совпадающих признаков с заявляемым устройством.In the patent [12] a broadband low-frequency underwater converter is proposed having the greatest number of matching features with the claimed device.

Он содержит плоский поршень, к которому прикреплена звуковая катушка, обмотка которой состоит из нескольких слоев изолированного медного провода. Предпочтительным материалом для поршня является алюминий, который может быть анодированным в целях его предохранения от коррозии. Концы катушки подсоединены к клеммным выводам и кабелю. Катушка и поршень в сборе крепятся с помощью тонкого гибкого диска к переднему торцу герметичного цилиндрического корпуса. Ось звуковой катушки совпадает с осевой линией магнитной системы, образованной из внешнего и внутреннего ферромагнитных полюсных элементов и цилиндрического постоянного магнита, установленных в герметичном корпусе. На задней части герметичного корпуса установлен компенсатор давления, представляющий собой герметичный гибкий резиновый цилиндр, внутренний объём V1 которого соединён патрубком с внутренним объёмом V2 герметичного корпуса. Резиновый цилиндр и герметичный корпус преобразователя помещены в общий лёгкий негерметичный корпус. Чтобы избежать конденсации влаги, что может произойти внутри герметичной сборки, при погружении преобразователь в холодную воду, воздух внутри герметичного корпуса заменяют сухим инертным газом, например, азотом.It contains a flat piston to which a voice coil is attached, the winding of which consists of several layers of insulated copper wire. The preferred material for the piston is aluminum, which can be anodized to prevent corrosion. The ends of the coil are connected to the terminal leads and the cable. The coil and piston assembly are mounted using a thin flexible disk to the front end of the sealed cylindrical body. The axis of the voice coil coincides with the axial line of the magnetic system formed from the external and internal ferromagnetic pole elements and a cylindrical permanent magnet installed in a sealed enclosure. A pressure compensator is installed on the back of the sealed housing, which is a sealed flexible rubber cylinder, the internal volume V1 of which is connected by a pipe to the internal volume V2 of the sealed housing. The rubber cylinder and the sealed transducer housing are housed in a common lightweight non-sealed housing. To avoid moisture condensation, which can occur inside a sealed assembly, when the converter is immersed in cold water, the air inside the sealed enclosure is replaced with a dry inert gas, for example, nitrogen.

При погружении преобразователя в воду, внешнее гидростатическое давление воды действует на резиновый цилиндр, сжимает его и изменяет его объём V1 на величину ΔV1. Давление внутри цилиндра повышается и через патрубок передаётся в герметичный внутренний объём V2 преобразователя. Деформация цилиндра будет происходить до тех пор, пока давление внутри цилиндра не станет равным гидростатическому давлению воды. Считая, что упругость подвеса поршня преобразователя S2 значительно больше упругости резинового цилиндра S1, и пренебрегая изменениями объёма V2, получаем, чтоWhen the transducer is immersed in water, the external hydrostatic pressure of the water acts on the rubber cylinder, compresses it and changes its volume V1 by ΔV1. The pressure inside the cylinder rises and is transmitted through the pipe to the sealed internal volume V2 of the converter. Deformation of the cylinder will occur until the pressure inside the cylinder becomes equal to the hydrostatic pressure of the water. Assuming that the elasticity of the piston suspension of the transducer S2 is much greater than the elasticity of the rubber cylinder S1, and neglecting the changes in the volume V2, we obtain

Figure 00000005
Figure 00000005

где Р1 и Р2 - давления, действующие на преобразователь до его погружения, и после погружения в воду. Для уменьшения демпфирования излучающих элементов электродинамических преобразователей упругостями элементов их подвесов (для рассматриваемого преобразователя - это тонкий гибкий диск) стараются выполнять эти упругости как можно меньшими. Поэтому упругости S1 и S2 соизмеримы и при повышении давления Р1 происходят изменения обеих объёмов и V1, и V2. С учётом этого выражение (5) будет выглядеть следующим образомwhere P1 and P2 are the pressures acting on the transducer before immersion and after immersion in water. To reduce the damping of the radiating elements of electrodynamic transducers by the elasticities of the elements of their suspensions (for the transducer under consideration, this is a thin flexible disk), they try to perform these elasticities as small as possible. Therefore, the elasticities S1 and S2 are commensurate, and as the pressure P1 increases, both volumes V1 and V2 change. With this in mind, expression (5) will look as follows

Figure 00000006
Figure 00000006

Причём между изменениями объёмов ΔV1 и ΔV2 справедливо следующее соотношениеMoreover, between the changes in volumes ΔV1 and ΔV2 the following relation is true

Figure 00000007
Figure 00000007

Таким образом, при выравнивании давлений внутри и снаружи преобразователя происходит деформация не только резинового цилиндра, а и упругих элементов излучающей системы преобразователя. Это вызывает в соответствии с выражением (4) уменьшение коэффициента электромеханического преобразования преобразователя и повышение уровня нелинейных искажений излучаемого акустического сигнала. Следует отметить, что это относится ко всем рассмотренным ранее преобразователям. Кроме того расположение резинового цилиндра за электродинамической системой преобразователя увеличивают его общие габариты и вес. Это объясняется следующим. Для повышения эффективности излучения акустических низкочастотных сигналов необходимо увеличивать размеры излучающих элементов преобразователя. Для диапазона сотен герц поперечный размер такой излучающей поверхности может достигать несколько десятков сантиметров, диаметр магнитной системы электродинамического преобразователя 10-15 см, а объём V2 его внутренних полостей, заполненных газом - 2-5 литров. Для уменьшения величины деформации ΔV2 объём резинового цилиндра V1 должен превышать в несколько раз объём V2. При расположении резинового цилиндра за электродинамической системой преобразователя общий продольный размер преобразователя значительно увеличивается, что увеличивает его габариты и вес. Все перечисленные факторы снижают эксплуатационные характеристики преобразователя.Thus, when pressure is equalized inside and outside the transducer, not only the rubber cylinder is deformed, but also the elastic elements of the transducer emitting system. This, in accordance with expression (4), causes a decrease in the coefficient of electromechanical conversion of the transducer and an increase in the level of nonlinear distortion of the emitted acoustic signal. It should be noted that this applies to all the converters discussed earlier. In addition, the location of the rubber cylinder behind the electrodynamic system of the transducer increases its overall dimensions and weight. This is explained by the following. To increase the radiation efficiency of acoustic low-frequency signals, it is necessary to increase the size of the radiating elements of the transducer. For a range of hundreds of hertz, the transverse size of such a radiating surface can reach several tens of centimeters, the diameter of the magnetic system of the electrodynamic transducer is 10-15 cm, and the volume V2 of its internal cavities filled with gas is 2-5 liters. To reduce the strain ΔV2, the volume of the rubber cylinder V1 must exceed several times the volume V2. When the rubber cylinder is located behind the electrodynamic system of the transducer, the total longitudinal dimension of the transducer increases significantly, which increases its dimensions and weight. All of these factors reduce the operational characteristics of the converter.

Признаки, совпадающие с заявляемым объектом: плоский поршень, к которому прикреплена звуковая катушка, обмотка которой состоит из нескольких слоев изолированного медного провода. Концы катушки подсоединены к клеммным выводам и кабелю. Ось звуковой катушки совпадает с осевой линией магнитной системы, образованной из ферромагнитных полюсных элементов и цилиндрического постоянного магнита, установленных в герметичном корпусе; компенсирующий элемент расположен в лёгком негерметичном корпусе и соединён патрубком с объёмом герметичного корпуса.Signs coinciding with the claimed object: a flat piston to which a voice coil is attached, the winding of which consists of several layers of an insulated copper wire. The ends of the coil are connected to the terminal leads and the cable. The axis of the voice coil coincides with the axial line of the magnetic system formed of ferromagnetic pole elements and a cylindrical permanent magnet installed in a sealed enclosure; the compensating element is located in a light leaky casing and is connected by a pipe to the volume of the sealed casing.

Задачей данной полезной модели является расширение эксплуатационных возможностей преобразователя.The objective of this utility model is to expand the operational capabilities of the converter.

Для достижения технического результата в преобразователе, имеющем плоский поршень, к которому прикреплена звуковая катушка, обмотка которой состоит из нескольких слоев изолированного медного провода, концы катушки подсоединены к клеммным выводам и кабелю, ось звуковой катушки совпадает с осевой линией магнитной системы, образованной из внешнего и внутреннего ферромагнитных полюсных элементов и цилиндрического постоянного магнита, а также компенсатор давления, соединённый патрубком с внутренним объёмом герметичного корпуса, герметичный корпус выполнен из плоского основания с поперечными размерами большими, чем размер плоского поршня, и внешнего стаканообразного полюсного элемента, плоский поршень герметично крепится с помощью упругого элемента к выступу плоского основания, внутренний полюсный элемент имеет дополнительный цилиндрический выступ, являющийся направляющим элементом для звуковой катушки, которая в нижней своей части имеет цилиндрический выступ, соприкасающийся с зазором с внутренней цилиндрической поверхностью внешнего полюсного элемента, компенсатор давления выполнен в виде резинового пустотелого тороида, расположенного вокруг внешнего стаканообразного полюсного элемента и закрытого легким негерметичным корпусом; в плоском основании дополнительно установлен нормально закрытый воздушный клапан.To achieve a technical result in a transducer having a flat piston, to which a voice coil is attached, the winding of which consists of several layers of insulated copper wire, the ends of the coil are connected to the terminal leads and the cable, the axis of the voice coil coincides with the axial line of the magnetic system formed from the external and internal ferromagnetic pole elements and a cylindrical permanent magnet, as well as a pressure compensator connected by a pipe to the internal volume of the sealed housing, seal The casing is made of a flat base with transverse dimensions larger than the size of the flat piston and an external cup-shaped pole element, the flat piston is hermetically attached to the protrusion of the flat base, the inner pole element has an additional cylindrical protrusion, which is a guiding element for the voice coil, which in its lower part has a cylindrical protrusion in contact with the gap with the inner cylindrical surface of the outer pole element, the pressure catcher is made in the form of a rubber hollow toroid located around an external glass-like pole element and closed by a light, non-hermetic housing; a normally closed air valve is additionally installed in the flat base.

Технический результат достигается тем, что продольный размер преобразователя определяется только размерами его герметичного корпуса, что позволяет уменьшить общие габариты и вес преобразователя, а дополнительный штуцер позволяет устанавливать давление внутри герметичного корпуса, соответствующее недеформируемому состоянию упругого элемента, при котором электромеханический коэффициент преобразователя имеет максимальную величину, а величина нелинейных искажений излучаемого акустического сигнала наименьшая.The technical result is achieved in that the longitudinal dimension of the transducer is determined only by the dimensions of its sealed enclosure, which allows reducing the overall dimensions and weight of the transducer, and the additional fitting allows you to set the pressure inside the sealed enclosure corresponding to the undeformable state of the elastic element at which the electromechanical coefficient of the transducer has a maximum value, and the amount of nonlinear distortion of the emitted acoustic signal is the smallest.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведена зависимость величины деформации b центра упругого элемента преобразователя - аналога от глубины r его расположения, на фиг. 2 - показано изменение величины электромеханического коэффициента для преобразователя - аналога в зависимости от глубины r его расположения, на фиг. 3 - вариант конструкции заявляемого гидроакустического низкочастотного преобразователя, на фиг. 4 показана фотография преобразователя, изготовленного в соответствии с заявляемым устройством, на фиг. 5 - спектр излучаемого акустического сигнала.The utility model is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows the dependence of the strain value b of the center of the elastic element of the transducer - analogue on the depth r of its location, in FIG. 2 - shows the change in the magnitude of the electromechanical coefficient for the transducer - analogue depending on the depth r of its location, in FIG. 3 - a design variant of the inventive hydroacoustic low-frequency transducer, FIG. 4 shows a photograph of a converter manufactured in accordance with the claimed device, FIG. 5 - spectrum of the emitted acoustic signal.

Гидроакустический низкочастотный преобразователь (фиг. 3) содержит плоский поршень 1, к которому прикреплена звуковая катушка 2, обмотка которой 3 состоит из нескольких слоев изолированного медного провода, концы катушки подсоединены к клеммным выводам и кабелю, ось звуковой катушки 2 совпадает с осевой линией магнитной системы, образованной из внешнего 4, внутреннего 5 ферромагнитных полюсных элементов и цилиндрического постоянного магнита 6, а также компенсатор давления 7, соединённый патрубком 8 с внутренним объёмом 9 герметичного корпуса, выполненного из плоского основания 10 с поперечными размерами большими, чем размер плоского поршня 1, и внешнего стаканообразного полюсного элемента 4; плоский поршень 1 герметично крепится с помощью упругого элемента 11 к выступу 12 плоского основания 10; внутренний полюсный элемент 5 имеет дополнительный цилиндрический выступ 13, являющийся направляющим элементом для звуковой катушки 2, которая в нижней своей части имеет цилиндрический выступ 14, соприкасающийся с зазором с внутренней цилиндрической поверхностью внешнего полюсного элемента 4; компенсатор давления 7 выполнен в виде резинового пустотелого тороида, расположенного вокруг внешнего стаканообразного полюсного элемента 4 и закрытого легким негерметичным корпусом 15; в плоском основании 10 дополнительно установлен нормально закрытый воздушный клапан 16, выходящий за пределы лёгкого корпуса 15.The hydroacoustic low-frequency transducer (Fig. 3) contains a flat piston 1, to which a voice coil 2 is attached, the winding of which 3 consists of several layers of insulated copper wire, the ends of the coil are connected to the terminal leads and the cable, the axis of the voice coil 2 coincides with the axial line of the magnetic system formed from outer 4, inner 5 ferromagnetic pole elements and a cylindrical permanent magnet 6, as well as a pressure compensator 7 connected by a pipe 8 with an internal volume 9 of a sealed housing a, made of a flat base 10 with transverse dimensions larger than the size of the flat piston 1, and the outer cup-shaped pole element 4; the flat piston 1 is hermetically fastened with an elastic element 11 to the protrusion 12 of the flat base 10; the inner pole element 5 has an additional cylindrical protrusion 13, which is a guiding element for the voice coil 2, which in its lower part has a cylindrical protrusion 14 in contact with the gap with the inner cylindrical surface of the outer pole element 4; the pressure compensator 7 is made in the form of a rubber hollow toroid located around the outer glass-shaped pole element 4 and closed by a light non-sealed housing 15; in the flat base 10 is additionally installed normally closed air valve 16, extending beyond the light housing 15.

В данном варианте конструкции гидроакустического низкочастотного преобразователя звуковая катушка 2 состоит из двух деталей - цилиндра 2 и втулки крепления 17, а также имеются дополнительные элементы, выполняющие вспомогательные функции. Это втулка 18, препятствующая смещению постоянного магнита 6, а также элементы крепления и герметизации (винты, гайки, резиновые прокладки).In this embodiment, the design of the hydroacoustic low-frequency transducer voice coil 2 consists of two parts - cylinder 2 and the mounting sleeve 17, and there are additional elements that perform auxiliary functions. This is the sleeve 18, preventing the displacement of the permanent magnet 6, as well as fastening and sealing elements (screws, nuts, rubber gaskets).

При сборке преобразователя внешний полюсный элемент 4 и выступ 12 привариваются к плоскому основанию 10. Затем в полюсный элемент 4 устанавливают втулку 18, постоянный магнит 6 и внутренний полюсный элемент 5. Собирают звуковую катушку и подпаивают выводы её обмотки 3 к клеммным выводам и кабелю, выходящему через герметизирующий ввод, установленный в плоском основании 10 (на фиг. 3 эти элементы не показаны). Цилиндрические выступы 13 и 14 обеспечивают необходимое совпадение осей магнитной системы и звуковой катушки, а также её свободное перемещение вдоль продольной оси. К втулке 17 устанавливают герметизирующие прокладки, поршень 1 и упругий элемент 11, который прикрепляют к выступу 12 также с использованием герметизирующих прокладок. Таким образом, в преобразователе формируется объём 9 герметичного корпуса. Затем устанавливают нормально закрытый воздушный клапан 16, патрубок 8, компенсатор давления 7 и лёгкий корпус 15.When assembling the transducer, the external pole element 4 and the protrusion 12 are welded to the flat base 10. Then, the sleeve 18, the permanent magnet 6 and the internal pole element 5 are installed in the pole element 4. The voice coil is assembled and the conclusions of its winding 3 are soldered to the terminal leads and the cable exiting through a sealing entry installed in a flat base 10 (these elements are not shown in FIG. 3). The cylindrical protrusions 13 and 14 provide the necessary coincidence of the axes of the magnetic system and the voice coil, as well as its free movement along the longitudinal axis. Sealing gaskets, a piston 1 and an elastic element 11 are mounted to the sleeve 17, which are also attached to the protrusion 12 using sealing gaskets. Thus, the volume 9 of the sealed housing is formed in the converter. Then install a normally closed air valve 16, pipe 8, pressure compensator 7 and lightweight housing 15.

Витки обмотки 3 звуковой катушки 2 находятся в кольцевом зазоре магнитной системы между полюсными элементами 4 и 5. При протекании через катушку электрического тока образующееся при этом магнитное поле взаимодействует с постоянным магнитным полем магнитной системы, возникающая при этом сила передаётся от звуковой катушки на поршень 1 и упругий элемент 11, вызывая их смещение. Поршень 1 и упругий элемент 11 контактируют с водой и при своём перемещении возбуждают в ней акустический сигнал, распространяющийся в воде.The turns of the winding 3 of the voice coil 2 are located in the annular gap of the magnetic system between the pole elements 4 and 5. When an electric current flows through the coil, the magnetic field generated in this case interacts with the constant magnetic field of the magnetic system, the resulting force is transmitted from the voice coil to the piston 1 and elastic element 11, causing their displacement. The piston 1 and the elastic element 11 are in contact with water and when moving, they generate an acoustic signal propagating in it.

При увеличении глубины погружения преобразователя гидростатическое давление воды сжимает компенсатор давления 7, давление в нём повышается, и деформация компенсатора происходит до тех пор, пока давление газа внутри него не сравняется с гидростатическим давлением воды. Так как упругость элемента 11 соизмерима с упругостью компенсатора давления 7, то при этом происходит одновременно и деформация упругого элемента 11, что вызывает в соответствии с выражениями (4, 7) уменьшение электромеханического коэффициента преобразователя и повышение нелинейных искажений излучаемого акустического сигнала. Для устранения этих эффектов при установлении преобразователя на рабочую глубину к воздушному клапану 16 подключают шланг, повышают давление газа в шланге, нормально закрытый воздушный клапан 16 открывается, и дополнительный газ поступает в герметичный объём 9 преобразователя. При этом упругий элемент 11 устанавливается в нейтральное состояние и параметры преобразователя восстанавливаются. Для контроля при выполнении этой операции на звуковую катушку 2 преобразователя подают гармонический сигнал с частотой, находящейся в диапазоне 100-1000 Гц, и одновременно регистрируют уровень и спектр акустического сигнала, излучаемого преобразователем. Увеличение давления газа в герметичном объёме преобразователя выполняют до тех пор, пока не получат наибольшее звуковое давление излучаемого акустического сигнала и наименьший уровень его высших гармонических составляющих. Это будет выполняться при приведении упругого элемента 11 в нейтральное состояние.As the immersion depth of the transducer increases, the hydrostatic pressure of the water compresses the pressure compensator 7, the pressure in it increases, and the compensator deforms until the gas pressure inside it is equal to the hydrostatic pressure of the water. Since the elasticity of the element 11 is commensurate with the elasticity of the pressure compensator 7, the deformation of the elastic element 11 occurs simultaneously, which causes, in accordance with expressions (4, 7), a decrease in the electromechanical coefficient of the transducer and an increase in the nonlinear distortion of the emitted acoustic signal. To eliminate these effects, when the converter is installed at a working depth, a hose is connected to the air valve 16, the gas pressure in the hose is increased, the normally closed air valve 16 opens, and additional gas enters the sealed volume 9 of the converter. In this case, the elastic element 11 is set to a neutral state and the parameters of the converter are restored. To control when performing this operation, a harmonic signal with a frequency in the range of 100-1000 Hz is supplied to the voice coil 2 of the transducer, and at the same time, the level and spectrum of the acoustic signal emitted by the transducer are recorded. The increase in gas pressure in the sealed volume of the transducer is performed until the highest sound pressure of the emitted acoustic signal and the lowest level of its highest harmonic components are obtained. This will be done when the elastic element 11 is brought into a neutral state.

Таким образом, изменение конструкции заявляемого гидроакустического низкочастотного преобразователя, по сравнению с имеющимися аналогами, а именно, выполнение компенсатора давления тороидальной формы и установка дополнительного нормально закрытого воздушного клапана, позволили уменьшить габариты и вес преобразователя, а также выполнять дополнительную регулировку давления газа внутри преобразователя, устанавливающую его упругий элемент в нейтральное положение, соответствующее наиболее эффективной работе преобразователя. Выполненные изменения отвечают критериям новизны и полезности.Thus, a change in the design of the inventive hydroacoustic low-frequency transducer, compared with existing analogues, namely, the implementation of a toroidal pressure compensator and the installation of an additional normally closed air valve, allowed to reduce the size and weight of the transducer, as well as perform additional adjustment of the gas pressure inside the transducer, setting its elastic element in a neutral position corresponding to the most efficient operation of the transducer. The changes made meet the criteria of novelty and utility.

Реализация заявляемого преобразователя не вызывает затруднений. Были разработаны и изготовлены макеты гидроакустических низкочастотных преобразователей с конструктивными особенностями в соответствии с фиг. 3, которые были испытаны на открытом водоёме, для целей воздействия на рыб. На фиг. 4 показана фотография одного из этих преобразователей. Испытания показали правильность предложенных технических решений, использованных при разработке и изготовлении преобразователей. На фиг. 5 показан спектр акустического сигнала, излучаемого преобразователем для случая, когда давление газа внутри преобразователя превышает наружное давление, действующее на преобразователь. При выравнивании этих давлений уровень основной гармоники акустического сигнала увеличивался, а уровни высших гармоник - уменьшались.The implementation of the inventive Converter does not cause difficulties. Mock-ups of hydroacoustic low-frequency transducers with design features in accordance with FIG. 3 that have been tested in open water for impact on fish. In FIG. 4 shows a photograph of one of these transducers. Tests have shown the correctness of the proposed technical solutions used in the design and manufacture of converters. In FIG. 5 shows the spectrum of the acoustic signal emitted by the transducer for the case when the gas pressure inside the transducer exceeds the external pressure acting on the transducer. When these pressures were equalized, the level of the fundamental harmonic of the acoustic signal increased, and the levels of higher harmonics decreased.

Возможны различные модификации предлагаемого преобразователя. Так постоянный магнит может быть выполнен в виде цилиндра, кольца или любой другой формы, имеющей две параллельные грани с разными полюсами. Материал магнита также может быть любой: ферриты, сплавы на основе кобальта, неодима. Для предотвращения конденсации влаги при перепадах температуры во внутренний замкнутый объём преобразователя может закачиваться осушенный воздух, азот, аргон или любой другой газ, не содержащий водяных паров. Для этих целей внутри преобразователя дополнительно может располагаться поглотитель влаги на основе силикагеля или активированного цеолита. Поршень 1 преобразователя может располагаться внутри или снаружи упругого элемента и иметь любую необходимую форму и размеры. Плоское основание также может быть выполнено в виде круга, эллипса, квадрата или прямоугольника.Various modifications of the proposed converter are possible. So the permanent magnet can be made in the form of a cylinder, ring or any other shape having two parallel faces with different poles. The magnet material can also be any: ferrites, alloys based on cobalt, neodymium. To prevent moisture condensation during temperature changes, dried air, nitrogen, argon or any other gas that does not contain water vapor can be pumped into the internal closed volume of the converter. For these purposes, a moisture absorber based on silica gel or activated zeolite can additionally be located inside the converter. The piston 1 of the Converter can be located inside or outside the elastic element and have any desired shape and size. A flat base can also be made in the form of a circle, ellipse, square or rectangle.

Источники информацииInformation sources

1. Свердлин Г.М. «Гидроакустические преобразователи и антенны». - Л.: Судостроение, 1980. - 232 с.1. Sverdlin G.M. "Hydroacoustic transducers and antennas." - L .: Shipbuilding, 1980 .-- 232 p.

2. Римский-Корсаков А.В., Ямщиков В.С., Жулин В.И., Рехтман В.И. Акустические подводные низкочастотные излучатели. - Л.: Судостроение, 1984, - 184 с.2. Rimsky-Korsakov A.V., Yamshchikov V.S., Zhulin V.I., Rekhtman V.I. Acoustic underwater low-frequency emitters. - L .: Shipbuilding, 1984, - 184 p.

3. Патент US 3670299 «Speaker device for sound reproduction in liquid medium», МПК G01S 1/72, G01V 1/00. Заявлено 25.03.1970. Опубликовано 13.06.1972.3. Patent US 3670299 "Speaker device for sound reproduction in liquid medium", IPC G01S 1/72, G01V 1/00. Stated March 25, 1970. Published 06/13/1972.

4. Сайты www.electrovoice.com, http://www.electrovoice.ru/spk_uw30.html4. Sites www.electrovoice.com, http://www.electrovoice.ru/spk_uw30.html

5. Тимошенко С.П., Войновский-Кригер С. Пластины и оболочки. Перевод с английского В.И. Контовта под ред. Шапиро Г.С. Наука. М. 1966, - 635 с.5. Timoshenko SP, Voinovsky-Krieger S. Plates and shells. Translation from English V.I. Kontovta under the editorship of Shapiro G.S. The science. M. 1966, - 635 s.

6. Пономарёв С.Д., Андреева Л.Е. Расчёт упругих элементов машин и приборов. М.: Машиностроение, 1980. - 327 с.6. Ponomarev S.D., Andreeva L.E. Calculation of the elastic elements of machines and devices. M.: Mechanical Engineering, 1980 .-- 327 p.

7. Патент RU 1840758 «Газовый компенсатор для глубоководных приборов». МПК G01S 7/52, F16K 16/02. Заявка 1534957/09 от 24.05.1971. Опубл. 27.04.2009.7. Patent RU 1840758 "Gas compensator for deep-sea devices." IPC G01S 7/52, F16K 16/02. Application 1534957/09 from 05.24.1971. Publ. 04/27/2009.

8. Патент RU 1840764 «Газовый компенсатор». МПК G01S 7/52. Заявка 1516758/09 от 23.03.1970. Опубл. 27.04.2009.8. Patent RU 1840764 "Gas compensator". IPC G01S 7/52. Application 1516758/09 from 03/23/1970. Publ. 04/27/2009.

9. Патент JP 2005210152 «Компенсатор давления для подводного аппарата». МПК G01S 7/521, H04R 1/44. Заявка JP 20040011348 от 20.01.2004. Опубл. 04.08.2005.9. Patent JP 2005210152 “Pressure compensator for underwater vehicle”. IPC G01S 7/521, H04R 1/44. Application JP 20040011348 from 01.20.2004. Publ. 08/04/2005.

10. Патент US 3345607 «Underwater transducer». МПК G01S 7/52, H04R 1/44. Заявка от 24.09.1965. Опубл. 03.10.1967.10. Patent US 3345607 "Underwater transducer". IPC G01S 7/52, H04R 1/44. Application from 09.24.1965. Publ. 10/03/1967.

11. Патент DE 60014351 «Systeme und verfahren

Figure 00000008
den passiven druckausgleich
Figure 00000008
akustische sensoren». МПК G10K 11/00. Заявка от 10.03.2000. Опубл. 31.01.2003.11. Patent DE 60014351 "Systeme und verfahren
Figure 00000008
den passiven druckausgleich
Figure 00000008
akustische sensoren. " IPC G10K 11/00. Application dated 10.03.2000. Publ. 01/31/2003.

12. Патент US 4763307 «Wide-range audio frequency underwater transducer». МПК H04R 13/00. Заявка от 20.01.1987. Опубл. 09.08.1988.12. US patent 4763307 "Wide-range audio frequency underwater transducer". IPC H04R 13/00. Application from 01/20/1987. Publ. 08/09/1988.

Claims (1)

Гидроакустический низкочастотный преобразователь, имеющий плоский поршень, к которому прикреплена звуковая катушка, обмотка которой состоит из нескольких слоев изолированного медного провода, концы катушки подсоединены к клеммным выводам и кабелю, ось звуковой катушки совпадает с осевой линией магнитной системы, образованной из внешнего и внутреннего ферромагнитных полюсных элементов и цилиндрического постоянного магнита, а также компенсатор давления, соединённый патрубком с внутренним объёмом герметичного корпуса, отличающийся тем, что герметичный корпус выполнен из плоского основания с поперечными размерами, большими, чем размер плоского поршня, и внешнего стаканообразного полюсного элемента, плоский поршень герметично крепится с помощью упругого элемента к выступу плоского основания, внутренний полюсный элемент имеет дополнительный цилиндрический выступ, являющийся направляющим элементом для звуковой катушки, которая в нижней своей части имеет цилиндрический выступ, соприкасающийся с зазором с внутренней цилиндрической поверхностью внешнего полюсного элемента, компенсатор давления выполнен в виде резинового пустотелого тороида, расположенного вокруг внешнего стаканообразного полюсного элемента и закрытого легким негерметичным корпусом; в плоском основании дополнительно установлен нормально закрытый воздушный клапан.A hydroacoustic low-frequency transducer having a flat piston to which a voice coil is attached, the winding of which consists of several layers of insulated copper wire, the ends of the coil are connected to the terminal leads and the cable, the axis of the voice coil coincides with the axial line of the magnetic system formed from the external and internal ferromagnetic pole elements and a cylindrical permanent magnet, as well as a pressure compensator connected by a pipe to the internal volume of the sealed housing, characterized by Ie, that the sealed housing is made of a flat base with transverse dimensions larger than the size of the flat piston and an external cup-shaped pole element, the flat piston is hermetically attached to the protrusion of the flat base with an elastic element, the inner pole element has an additional cylindrical protrusion, which is a guiding element for a voice coil, which in its lower part has a cylindrical protrusion in contact with the gap with the inner cylindrical surface of the outer pole element, pressure compensator is made in the form of a rubber hollow toroid located around an external glass-like pole element and closed by a light, non-sealed housing; a normally closed air valve is additionally installed in the flat base.
RU2016144250U 2016-11-10 2016-11-10 HYDROACOUSTIC LOW FREQUENCY CONVERTER RU168944U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016144250U RU168944U1 (en) 2016-11-10 2016-11-10 HYDROACOUSTIC LOW FREQUENCY CONVERTER

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016144250U RU168944U1 (en) 2016-11-10 2016-11-10 HYDROACOUSTIC LOW FREQUENCY CONVERTER

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU168944U1 true RU168944U1 (en) 2017-02-28

Family

ID=58449484

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016144250U RU168944U1 (en) 2016-11-10 2016-11-10 HYDROACOUSTIC LOW FREQUENCY CONVERTER

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU168944U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU195926U1 (en) * 2019-08-23 2020-02-11 Илья Анатольевич Фабричнов Acoustic transducer for underwater intercom
CN112216262A (en) * 2020-10-14 2021-01-12 西安交通大学 Superstructure underwater acoustic emission transducer

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2977573A (en) * 1952-12-30 1961-03-28 Bell Telephone Labor Inc Pressure compensated underwater transducer
US3940575A (en) * 1975-03-03 1976-02-24 Cbs Inc. Directional microphone
US4868799A (en) * 1988-10-11 1989-09-19 Frank Massa Means for equalizing the internal pressure in an underwater transducer employing a vibratile piston to permit operation of the transducer at water depths in excess of a few hundred feet
WO2000047013A1 (en) * 1999-02-06 2000-08-10 New Transducers Limited Vibration exciter for creating bending wave vibration
US20050184607A1 (en) * 2004-02-20 2005-08-25 Yuichi Nakajima Exciter for directly vibrating board
US20080053745A1 (en) * 2006-08-30 2008-03-06 Takumu Tada Electroacoustic transducer and diaphragm
JP2008103884A (en) * 2006-10-18 2008-05-01 Pioneer Electronic Corp Speaker driving device and speaker apparatus
JP2011035812A (en) * 2009-08-05 2011-02-17 Foster Electric Co Ltd Loudspeaker device
US20120051188A1 (en) * 2010-08-26 2012-03-01 Graber Curtis E Submersible electro-dynamic acoustic projector

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2977573A (en) * 1952-12-30 1961-03-28 Bell Telephone Labor Inc Pressure compensated underwater transducer
US3940575A (en) * 1975-03-03 1976-02-24 Cbs Inc. Directional microphone
US4868799A (en) * 1988-10-11 1989-09-19 Frank Massa Means for equalizing the internal pressure in an underwater transducer employing a vibratile piston to permit operation of the transducer at water depths in excess of a few hundred feet
WO2000047013A1 (en) * 1999-02-06 2000-08-10 New Transducers Limited Vibration exciter for creating bending wave vibration
US20050184607A1 (en) * 2004-02-20 2005-08-25 Yuichi Nakajima Exciter for directly vibrating board
US20080053745A1 (en) * 2006-08-30 2008-03-06 Takumu Tada Electroacoustic transducer and diaphragm
JP2008103884A (en) * 2006-10-18 2008-05-01 Pioneer Electronic Corp Speaker driving device and speaker apparatus
JP2011035812A (en) * 2009-08-05 2011-02-17 Foster Electric Co Ltd Loudspeaker device
US20120051188A1 (en) * 2010-08-26 2012-03-01 Graber Curtis E Submersible electro-dynamic acoustic projector

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU195926U1 (en) * 2019-08-23 2020-02-11 Илья Анатольевич Фабричнов Acoustic transducer for underwater intercom
CN112216262A (en) * 2020-10-14 2021-01-12 西安交通大学 Superstructure underwater acoustic emission transducer
CN112216262B (en) * 2020-10-14 2024-05-24 西安交通大学 Super-structure underwater sound emission transducer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8488415B2 (en) Submersible electro-dynamic acoustic projector
CN101964185B (en) Ultra-wideband underwater acoustic transducer
US5062089A (en) Sonar projector with liquid mass loading for operation at lower frequency
RU168944U1 (en) HYDROACOUSTIC LOW FREQUENCY CONVERTER
EP3761664B1 (en) Underwater subwoofer and clusters
US3978940A (en) Acoustic source
CN111822314B (en) Electromagnetic suction type underwater acoustic transducer based on gas spring and control method
CN108435523B (en) Water drop type flextensional transducer
US3382841A (en) Flexural disc transducer
US2977573A (en) Pressure compensated underwater transducer
CN210304435U (en) Underwater very low frequency broadband sound source
CN110420824B (en) Underwater sound source
US3541502A (en) Deep submergence transducer
JPH01311799A (en) Liquid-operated driving speaker and speaker driving device
US4001765A (en) Pressure compensating sound transducer apparatus
RU195926U1 (en) Acoustic transducer for underwater intercom
CN101819769A (en) Hydroacoustic standing-wave sound field forming apparatus
CN116631363A (en) Underwater sound source
CN112954578B (en) Vibration balance type low-noise deep sea hydrophone and manufacturing method thereof
CN115855232A (en) Swimming bladder bionic amphibious optical fiber ocean acoustic sensor
JPH11266496A (en) Ultra-magnetostriction speaker
JP3617104B2 (en) Pressure equalizing device for underwater sound source
CN109005492B (en) MEMS secondary acoustic impedance matching matrix microphone structure and method for monitoring noise of travel environment
CN210202082U (en) Kitchen loudspeaker
WO2012095780A1 (en) Underwater sound generator

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20201111