RU1796065C - Способ управлени энергетической эффективностью параметрического источника звука - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к гидроакустике и может быть использовано в параметрических источниках звука дл  создани  высокоэффективного акустического излучени  в широкой полосе частот, Цель изобретени  - повышение энергетической эффективности параметрического излучени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе, включающем формирование в дальней зоне параметрического источника звука однородного пузырькового сло  многорадиусных пузырьков, резонансных частот волн накачки, путем электролиза воды на поверхности звукопровод щей электропровод щей пластины и облучение его волнами накачки, дополнительно пластину выполн ют оптически абсолютно жесткой, тыльную сторону ее изолируют от воды и используют формирующеес  на слое пограничных пузырьков акустическое излучение различной частоты в направлении,противоположном направлению излучени  волн накачки . 2 ил. ел с

Description

Изобретение относитс  к гидроакустике и может быть использовано в параметрических источниках звука дл  создани  высокоэффективного акустического излучени  в широкой полосе частот.

Известен способ повышени  энергетической эффективности преобразовани  энергии волн накачки в энергию волны разностной частоты (ВРЧ), заключающийс  в введении в дальнюю зону параметрического источника (ПИ) звука пузырькового сло  с повышенным параметром акустической нелинейности и облучении его волнами накачки . В этом случае преобразование энергии волн накачки в энергию ВРЧ происходит в основном в объеме озвученного участка пузырькового сло , параметр нелинейности которого значительно превышает параметр нелинейности чистой вбды. Озвученный волнами накачки участок пузырькового сло  работает как плоский излучатель с неоднородным распределением амплитуды и фазы, который формирует акустическое излучение разностной частоты с одинаковой эффективностью как вперед - по направлению излучени  волн накачки, так и назад - против направлени  излучени  волн накачки.

Недостатком данного способа  вл етс  мала  энергетическа  эффективность преобразовани  энергии волн накачки в энергию ВРЧ и больша  нестабильность параметров формирующегос  низкочастотного

ю о о о ел

со

излучени  разностной частоты во времени, что обуславливаетс  неоптимальностыо структуры формируемого сло  всплывающих газовых пузырьков различного размера ..

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  способ повышени  энергетической эффективности параметрического источника звука, заключающийс  в формировании в дальней зоне ПИ звука однородного пузырькового сло  с оптимальной структурой путем электролиза воды на звукопровод щей электропровод щей пластине и облучение его волнами накачки . В этом случае на поверхности звукопровод щей токопровод щей пластины , расположенной в дальней зоне ПИ звука , формируетс  тонкий однородный слой электролизных монорадиусных пузырьков, резонансных частоте волн накачки, которые располагаютс  близко друг к другу в одной плоскости, Большой концентрацией монорадиусных пузырьков в пределах толщины сло , равной диаметру пузырька, резонансного частоте волн накачки, обусловлен рост акустической нелинейности формируемого сло  приграничных пузырьков (СПП) по сравнению, с нелинейностью сло  всплывающих пузырьков различных размеров, используемого в известном техническом решении, который в свою очередь вызывает рост эффективности преобразовани  энергии волн накачки в энергию ВРЧ.

Недостатком известного технического решени   вл етс  то, что часть формируемого слоем приграничных пузырьков, обра- щенных к излучателю акустического излучени  разностной частоты затухает при его распространении вперед по направлению излучени  волн накачки как на материале самой пластины, так и на слое приграничных пузырьков, который формируетс  на противоположной стороне пла- стины, а формируемое СПП, обращенным к излучателю, акустическое излучение разностной частоты назад в направлении противоположном направлению излучени  волн накачки, которое  вл етс  энергетически наиболее выгодным, поскольку не претерпевает затухани  на указанных выше сло х, вовсе не используетс .

Целью изобретени   вл етс  повышение энергетической эффективности параметрического излучени .

Поставленна  цель достигаетс  за счет того, что в способе повышени  энергетической эффективности параметрического источника звука, включающем формирование в его дальней зоне однородного пузырькового сло  монорадиусных пузырьков, резонансных частоте волн накачки, путем электролиза воды на поверхности звукопровод щей электропровод щей пластины и облучение его волнами накачки, пластину

выполн ют акустически абсолютно жесткой , тыльную сторону ее изолируют от.воды и используют формирующеес  на слое приграничных пузырьков акустическое излучение разностной частоты в направлении

противоположном направлению излучени  волн накачки.

На фиг. 1 приведена структурна  схема устройства дл  реализации способа; на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн ющие работу устройства.

Способ включает следующие операции: формирование в дальней зоне параметрического источника однородного сло  монорадиусных приграничных пузырьков,

резонансных частоте волн накачки, путем электролиза воды на поверхности, электропровод щей акустически абсолютно жесткой изолированной с тыльной стороны от воды пластине; облучение сформированного пузырькового сло  волнами накачки; использование формирующегос  на слое приграничных пузырьков акустического излучени  разностной частоты в направлении противоположном направлению излучени 

волн накачки.

Устройство дл  реализации способа содержит; 1 - синхронизатор; 2 - схема задержки; 3, 4 - формирователь пр моугольных импульсов; 5, 6 - генератор гармонических

колебаний;7,8,13-импульсныймодул тор; 9,10- усилитель мощности; 11 - излучатель накачки; 12 - источник посто нного напр жени ; 14 - усилитель посто нного тока; 15, 16 - электролизные пластины.

Устройство работает следующим образом . На выходе синхронизатора 1 формируютс  синхроимпульсы Hi, синхронизирующие работу всего ПИ звука. Задними фронтами синхроимпульсов

запускаетс  схема задержки 2, формирующа  на св.оем выходе видеоимпульсы Лг длительностью Тзэд., равной временному промежутку, необходимому дл  формировани  оптимальной структуры пузырькового

сло , при которой достигаетс  максимальный рост уровн  звукового давлени  в фор- мирующемс  излучении разностной частоты, задними фронтами которых запускаетс  первый формирователь 3 пр мо5 угольных импульсов, формирующий на своем выходе видеоимпульсы Из с длительностью равной. излучаемых импульсов накачки. Задними фронтами синхроимпульсов V запускаетс  также второй формирователь 4 пр моугольных импульсов, формирующий на своем выходе видеоимпульсы l/1/j с длительностью г , равной длительности подаваемых на электролизные пластины импульсных напр жений. Непрерывные колебани  с частотами fi и f2, формируемые на выходах генераторов гармонических колебаний 5 и 6 поступают на сигнальные входы импульсных модул торов 7 и 8, на выходах которых под воздей- ствием видеоимпульсов Из, поступающих на их управл емые входы, формируютс  радиоимпульсы с гармоническим заполнением ИБ и Не, которые усиливаютс  усилителем мощности 9 и 10 и излучаютс  в водную среду излучателем накачки 11. Перед излучением волн накачки с частотами f i и f2 в результате нелинейного взаимодействи  которых в воде формируетс  ВРЧ fi-f2, сначала с помощью источника посто нного напр жени  12, третьего импульсного модул тора 13 и усилител  посто нного тока 14 формируетс  импульсное напр жение длительностью г, которое подаетс  на электролизные пластины 15 и 16 в результате чего в области взаимодействи  волн накачки формируетс  слой приграничных пузырьков , обладающий повышенным параметром нелинейности. Озвученный волнами накачки участок СПП формирует акустическое излучение разностной частоты, которое отража сь в фазе от акустически жесткой поверхности токопровод щей первой пластины с коэффициентом отражени  равным 1 не претерпевает затухани  на слое материала акустически жесткой пластины и диэлектрического покрыти ,которое наноситс  на тыльную сторону пластины. Тем самым повышаетс  эффективность преобразовани  энергии волн накачки в энергию ВРЧ.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ управлени  энергетической эффективностью параметрического источника звука, включающий формирование в его дальней зоне однородного сло  газовых пу- .зырьков, резонансных частоте волн накачки путем электролиза воды на поверхности звукопровод щей электропровод щей пластины и облучение его волнами накачки, о тФиг . 1

   личающийс  тем, что, с целью повышени  энергетической эффективности параметрического излучени , пластину выполн ют акустически жесткой, тыльную сторону ее изолируют от воды и используют формирующеес  на слое приграничных пузырьков параметрическое излучение в направлении, противоположном направлению излучени  волн накачки.

   П

   €

   Ги

   Нт

   Фиг. 2