RU2569201C1 - Комбинированный гидроакустический приемник - Google Patents
Комбинированный гидроакустический приемник Download PDFInfo
- Publication number
- RU2569201C1 RU2569201C1 RU2014126046/28A RU2014126046A RU2569201C1 RU 2569201 C1 RU2569201 C1 RU 2569201C1 RU 2014126046/28 A RU2014126046/28 A RU 2014126046/28A RU 2014126046 A RU2014126046 A RU 2014126046A RU 2569201 C1 RU2569201 C1 RU 2569201C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piezoelectric elements
- adder
- elements
- channel
- hydroacoustic receiver
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Изобретение относится к метрологии, в частности к измерительным средствам, используемым в гидроакустике. Гидроакустический приемник содержит сферический корпус с элементами упругого подвеса, пьезоэлементы и груз, контактирующий с корпусом через пьезоэлементы, установленные на одинаковых расстояниях от центра корпуса по трем взаимно ортогональным осям по два пьезоэлемента на каждый канал. Также устройство содержит регистраторы трех компонент колебательной скорости и звукового давления, сумматор, три вычитающих устройства и шесть предварительных усилителей, три из которых выполнены с регулируемым коэффициентом усиления. При этом все пьезоэлементы выполнены с одинаковой полярностью, в каждый канал входят предварительный усилитель и предварительный усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, положительные электроды каждой пары пьезоэлементов соединены через усилители с входами соответствующего вычитающего устройства и подключены к входам сумматора, а отрицательные соединены с землей. При этом выходы вычитающих устройств подключены к входам регистраторов, соответствующих компонент колебательной скорости, а выход сумматора - к регистратору звукового давления. Технический результат - упрощение конструкции. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной технике и гидроакустике и может быть использовано для измерения интенсивности гидроакустических шумов в натурных условиях.
Известен комбинированный гидроакустический приемник (КГП), содержащий гидрофон и приемник градиента давления, в состав которого входят сферический полый корпус, пьезоэлементы и груз, контактирующий с корпусом через пьезоэлементы, установленные на одинаковых расстояниях от центра сферического корпуса по трем взаимно ортогональным осям по два пьезоэлемента на каждый канал, а также регистраторы трех компонент колебательной скорости и звукового давления / А. С. СССР №1014154, кл. H04R 1/06, 1983/.
Данный КГП принят за прототип.
Недостатком прототипа является наличие в первичном преобразователе КГП пространственно разнесенных гидрофона и трех приемников компонент колебательной скорости звуковой волны.
Это усложняет конструкцию первичного преобразователя и вносит погрешности в результаты измерений.
Техническим результатом, получаемым от внедрения изобретения, является упрощение первичного преобразователя КГП за счет устранения из его конструкции гидрофона без потери измерительной информации о параметрах звуковой волны.
Данный технический результат достигают за счет того, что известный комбинированный гидроакустический приемник, содержащий сферический полый корпус с элементами упругого подвеса, пьезоэлементы и груз, контактирующий с корпусом через пьезоэлементы, установленные на одинаковых расстояниях от центра сферического корпуса по трем взаимно ортогональным осям по два пьезоэлемента на каждый канал, а также регистраторы трех компонент колебательной скорости и звукового давления, дополнительно содержит сумматор, три вычитающих устройства по одному на каждый канал и шесть предварительных усилителей, три из которых выполнены с регулируемым коэффициентом усиления, при этом все пьезоэлементы выполнены с одинаковой полярностью, в каждый канал входят предварительный усилитель и предварительный усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, положительные электроды каждой пары пьезоэлементов соединены через соответствующие предварительные усилители с входами соответствующего вычитающего устройства и подключены к входам сумматора, а отрицательные соединены с землей, причем выходы вычитающих устройств подключены к входам регистраторов, соответствующих компонент колебательной скорости, а выход сумматора - к регистратору звукового давления.
КГП дополнительно может содержать конденсаторы, установленные на электрической плате, электрическая емкость которых равна электрической емкости соответствующего пьезоэлемента, при этом конденсаторы и пьезоэлементы каналов выполнены с возможностью их подключения к соответствующим усилителям.
Сферический корпус может быть расположен в корзине, выполненной из упругих колец, соединенных в ячейки. При этом упругие кольца корзины выполнены из резины.
Упругие элементы подвеса сферического корпуса могут быть выполнены из резины.
Изобретение поясняется чертежами: на фиг. 1 представлена схема приемника, на фиг. 2 - его электрическая схема.
КГП содержит центрально симметричный полый корпус 1, контактирующий как в прототипе с грузом 2 через пары пьезоэлементов 3, 4, 5, установленных на равных расстояниях от центра в трех взаимно ортогональных направлениях X, Y, Z по два на каждый измерительный канал (на фиг. 1 оцифрован только один пьезоэлемент 3, а на фиг. 2 оцифрованы все пьезоэлементы 3, 4, 5).
Корпус 1 соединен с элементами упругого подвеса 6.
КГП содержит также кабель 7 и разъем 8.
Сферический корпус 1 КГП расположен в корзине, выполненной из упругих колец, соединенных в ячейки из резины (на чертеже не показаны).
Упругие элементы подвеса также выполнены из резины и закреплены между жесткой рамой (отдельно не оцифрованной) и корпусом 1.
Электрическая схема (фиг. 2) КГП помимо пар пьезоэлементов 3, 4, 5 включает в себя шесть предварительных усилителей 9, 10, 11, 12, 13, 14, три из которых 9, 11, 13 выполнены с регулируемым коэффициентом усиления.
Имеется также три вычитающих устройства 15, 16, 17 и сумматор 18.
Схема электрических соединений представлена на фиг. 2.
Все пьезоэлементы КГП выполнены с одинаковой полярностью и соединены через предварительные усилители с входами вычитающих устройств.
Так положительные электроды пар пьезоэлементов 3 соединены через предварительные усилители 9, 10 с входами вычитающего устройства 15, выход которого подключен к регистратору канала колебательной скорости X (на фиг. 2 не показан).
Отрицательные электроды пьезоэлементов 3, 4, 5 попарно заземлены, как показано на фиг. 2 (на фиг. 1 показан заземляющий провод 19).
Аналогичные электрические соединения имеют место в каналах Y и Z.
Имеются также калибровочные конденсаторы, электрическая емкость которых равна электрической емкости соответствующего измерительного канала. При этом конденсаторы и пьезоэлементы каналов выполнены с возможностью их подключения к соответствующим усилителям каналов X, Y, Z.
КГП работает следующим образом.
Когда КГП находится в звуковой волне, на пьезоэлементы действует сила, складывающаяся из двух составляющих. Первая составляющая возникает из-за действия акустического давления, которое, деформируя корпус КГП, воздействует на пьезоэлементы. Вторая составляющая обусловлена действием акустического градиента давления, приводящего в движение КГП, при этом сила инерции груза воздействует на пьезоэлементы. Сигналы на пьезоэлементах, возникающие из-за действия давления, - одинаковой полярности. А сигналы, возникающие на паре пьезоэлементов, установленных вдоль каждой оси, - противоположной полярности.
Перед началом работы с помощью предварительных усилителей 9, 11, 13 устанавливаются одинаковые чувствительности пары преобразователей, установленных соответственно в каналах X, Y, Z.
В качестве тестового сигнала можно использовать, например, виброколебания (вибростенда).
Сигнал поступает после усилителей 9…14 на соответствующие вычитающие устройства 15, 16, 17. При этом после вычитающих устройств получаются сигналы Ux, Uy, Uz, пропорциональные величинам колебательных скоростей в звуковой волне в заданных направлениях X, Y, Z, а на выходе сумматора 18 формируется сигнал Up, пропорциональный уровню звукового давления.
Для оценки электрической составляющей собственного шума и проверки работоспособности КГП в натурных условиях по всем каналам предусмотрено подключение к соответствующим усилителям электрических эквивалентов пьезоэлементов - конденсаторов, дополнительно установленных на электрической плате, электрическая емкость которых равна емкости соответствующих пьезоэлементов.
Таким образом, в отличие от прототипа в данном КГП получают тот же объем измерительной информации без присутствия в его конструктивной схеме гидрофона. Чем достигается поставленный технический результат.
Claims (5)
1. Комбинированный гидроакустический приемник, содержащий сферический полый корпус с элементами упругого подвеса, пьезоэлементы и груз, контактирующий с корпусом через пьезоэлементы, установленные на одинаковых расстояниях от центра сферического корпуса по трем взаимно ортогональным осям по два пьезоэлемента на каждый канал, а также регистраторы трех компонент колебательной скорости и звукового давления, отличающийся тем, что дополнительно содержит сумматор, три вычитающих устройства по одному на каждый канал и шесть предварительных усилителей, три из которых выполнены с регулируемым коэффициентом усиления, при этом все пьезоэлементы выполнены с одинаковой полярностью, в каждый канал входят предварительный усилитель и предварительный усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, положительные электроды каждой пары пьезоэлементов соединены через соответствующие предварительные усилители с входами соответствующего вычитающего устройства и подключены к входам сумматора, а отрицательные соединены с землей, причем выходы вычитающих устройств подключены к входам регистраторов соответствующих компонент колебательной скорости, а выход сумматора - к регистратору звукового давления.
2. Комбинированный гидроакустический приемник по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно содержит конденсаторы, установленные на электрической плате, электрическая емкость которых равна электрической емкости соответствующего пьезоэлемента, при этом конденсаторы выполнены с возможностью их подключения к соответствующим усилителям.
3. Комбинированный гидроакустический приемник по п. 1, отличающийся тем, что сферический корпус расположен в корзине, выполненной из упругих колец, соединенных в ячейки.
4. Комбинированный гидроакустический приемник по п. 3, отличающийся тем, что упругие кольца корзины выполнены из резины.
5. Комбинированный гидроакустический приемник по п. 1, отличающийся тем, что упругие элементы подвеса сферического корпуса выполнены из резины.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014126046/28A RU2569201C1 (ru) | 2014-06-27 | 2014-06-27 | Комбинированный гидроакустический приемник |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014126046/28A RU2569201C1 (ru) | 2014-06-27 | 2014-06-27 | Комбинированный гидроакустический приемник |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2569201C1 true RU2569201C1 (ru) | 2015-11-20 |
Family
ID=54598357
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014126046/28A RU2569201C1 (ru) | 2014-06-27 | 2014-06-27 | Комбинированный гидроакустический приемник |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2569201C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU184568U1 (ru) * | 2018-07-23 | 2018-10-30 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) | Гидроакустический комбинированный приемник |
RU2687301C1 (ru) * | 2018-05-07 | 2019-05-13 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) | Трехкомпонентный векторно-скалярный приемник, линейная гидроакустическая антенна на его основе и способ формирования однонаправленной характеристики направленности тракта обнаружения источников подводных шумов |
RU2714866C1 (ru) * | 2018-08-22 | 2020-02-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Фордевинд" | Гидроакустический приемник для геофизической сейсмокосы |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3935575A (en) * | 1971-12-03 | 1976-01-27 | Fried. Krupp Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung | Circuitry for determining direction of impingement of a received signal |
US4119942A (en) * | 1975-07-08 | 1978-10-10 | Merklinger Harold M | Acoustic direction finder |
WO1991019996A1 (fr) * | 1990-06-15 | 1991-12-26 | Thomson-Csf | Procede de detection acoustique de signaux basses frequences |
RU89794U1 (ru) * | 2009-09-07 | 2009-12-10 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") | Комбинированный гидроакустический приемник |
JP2010212874A (ja) * | 2009-03-09 | 2010-09-24 | Technical Research & Development Institute Ministry Of Defence | カーディオイドハイドロホンとそれを用いたハイドロホン装置 |
RU106880U1 (ru) * | 2011-03-09 | 2011-07-27 | Учреждение Российской академии наук Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения РАН (ТОИ ДВО РАН) | Подводный планер для мониторинга векторных акустических полей |
RU125425U1 (ru) * | 2012-10-11 | 2013-02-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) | Комбинированный гидроакустический приемник |
RU2509320C1 (ru) * | 2012-11-16 | 2014-03-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) | Цифровой комбинированный векторный приемник с синтезированными каналами |
-
2014
- 2014-06-27 RU RU2014126046/28A patent/RU2569201C1/ru active IP Right Revival
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3935575A (en) * | 1971-12-03 | 1976-01-27 | Fried. Krupp Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung | Circuitry for determining direction of impingement of a received signal |
US4119942A (en) * | 1975-07-08 | 1978-10-10 | Merklinger Harold M | Acoustic direction finder |
WO1991019996A1 (fr) * | 1990-06-15 | 1991-12-26 | Thomson-Csf | Procede de detection acoustique de signaux basses frequences |
JP2010212874A (ja) * | 2009-03-09 | 2010-09-24 | Technical Research & Development Institute Ministry Of Defence | カーディオイドハイドロホンとそれを用いたハイドロホン装置 |
RU89794U1 (ru) * | 2009-09-07 | 2009-12-10 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") | Комбинированный гидроакустический приемник |
RU106880U1 (ru) * | 2011-03-09 | 2011-07-27 | Учреждение Российской академии наук Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения РАН (ТОИ ДВО РАН) | Подводный планер для мониторинга векторных акустических полей |
RU125425U1 (ru) * | 2012-10-11 | 2013-02-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) | Комбинированный гидроакустический приемник |
RU2509320C1 (ru) * | 2012-11-16 | 2014-03-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) | Цифровой комбинированный векторный приемник с синтезированными каналами |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2687301C1 (ru) * | 2018-05-07 | 2019-05-13 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) | Трехкомпонентный векторно-скалярный приемник, линейная гидроакустическая антенна на его основе и способ формирования однонаправленной характеристики направленности тракта обнаружения источников подводных шумов |
RU184568U1 (ru) * | 2018-07-23 | 2018-10-30 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева Дальневосточного отделения Российской академии наук (ТОИ ДВО РАН) | Гидроакустический комбинированный приемник |
RU2714866C1 (ru) * | 2018-08-22 | 2020-02-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Фордевинд" | Гидроакустический приемник для геофизической сейсмокосы |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3320580A (en) | Multipurpose piezoelectric transducer system | |
RU2569201C1 (ru) | Комбинированный гидроакустический приемник | |
US20110305108A1 (en) | Deghosting using measurement data from seismic sensors | |
RU2558678C1 (ru) | Стенд для исследования ударных нагрузок систем виброизоляции | |
RU2509320C1 (ru) | Цифровой комбинированный векторный приемник с синтезированными каналами | |
RU2650839C1 (ru) | Низкочастотный векторный акустический приемник | |
EP3850373A1 (en) | Multi-axis, single mass accelerometer | |
CN105550433B (zh) | 一种电容式微机械超声传感器特性分析方法 | |
RU89794U1 (ru) | Комбинированный гидроакустический приемник | |
RU2624791C1 (ru) | Двухкомпонентный приемник градиента давления и способ измерения градиента давления с его использованием | |
RU88237U1 (ru) | Комбинированный гидроакустический приемник | |
US3070996A (en) | Mechanical impedance meter | |
RU2546968C1 (ru) | Комбинированный гидроакустический приемник | |
US3181016A (en) | Piezoelectric transducer arrangement | |
JP2015075670A (ja) | ドラム | |
RU2128850C1 (ru) | Трехкомпонентный приемник акустических колебаний | |
Ahmad et al. | Design and characterization piezoelectric acoustic transducer for sonar application | |
US3222919A (en) | Mechanical impedance measuring system | |
US20120288113A1 (en) | Microphone | |
RU2582910C1 (ru) | Пьезоакселерометр | |
RU2566411C1 (ru) | Пьезоэлектрический акселерометр | |
US20130321039A1 (en) | Drive unit for measuring device and drive method therefor | |
CN107063438B (zh) | 基于压电效应的mems三维同振型矢量水听器 | |
Mu et al. | Design and test of a capacitance detection circuit based on a transimpedance amplifier | |
CN111174899B (zh) | 水雷自导头声学接收系统在空气中的测试装置及测试方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160628 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20190213 |