RU2805481C1 - Acoustic emitter for luring marine hydrobionts - Google Patents
Acoustic emitter for luring marine hydrobionts Download PDFInfo
- Publication number
- RU2805481C1 RU2805481C1 RU2022131758A RU2022131758A RU2805481C1 RU 2805481 C1 RU2805481 C1 RU 2805481C1 RU 2022131758 A RU2022131758 A RU 2022131758A RU 2022131758 A RU2022131758 A RU 2022131758A RU 2805481 C1 RU2805481 C1 RU 2805481C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- luring
- emitter
- acoustic emitter
- aquatic organisms
- frame
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано в устройствах излучения сигналов различной частоты. Может быть использовано для привлечения, отпугивания гидробионтов, как средство активного подавления шума, подводной томографии в качестве источника сигнала или в составе активной акустической решетки.The invention relates to the field of hydroacoustics and can be used in devices for emitting signals of various frequencies. Can be used to attract and repel aquatic organisms, as a means of active noise suppression, underwater tomography as a signal source or as part of an active acoustic array.
Уровень техникиState of the art
Из уровня техники известен акустический подводный электромагнитный излучатель (RU 57645 опубл. 27.10.2006), который представляет собой герметичный корпус, содержащий электромагнит, две пружины и излучающую пластину, при этом излучающая пластина подвижно установлена в одной из сторон корпуса и соединена с якорем электромагнита, а пружины установлены с возможностью вращения во взаимно противоположных направлениях вокруг осей, расположенных перпендикулярно направлению колебания излучающей пластины, соединены с излучающей пластиной через подшипники качения и имеют сечение, обеспечивающее заданное изменение жесткости в направлении полоскопараллельного колебания излучающей пластины.An acoustic underwater electromagnetic emitter is known from the prior art (RU 57645 publ. October 27, 2006), which is a sealed housing containing an electromagnet, two springs and a radiating plate, while the radiating plate is movably installed in one of the sides of the housing and connected to the armature of the electromagnet, and the springs are installed with the possibility of rotation in mutually opposite directions around axes located perpendicular to the direction of vibration of the radiating plate, connected to the radiating plate through rolling bearings and have a cross-section that provides a given change in rigidity in the direction of strip-parallel vibration of the radiating plate.
Наиболее близким к заявляемому является излучатель, состоящий из двух круглых выгнутых излучающих пластин, подвижно и герметично соединенных между собой через эластичное уплотнение. Внутри объема, образованного пластинами, расположен электромагнит. Половинки сердечника электромагнита с заданным зазором между собой закреплены на внутренней стороне излучающих пластин, обеспечивая заданную резонансную частоту излучения. С внешней стороны пластин расположены пружины, жестко закрепленные по центру к центру излучающих пластин, а по периферии между собой. Пружины представляют собой металлические полосы прямоугольного сечения, и предназначены для обеспечения необходимой жесткости подвески излучающих пластин для получения заданной частоты механического резонанса колеблющихся масс (Пенкин СИ. Разработка низкочастотных излучателей и их применение в технических системах для акустической томографии океана. Сб. Морские технологии. Вып.4. Владивосток: Дальнаука, 2001).The closest to the claimed one is a radiator consisting of two round curved radiating plates, movably and hermetically connected to each other through an elastic seal. An electromagnet is located inside the volume formed by the plates. The halves of the electromagnet core with a given gap between each other are fixed on the inner side of the radiating plates, providing a given resonant frequency of the radiation. On the outer side of the plates there are springs, rigidly fixed in the center to the center of the radiating plates, and along the periphery to each other. The springs are metal strips of rectangular cross-section, and are designed to provide the necessary rigidity of the suspension of the radiating plates to obtain a given frequency of the mechanical resonance of the oscillating masses (Penkin SI. Development of low-frequency emitters and their use in technical systems for acoustic tomography of the ocean. Sat. Marine technologies. Vol. 4. Vladivostok: Dalnauka, 2001).
Однако конструкция известного излучателя позволяет генерировать звук одной частоты с возможностью изменения ее на уровне 0,707, примерно ±15%, от центральной. В данных излучателях для изменения частоты излучения также необходимо изменить жесткость подвески излучающих пластин, что возможно только изменив жесткость пружин путем их замены, что требует разборки излучателя.However, the design of the known emitter makes it possible to generate sound of one frequency with the possibility of changing it at a level of 0.707, approximately ±15%, from the central one. In these emitters, to change the radiation frequency, it is also necessary to change the suspension rigidity of the radiating plates, which is only possible by changing the stiffness of the springs by replacing them, which requires disassembling the emitter.
Раскрытие изобретенияDisclosure of the Invention
Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является создание акустического излучателя с возможностью создания сложномодулированных колебаний широкого спектра и изменения частоты колебаний без риска перегрузки в пределах заявленного диапазона и без разборки излучателя.The problem to be solved by the claimed invention is the creation of an acoustic emitter with the ability to create complexly modulated oscillations of a wide spectrum and change the oscillation frequency without the risk of overload within the declared range and without disassembling the emitter.
Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении надежности работы излучателя при упрощении реализации назначения.The technical result of the claimed invention is to increase the reliability of the emitter while simplifying the implementation of the purpose.
Технический результат достигается за счет того, что заявлен акустический излучатель для приманивания морских гидробионтов, который включает в себя корпус, содержащий станину, выполненную из пластика, устойчивого к длительным вибрациям, обтекатель с отверстиями для охлаждения внутренних конструкций, расположенный вокруг станины, при этом по периметру станины расположены как минимум три электромагнитные катушки с каналами охлаждения, работающих, соответственно, в трех различных диапазонах частот подаваемого на них сигнала равной мощности, закрепленные на магнитопроводах с зазором, при этом в каждый магнитный зазор магнитопроводов помещен неодимовый постоянный магнит, на котором закреплена монтажная пластина, выполненная из гибкого пластика, при этом на каждую монтажную пластину вне обтекателя излучателя установлены излучающие пластины, отличной друг от друга формы и массы, изготовленные из листового стойкого к морской или пресной воде материала.The technical result is achieved due to the fact that an acoustic emitter is claimed for luring marine aquatic organisms, which includes a housing containing a frame made of plastic that is resistant to long-term vibrations, a fairing with holes for cooling internal structures located around the frame, and along the perimeter the frame contains at least three electromagnetic coils with cooling channels, operating, respectively, in three different frequency ranges of a signal of equal power supplied to them, mounted on magnetic cores with a gap, and a neodymium permanent magnet is placed in each magnetic gap of the magnetic cores, on which a mounting plate is fixed , made of flexible plastic, while on each mounting plate outside the radiator fairing, radiating plates of different shapes and weights, made of sheet material resistant to sea or fresh water, are installed.
В частном случае магнитопровод выполнен из полимербетона.In a particular case, the magnetic circuit is made of polymer concrete.
В частном случае излучающие пластины выполнены из поликарбоната или полиэтилена или полипропилена или текстолита или нержавеющей стали или титана.In particular cases, the radiating plates are made of polycarbonate or polyethylene or polypropylene or textolite or stainless steel or titanium.
В частном случае витки электромагнитной катушки намотаны непосредственно на корпус катушки.In a particular case, the turns of the electromagnetic coil are wound directly onto the coil body.
В частном случае электромагнитная катушка пропитана стойкими пропиточными смолами.In a particular case, the electromagnetic coil is impregnated with persistent impregnating resins.
Краткое описание чертежейBrief description of drawings
Изобретение поясняется чертежами:The invention is illustrated by drawings:
Фиг. 1 - Общий вид акустического излучателя;Fig. 1 - General view of the acoustic emitter;
Фиг. 2, Фиг. 3, Фиг. 4 - Электромагнитный модуль излучателя в различных разрезах;Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4 - Electromagnetic module of the emitter in various sections;
Фиг. 3 - Акустический излучатель, базовый срез.Fig. 3 - Acoustic emitter, basic cut.
На фигурах цифрами обозначены следующие конструктивные элементы и обозначения:In the figures, the following structural elements and designations are indicated by numbers:
1 - Базовая монтажная пластина;1 - Base mounting plate;
2 - Обтекатель;2 - Fairing;
3 - Станина;3 - Bed;
4 - Отверстия в обтекателе;4 - Holes in the fairing;
5 - Излучающая пластина низкочастотная;5 - Low-frequency emitting plate;
6 - Излучающая пластина средних частот;6 - Mid-frequency radiating plate;
7 - Излучающая пластина высокочастотная;7 - High-frequency emitting plate;
8 - Электромагнитная катушка;8 - Electromagnetic coil;
9 - Магнитопровод;9 - Magnetic circuit;
10 - Постоянный магнит;10 - Permanent magnet;
11 - Зазор магнитопровода;11 - Magnetic circuit gap;
12 - Каналы охлаждения;12 - Cooling channels;
13 - Передняя панель;13 - Front panel;
14 - Направление потока охлаждения.14 - Direction of cooling flow.
Осуществление изобретенияCarrying out the invention
Действия акустического подводного электромагнитного излучателя основано на колебании постоянного магнита в переменном магнитном поле.The action of an acoustic underwater electromagnetic emitter is based on the oscillation of a permanent magnet in an alternating magnetic field.
Настоящее изобретение не ограничивается примерными вариантами осуществления, раскрытыми ниже, оно может воплощаться в различных видах. Сущность изобретения, приведенная в описании, является ничем иным, как конкретными деталями, необходимыми для помощи специалисту в области техники в исчерпывающем понимании изобретения, и настоящее изобретение определяется в объеме приложенной формулы.The present invention is not limited to the exemplary embodiments disclosed below, but may be embodied in various forms. The summary of the invention set forth in the specification is nothing other than the specific details necessary to assist one skilled in the art in fully understanding the invention, and the present invention is defined within the scope of the appended claims.
Частный пример технической реализации для получения механических колебаний акустического подводного электромагнитного излучателя описан ниже.A particular example of a technical implementation for obtaining mechanical vibrations of an acoustic underwater electromagnetic emitter is described below.
Станина излучателя, являющаяся основой корпуса излучателя - жесткая конструкция из пластика, устойчивого к длительным вибрациям 3, обтекатель, являющийся оболочкой усилителя, с отверстиями для охлаждения внутренних конструкций 2, излучатели разных диапазонов частот 5, 6, 7, в виде пластин различного размера и формы, акустического излучателя изготавливаются из листового, стойкого к морской или пресной воде, материала. К таким материалам относятся поликарбонат, полиэтилен, полипропилен, текстолиты, нержавеющие стали, монель, титан, и прочее.The emitter frame, which is the basis of the emitter body, is a rigid structure made of plastic that is resistant to long-term vibrations 3, a fairing, which is the shell of the amplifier, with holes for cooling the internal structures 2, emitters of different frequency ranges 5, 6, 7, in the form of plates of various sizes and shapes , acoustic emitter are made of sheet material resistant to sea or fresh water. Such materials include polycarbonate, polyethylene, polypropylene, textolites, stainless steel, Monel, titanium, etc.
Корпус электромагнитной катушки 8 исполнен из материала, стойкого к морской воде.The body of the electromagnetic coil 8 is made of material resistant to sea water.
Задача обтекателей 2, кроме защитных функций, создать несимметричные по гидродинамическому сопротивлению каналы прохождения забортной жидкости, которые в случае колебательного движения пластины акустического излучателя приводит к возникновению потока в области расположения электромагнитных катушек 8 и магнитопроводов 9, что в свою очередь приводит к их охлаждению.The task of fairings 2, in addition to protective functions, is to create channels for the passage of sea fluid that are asymmetrical in terms of hydrodynamic resistance, which in the case of oscillatory motion of the acoustic emitter plate leads to the emergence of a flow in the area where the electromagnetic coils 8 and magnetic cores 9 are located, which in turn leads to their cooling.
В данной конфигурации излучателя, как частный пример, используется 12 однотипных катушек, разбитых на три группы согласно диапазонам подаваемого сигнала.In this emitter configuration, as a particular example, 12 coils of the same type are used, divided into three groups according to the ranges of the supplied signal.
Такое разбиение диктуется удобством производства и монтажа, общее расположение излучающих элементов не имеет принципиального значения для достижения заявленного технического результата.This division is dictated by the convenience of production and installation; the general arrangement of the radiating elements is not of fundamental importance for achieving the stated technical result.
При этом минимальное количество катушек в указанном диапазоне равно трем, по одной на один частотный диапазон, что является эмпирически полученным значением.In this case, the minimum number of coils in the specified range is three, one per frequency range, which is an empirically obtained value.
Оптимальным режимом для работы данного типа излучателя является предварительное разделение сигнала на низкочастотный, среднечастотный и высокочастотный диапазоны с подачей разделенного сигнала на соответствующие группы катушек.The optimal mode for operation of this type of emitter is the preliminary division of the signal into low-frequency, mid-frequency and high-frequency ranges with the supply of the divided signal to the corresponding groups of coils.
В зависимости от выбранного типа разделения сигнала допустимо соединять катушки последовательно для источника сигнала высокого напряжения.Depending on the type of signal splitting selected, it is possible to connect the coils in series for a high voltage signal source.
Разделение сигнала может быть произведено частотными фильтрами или иным способом. Оптимальными с точки зрения конструкции диапазоны разделения сигнала равны 1-500 Гц, 500-3000 Гц, и 3000-15000 Гц равной мощности на каждый диапазон.The signal separation can be done by frequency filters or other means. The optimal signal separation ranges from a design point of view are 1-500 Hz, 500-3000 Hz, and 3000-15000 Hz of equal power for each range.
Это дает возможность подавать на устройство сигнал широкого спектра, предварительно разделенного на вышеуказанные диапазоны частотными фильтрами, без риска перегрузки в пределах заявленного диапазона, в том числе сложно модулированный.This makes it possible to supply the device with a wide spectrum signal, previously divided into the above ranges by frequency filters, without the risk of overload within the declared range, including complex modulated ones.
Цилиндрический неодимовый постоянный магнит 10 помещен в магнитный зазор магнитопровода 11 соленоида электромагнитной катушки 8 с каналами охлаждения 12.A cylindrical neodymium permanent magnet 10 is placed in the magnetic gap of the magnetic circuit 11 of the solenoid of the electromagnetic coil 8 with cooling channels 12.
Цилиндрический неодимовый постоянный магнит, является частью базовой монтажной пластины 1 из гибкого пластика, устойчивого к длительным вибрациям и длительному воздействию пресной или морской воды, акустического подводного излучателя. Магнитопровод 9 из ферритового полимербетона также является частью механической колебательные системы, выполняя роль опоры.Cylindrical neodymium permanent magnet, is part of the base mounting plate 1 made of flexible plastic, resistant to prolonged vibration and prolonged exposure to fresh or sea water, acoustic underwater emitter. Magnetic core 9 made of ferrite polymer concrete is also part of the mechanical oscillatory system, acting as a support.
При подаче на катушку электромагнитную катушку (соленоида) переменного напряжения, постоянный магнит, ограниченный упругостью базовой монтажной пластины 1, начинает совершать колебательное движение в зазоре магнитопровода 12, передавая тем самым механическую энергию в окружающую среду.When an alternating voltage is applied to the electromagnetic coil (solenoid), the permanent magnet, limited by the elasticity of the base mounting plate 1, begins to oscillate in the gap of the magnetic circuit 12, thereby transmitting mechanical energy to the environment.
Резонансная механическая частота вышеописанного устройства, зависит от формы и массы излучающих пластин 5, 6, 7, которые закреплены на базовой монтажной пластине 1, что дает возможность юстировать такую систему простыми, легко технически реализуемыми способами, например засверливанием отверстий непосредственно в самой пластине без разбора или демонтажа самого излучателя.The resonant mechanical frequency of the above-described device depends on the shape and mass of the radiating plates 5, 6, 7, which are mounted on the base mounting plate 1, which makes it possible to adjust such a system in simple, easily technically feasible ways, for example, by drilling holes directly in the plate itself without disassembling or dismantling the emitter itself.
Электромагнитная катушка 8 изготавливается наматыванием витков провода непосредственно на корпус катушки, что, во-первых, делает конструкцию само-охлаждаемой в процессе колебаний за счет каналов 12 в корпусе катушки, а во-вторых, за счет пропитки катушки стойкими пропиточный смолами, может быть использована без дополнительной защиты.The electromagnetic coil 8 is made by winding turns of wire directly onto the coil body, which, firstly, makes the structure self-cooling during oscillation due to the channels 12 in the coil body, and secondly, due to the impregnation of the coil with resistant impregnating resins, it can be used without additional protection.
Магнитопровод 9 электромагнитной катушки изготавливается из физически прочного полимербетона, в котором в качестве наполнителя используется ферритовый бой, а в качестве связующего материала стойкий к морской или пресной воде компаунд.The magnetic core 9 of the electromagnetic coil is made of physically strong polymer concrete, in which ferrite waste is used as a filler, and a compound resistant to sea or fresh water is used as a binding material.
Реализация такого решения дает нам возможность исключить подвижные элементов из самого корпуса излучателя за счет устранения уплотнителей, элементов герметизации.The implementation of such a solution gives us the opportunity to exclude moving elements from the emitter body itself by eliminating seals and sealing elements.
Реализация устройства выражается в применении погружных схем исполнения всех элементов и в упрощении конструкции за счет этого, использование материалов устойчивых к воде, в том числе к морской для создания упругих элементов конструкции.The implementation of the device is expressed in the use of submersible designs for the execution of all elements and in simplifying the design due to this, the use of materials resistant to water, including sea water, to create elastic structural elements.
Конструкция устройства позволяет менять пластины излучателей как на случай внешних повреждений, так и на случай необходимости смены материала или формы излучателей без демонтажа всего усилителя.The design of the device allows you to change the plates of the emitters both in case of external damage and in case of need to change the material or shape of the emitters without dismantling the entire amplifier.
Учитывая перечисленные выше особенности, акустический подводный электромагнитный излучатель может быть использован для привлечения гидробионтов в качестве устройства воспроизводящего звуки приманивания гидробионтов (например звуки пищевые). При этом звук приманивания может быть получен путем простого воспроизведения предварительного записанного сигнала.Taking into account the features listed above, an acoustic underwater electromagnetic emitter can be used to attract aquatic organisms as a device that reproduces the sounds of attracting aquatic organisms (for example, food sounds). In this case, the luring sound can be obtained by simply playing a previously recorded signal.
Этот же подход может быть использован для отпугивания гидробионтов. Для усиления эффекта, а также для создания иллюзии перемещения гидробионта, подавления шумов, вышеуказанное устройство может быть использовано в составе излучающих фазированных решеток.The same approach can be used to repel aquatic organisms. To enhance the effect, as well as to create the illusion of aquatic life moving and noise suppression, the above device can be used as part of radiating phased arrays.
В подводной томографии данное устройство может быть использовано в качестве источника сигнала или в составе активной акустической решетки.In underwater tomography, this device can be used as a signal source or as part of an active acoustic array.
Claims (5)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2805481C1 true RU2805481C1 (en) | 2023-10-17 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1217320A1 (en) * | 1983-06-22 | 1986-03-15 | Всесоюзный научно-исследовательский институт морского рыбного хозяйства и океанографии | Apparatus for imitation of sounds |
US4955005A (en) * | 1988-10-05 | 1990-09-04 | Loeffelman Paul H | Underwater acoustic animal guidance system |
US5177891A (en) * | 1990-07-17 | 1993-01-12 | Holt Steven P | Game fish attracting device |
SU1575334A1 (en) * | 1988-04-10 | 1998-09-10 | Дальневосточный технический институт рыбной промышленности и хозяйства | Simulator of fish sounds |
RU2182765C1 (en) * | 2001-01-09 | 2002-05-27 | Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет | Device for imitating fish sounds |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1217320A1 (en) * | 1983-06-22 | 1986-03-15 | Всесоюзный научно-исследовательский институт морского рыбного хозяйства и океанографии | Apparatus for imitation of sounds |
SU1575334A1 (en) * | 1988-04-10 | 1998-09-10 | Дальневосточный технический институт рыбной промышленности и хозяйства | Simulator of fish sounds |
US4955005A (en) * | 1988-10-05 | 1990-09-04 | Loeffelman Paul H | Underwater acoustic animal guidance system |
US5177891A (en) * | 1990-07-17 | 1993-01-12 | Holt Steven P | Game fish attracting device |
RU2182765C1 (en) * | 2001-01-09 | 2002-05-27 | Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет | Device for imitating fish sounds |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Пенкин С.И., Разработка низкочастотных излучателей и их применение в технических системах для акустической томографии океана, Сб. Морские технологии, Вып. 4, Владивосток, Дальнаука, 2001. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112470491B (en) | Bone conduction loudspeaker and testing method thereof | |
KR100353765B1 (en) | Electromagnetic actuator and structure for mounting the same | |
US4546459A (en) | Method and apparatus for a phased array transducer | |
RU2367114C2 (en) | Magnetic circuit with double magnet, loud-speaker and device for generating oscillations using such magnetic circuit | |
CN110199529B (en) | High-quality electromagnetic loudspeaker capable of improving air gap precision | |
PT1101273E (en) | Low frequency vibrator | |
KR20010101915A (en) | Vibration actuator having an elastic member between a suspension plate and a magnetic circuit device | |
KR100343303B1 (en) | Electromagnetic transducer | |
WO2012026961A1 (en) | Submersible electro-dynamic acoustic projector | |
US3849679A (en) | Electroacoustic transducer with controlled beam pattern | |
KR100400807B1 (en) | Electroacoustic transducer | |
US3308423A (en) | Electroacoustic transducer | |
RU2805481C1 (en) | Acoustic emitter for luring marine hydrobionts | |
JPH10229596A (en) | Vibration buzzer | |
US1923959A (en) | Means for producing sound | |
JP2015170881A (en) | Speaker diaphragm and motor-driven speaker | |
JP2009141657A (en) | Speaker apparatus | |
KR20110025675A (en) | Voice coil support for a coil transducer motor structure | |
CN213716497U (en) | Membrane type electromagnetic transducer | |
US3803547A (en) | Electrodynamic transducer for low frequency broad band underwater use | |
US3768069A (en) | Encased gradient hydrophone assembly | |
US1631646A (en) | Sound-reproducing apparatus | |
RU2150181C1 (en) | Electroacoustic transducer | |
RU57645U1 (en) | ACOUSTIC UNDERWATER ELECTROMAGNETIC RADIATOR | |
KR910007844B1 (en) | Round speaker |