SU991618A1

SU991618A1 - Deep-water hydrophone

Info

Publication number: SU991618A1
Application number: SU813274891A
Authority: SU
Inventors: Галина Ивановна Белащенко; Владислав Федорович Беляков; Александр Михайлович Еняков
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4126
Priority date: 1981-04-14
Filing date: 1981-04-14
Publication date: 1983-01-23

Description

(54) ГЛУБОКОЮДНЫЙ ГИДРОФОН(54) DEEP HYDROPHONE

Изобретение отаоситс к технической акустике и может быть использовано при работе в услови х больших гидростатических давлений.The invention relates to technical acoustics and can be used when operating under conditions of high hydrostatic pressures.

. Известны гидрофоны, работающие иа большой глубине, механическа прочность чувствительного элемента в которых обеспечиваетс компенсацней внешнего гидростатического давлени внутренним давлением жишсости, заполн ющей внутреннюю полость гидрофона 1.. Hydrophones operating at a great depth are known, the mechanical strength of the sensing element in which is provided by the external hydrostatic pressure being compensated by the internal pressure of the fluid filling the internal cavity of the hydrophone 1.

Однако такие гидрофоны имеют сложную конструквдю и значительно превосход т по размерам сам чувствительный элемент, что ограничивает сверху частотньш диапазон гидрофона .However, such hydrophones have a complex structure and are much larger in size than the sensitive element itself, which limits the frequency range of the hydrophone from above.

Наиболее близким к изобретению по технической су1цности вл етс гидрофон, содержащий корпус, в котором установлены заполненные жидкостью полый шшинщ ический пьезоэпемент и эластичный резервуар, св заниь й с полостью пьезозлемента, капилл ром 2.The closest to the invention in terms of technical significance is a hydrophone, comprising a housing in which a hollow pin-shaped piezoelectric element filled with liquid and an elastic reservoir are installed, connected to the piezoelectric cavity, with a capillary 2.

Недостатком известного преобразовател вл етс невозможность точной коррекции нижнего предела частотного диапазона при изменении темл атуры окружающей среды.A disadvantage of the known converter is the impossibility of accurate correction of the lower limit of the frequency range when the ambient temperature changes.

Целью изобретени вл етс повышение точности установки нижнего предела частотного даапазона пщрофона.The aim of the invention is to improve the accuracy of setting the lower limit of the frequency range of the microphone.

Цепь достигаетс тем, чти глубоководный гищюфон снабжен плунж юй парой, состо щей из поршн и щопшдра, установленной между внутре1Шей полостью пьезоэлемента и эластичным резервуаром, а капилл р выполнен в The chain is achieved by the fact that the deep-water switchboard is equipped with a plunger pair consisting of a piston and a shredder mounted between the inner cavity of the piezoelectric element and the elastic reservoir, and the capillary is made

10 виде последовательно соединенных вшповой канавки на одной из боковых поверхностей плунжерной пары и канала в поршне.10 as a series of connected grooves on one of the side surfaces of the plunger pair and the channel in the piston.

На чертеже изображен гндрофрн, разрез.The drawing shows Gndrofrn, section.

Гищюфон состоит изполого цилиндрическо15 го пьезозпемента 1, укреплшногб в корпусе 2 с помоиаю резшювых прокладок 3. На крьпшсе 4 гидрофона смонтировано устройство 5 компенсахщи внешнего давлени , содержащее эластичный резервуар, образованный резиновым The gypsyphone consists of a hollow cylindrical piezo element 1, strengthened in case 2 with the help of rubber pads 3. Device 4 is mounted on the hydrophone to compensate external pressure, containing an elastic reservoir formed by rubber

20 колпачком 6 и соединенный отверстием 7 с капилл ром 8, выполненным в.виде винтовой канавкн на поршне 9, вход щем без зазора в щlлнндpнчeckoe отверстие 10 гайки 11, поводки. 12 которой вставлены в продольные пазы на стакане 13 корпуса. Соединение устройства компенсации и корпуса герметизирован с помощью резинового кольца 14 радиального уплотнени . Полость, образованна пьезоэлемен том и корпусом, а также внутренность эластич ного резервуара заполнены диэлектрической жидкостью 15, например касторовым маслом. Снаружи пьезоэлемент герметизирован эпоксидным компаундом 16. Кабельный вывод отделе от полости гидрофона герметичным разъемом 17. Гидрофон работает следующим образом. При погружении гидрофона в воду наруЖ ное гидростатическое давление передаетс во внутреннюю полость гидрофона через резиновый колпачок 6, отверстие 7 и капилл р 8. Выравнивание давлени масла во внутренней полости гидрофона и наружного гидростатического давлени обеспечивает разгрузку пьезоэлемента от опасных одноосных сжимающих напр жений, возникающих вследствие трансформации давлени в пьезокерамическом цилиндре в случае, если его внутренн полост не заполнена жидкостью. В динамическом режиме акустическое давление в окружающей гидрофон среде не успевает передатьс через капилл р во внутреннюю полость гидрофона, чем и обеспечиваетс защита внутренней поверхности пьезоэлемента от воздействи акустического давлени . Частота, при которой акустическое давление еще успевает проникать во внутреннюю полость гидрофона (нижн гранична частота), зависит от в зкости жидкости , длины и поперечного сечени капилл ра , а также объема внутренней полости. В зкость диэлектрических жидкостей, в том числ и касторового масла, сильно зависит от температуры , следовательно от температ)фы бу дет зависеть и гранична частота преобразовател . Чтобы скомпенсировать уход граничной частоты с изменением температуры среды сле84 дует изменить длину капилл ра. Это осуществл етс поворотом наружной части устройства компенсации 5. С помощью резьбового соеданени плунжера 9 и гайки 11, котора не может проворачиватьс из-за поводков 12, вставленных в пазы стакана 13, этот поворот вызывает продольное перемещение гайки 11, а следовательно и изменение длины капилл ра, образованного частью винтовой канавки, закрытой цилиндрическим отверстием 10. Поворот компенсационного устройства на заданный угол обеспечивает также и возможность оперативного регулировани нижней граничной частоты гидрофона с высокой точностью, поскольку при повороте на целый оборот капилл р удлин етс незначительно и это положение не может бьпъ сбито при эксплуатации устройства. Формула цзобретени Глубоководный гидрофон, содержащий корпус , в котором установлены заполненные жидкостью польш цилиндрический пьезоэлемент и эластичный резервуар, св занный «полостью пьезоэлемента капилл ром, отличающийс тем, что, с целью повьщ1ени точности установки нижнего предела частотного диапазона гидрофона, он снабжен плунжерной |рарой, состо щей иэ поршн и цилиндра, установленной между внутренней полостью пьезоэлемента и эластичным резервуаром, а капилл р выполнен в виде последовагельно соединенных винтовой канавки на одной из боковых поверхностей плунжерной пары и канале в поршне. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США N° 3.328.752, кл. 340-10, 1967. 2.Патент Францш № 2.290.813, кл. Н 04 R 1/44, 1976.20 by a cap 6 and connected by an opening 7 with a capillary 8, made in the form of a helical groove on the piston 9, which enters without a gap into the right hole 10 of the nut 11, the leashes. 12 which are inserted into the longitudinal grooves on the glass 13 of the case. The connection of the compensation device and the housing is sealed with a rubber ring 14 of the radial seal. The cavity formed by the piezoelectric element and the housing, as well as the inside of the elastic reservoir, is filled with a dielectric fluid 15, for example, castor oil. Outside, the piezoelectric element is sealed with epoxy compound 16. Cable output section of the hydrophone from the cavity sealed connector 17. Hydrophone works as follows. When the hydrophone is immersed in water, the external hydrostatic pressure is transferred into the internal cavity of the hydrophone through a rubber cap 6, aperture 7 and a capillary 8. Equalizing the pressure of oil in the internal cavity of the hydrophone and the external hydrostatic pressure ensures unloading of the piezoelectric element from dangerous uniaxial compressive stresses resulting from transformation pressure in the piezoceramic cylinder if its internal cavity is not filled with liquid. In the dynamic mode, the acoustic pressure in the environment surrounding the hydrophone does not have time to pass through the capillary into the internal cavity of the hydrophone, thus protecting the internal surface of the piezoelectric element from the effects of acoustic pressure. The frequency at which the acoustic pressure still penetrates into the inner cavity of the hydrophone (lower limiting frequency) depends on the fluid viscosity, the length and cross section of the capillary, and the volume of the inner cavity. The viscosity of dielectric fluids, including castor oil, is strongly dependent on temperature, therefore the temperature limit of the converter will depend on the temperature. To compensate for the departure of the cut-off frequency with a change in the medium temperature, it is necessary to change the length of the capillary. This is done by turning the outer part of the compensation device 5. With the help of the threaded connection of the plunger 9 and the nut 11, which cannot be rotated due to the leads 12 inserted into the grooves of the bowl 13, this rotation causes the longitudinal movement of the nut 11, and hence the change in the length of the capillaries This is formed by a part of the helical groove closed by a cylindrical bore 10. Rotation of the compensating device at a predetermined angle also provides the possibility of promptly adjusting the lower cutoff frequency of the hydrophone from second precision, since the rotation of the whole capillary circulation p is extended slightly and this position can not be brought down bp during operation of the device. The formula of the deep-sea hydrophone, comprising a housing in which a cylindrical piezoelectric element filled with liquid Poland and an elastic reservoir connected "by the capillary cavity of the piezoelectric element, are characterized by the fact that, in order to improve the accuracy of setting the lower limit of the hydrophone frequency range, it is equipped with a plunger | a piston and a cylinder installed between the internal cavity of the piezoelectric element and the elastic reservoir, and the capillary is made in the form of a helical groove connected in series on one of the side surfaces of the plunger pair and the channel in the piston. Sources of information taken into account in the examination 1. US patent N ° 3.328.752, cl. 340-10, 1967. 2.Patent Francesch number 2.290.813, cl. H 04 R 1/44, 1976.

Claims

20 claims

A deep-sea hydrophone comprising a housing in which a hollow cylindrical piezoelectric element 25 is filled with liquid and an elastic reservoir connected by a “cavity of the piezoelectric element by a capillary, characterized in that, in order to increase the accuracy of setting the lower limit of the frequency range of the hydrophone, it is equipped with a plunger 30 | a piston and a cylinder mounted between the internal cavity of the piezoelectric element and the elastic reservoir, and the capillary is made in the form of serially connected helical grooves on one of the side ₃₅ surfaces of the plunger pair and the channel in the piston.