стковий перехід механічної енергії в акустичну енергію коливань водного середовища, що відбувається на робочій поверхні перетворювача, відображає блок 3. У режимі прийому перетворення енергії відбуваються за тією ж схемою, але в зворотному напрямку: у блоці 3 частина акустичної енергії звукового поля переходить в енергію коливань механічної системи (блок 2), а в блоці 1 відбувається часткове перетворення механічної енергії в електричну. Таким чином, в блоках 1-2 здійснюється електромеханічне (механоелектричного), в блоці 3 - механоакустіческое (акустико-механічне) перетворення.
Роботу ГАП в режимі випромінювання зазвичай характеризують такі основні параметри та характеристики:
1. Акустична потужність - кількість звукової енергії, протікає через замкнуту поверхню (зокрема, що випромінює) в одиницю часу. Вимірюється у ВАТ (). Величина віднесена до одиниці площі поверхні, що випромінює, носить назву питомої акустичної потужності і вимірюється у ВАТ на квадратний метр (). Ефективність випромінювача в діапазоні частот характеризується частотною залежністю акустичної потужності. p> 2. Електроакустичний ККД - відношення акустичної потужності до електричної потужності , споживаної перетворювачем від джерела збудження.
3. Повний вхідний електричне опір (імпеданс) Z визначає співвідношення між прикладеною напругою і струмом I в ланцюзі випромінювача. Через фазового зсуву між u і I величина Z , як правило, є комплексною.
4. Характеристика спрямованості представляє залежність створюваного випромінювачем поля (звукового тиску) від напрями на точку спостереження (прийому), тобто оцінює просторове або кутовий розподіл поля. p> 5. Коефіцієнт осьової концентрації характеризує здатність перетворювача (антени) концентрувати випромінену звукову енергія в межах малого тілесного кута.
Всі перераховані параметри є функціями робочої частоти.
З параметрів, що характеризують роботу ГАП в режимі прийому, найбільш важливими є наступні:
1. Чутливість холостого ходу визначає величину електричної напруги u на розімкнутому виході перетворювача (антени) при впливі на його (її) робочу поверхню звукового тиску p , рівного одному Паскалю (одному Ньютону на квадратний метр). Частотна залежність чутливості характеризує ефективність приймача як акустико-електричного перетворювача в діапазоні частот.
2. Електричний імпеданс встановлює співвідношення між напругою, що виникають на електричному виході приймача, і струмом в його ланцюга; це співвідношення зазвичай є комплексним.
3. Характеристика спрямованості представляє залежність ЕРС на виході (або чутливості) приймача від напрямки падаючої на його діафрагму плоскої хвилі.
4. Коефіцієнт осьової концентрації характеризує спрямовані властивості приймача при падінні на його діафрагму хвиль з усіх напрямків, наприклад від джерел перешкод. Величина показує, у скільки разів менша енергія перешкод від рівномірно розподілених джерел в навколишньому просторі впливає на спрямований приймач, ніж на ненаправлений. Інакше, оцінює ступінь придушення перешкод, тобто завадостійкість ГАП в режимі прийому.
Параметри ГАП в режимі прийому, як і в режимі випромінювання, залежать від робочої частоти.
2. Розрахункова частина
Вихідні дані
Щільність пьезокерамики
Щільність матеріалу першої накладки
Щільність матеріалу другої накладки
Щільність води
Швидкість поширення хвиль в п'єзокераміка
Швидкість поширення хвиль в першій накладці
Швидкість поширення хвиль в першій накладці
Швидкість поширення хвиль у воді
Модуль Юнга
Добротність пьезокерамики
Робоча частота
Діелектрична проникність
В
Коефіцієнт електромеханічного зв'язку
п'єзомодуль
Акустична потужність випромінювача
2.1 Розрахунок геометричних розмірів перетворювача
Розрахунок довжини хвилі
В В В В
Розрахунок площі випромінювання
В
Розрахунок відносної довжини пьезоблока
В В
Коефіцієнт асиметрії А вибирається з графіка
В
Коефіцієнт механічної трансформації випромінюючої накладки вибирається і графіка
В В
Резонансна довжина пьезокерамического стрижня
В
Довжина пьезоблока щодо вузловий точки
В В
Площа пьезоблока
В В В
Розрахунок розмірів пьезоелемента
Діаметр пьезоелемента
В
Товщина стінки
В
Розрахунок довжин накладок
В В В
2.2 Розрахунок мас
Маса пьезоблока
В
Маса першої накладки
В
Маса другої накладки
В
Еквівалентна маса
В В
2.3 Розрахунок енерг...
