Гидрофон

Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано для измерений параметров гидроакустического шума в морских средах. Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы, повышение гидроустойчивости и обеспечение возможности контроля работоспособности гидрофона. Гидрофон содержит цилиндрический корпус с закрепленным в нем соосным трубчатым пьезоэлектрическим элементом, переходные втулки и герметизирующие кольца, при этом один из торцов цилиндрического пьезоэлектрического элемента закрыт заглушкой, а на наружные поверхности цилиндрического корпуса и трубчатого пьезоэлектрического элемента нанесено упругое изоляционное покрытие. Дополнительно гидрофон содержит монтажную плату, закрепленную в корпусе с установленным на ней предварительным усилителем и электрическим конденсатором с емкостью, равной электрической емкости пьезоэлектрического элемента, при этом выходы пьезоэлектрического элемента и конденсатора выполнены с возможностью управляемого подключения ко входу предварительного усилителя, причем предварительный усилитель и конденсатор установлены на монтажной плате в металлическом экране, а упругое изоляционное покрытие выполнено из двух слоев прозрачного эластичного полиуретанового компаунда, между которыми нанесен металлический слой, электрически соединенный с металлическим экраном предварительного усилителя и конденсатора. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано для измерений параметров гидроакустического шума в морских условиях.

Известен гидрофон аналогичного назначения, принятый за прототип, содержащий цилиндрический корпус с закрепленным в нем соосным трубчатым пьезоэлектрическим элементом, переходные втулки и герметизирующие кольца, при этом один из торцов цилиндрического пьезоэлектрического элемента закрыт заглушкой, а на наружные поверхности цилиндрического корпуса и трубчатого пьезоэлектрического элемента нанесено упругое изоляционное покрытие /Пат. США №4178577, кл.367-159 (Н04В 13/00), 1979/.

Недостатком прототипа является влияние электрических полей на показания гидрофона, его низкая гидроустойчивость и невозможность контроля работоспособности прибора в натурных условиях. Это снижает надежность работы гидрофона.

Техническим результатом, получаемым от внедрения изобретения, является повышение надежности работы гидрофона за счет экранировки гидрофона от влияния электрических полей, повышения его гидроустойчивости и получения возможности контроля работоспособности гидрофона в натурных условиях.

Поставленный технический результат достигают за счет того, что известный гидрофон, содержащий цилиндрический корпус с закрепленным в нем соосным трубчатым пьезоэлектрическим элементом, переходные втулки и герметизирующие кольца, при этом один из торцов цилиндрического пьезоэлектрического элемента закрыт заглушкой, а на наружные поверхности цилиндрического корпуса и трубчатого пьезоэлектрического элемента нанесено упругое изоляционное покрытие, дополнительно содержит монтажную плату, закрепленную в корпусе с установленным на ней предварительным усилителем и электрическим конденсатором с емкостью, равной электрической емкости пьезоэлектрического элемента, при этом выходы пьезоэлектрического элемента и конденсатора выполнены с возможностью управляемого подключения к входу предварительного усилителя, причем предварительный усилитель и конденсатор установлены на монтажной плате в металлическом экране, а упругое изоляционное покрытие выполнено из двух слоев прозрачного эластичного полиуретанового компаунда, между которыми нанесен металлический слой, электрически соединенный с металлическим экраном предварительного усилителя и конденсатора.

Металлический слой выполнен из олово-свинцового сплава.

Гидрофон дополнительно может содержать разъем, установленный на выходе предварительного усилителя, соединенный с ним кабелем, и съемную крышку, закрепленную на втором торце цилиндрического корпуса напротив разъема.

Вся совокупность перечисленных выше признаков изобретения обеспечивает получение технического результата во всех случаях, на которые испрашивается объем правовой охраны.

Так, повышение надежности работы гидрофона за счет обеспечения возможности контроля его работоспособности в натурных условиях невозможно без соответствующей экранировки пьезоэлектрического элемента и предварительного усилителя, применяемых в гидрофоне совместно с совокупностью признаков ограничительной части формулы изобретения.

Таким образом, можно считать, что единство изобретения в материалах заявки соблюдено.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена схема гидрофона.

Гидрофон содержит корпус 1 с соосно закрепленным в нем тангенцально поляризованным цилиндрическим пьезоэлементом 2, переходные втулки 3, 4, 5, 6 и герметизирующие уплотнительные кольца 7, 8.

Цилиндрический пьезоэлемент 2 выполнен из тангенцально поляризованного пьезокерамического тонкостенного цилиндра диаметром 20 мм (толщина стенки 1,0 мм), который резиновыми кольцами 7 с помощью винта 9 и втулки 3 закреплен в корпусе 1.

Снаружи гидрофон залит двойным слоем акустически прозрачного эластичного полиуретанового компаунда 10, 11. Между слоями компаунда наносится тонкий (30 мкм) слой 12 из сплава олово-свинец, повышающий гидроустойчивость чувствительного элемента и одновременно являющийся электрическим экраном.

Имеется также предварительный усилитель, состоящий из платы 13 и реле 14. Плата 13 предварительного усилителя, фиксируемая втулкой 6 в корпусе 1, установлена в металлическом экране (корпус 1), который изолирован от контакта с водой втулкой 5. Предварительный усилитель соединяется с дополнительным корпусом 15 через втулку 5, изготовленную из диэлектрика.

Гидрофон заканчивается разъемом 16, закрепленным во втулке 4.

Герметизация гидрофона при стыковке с кабелем осуществляется за счет радиальных уплотнительных колец 8.

Для обеспечения более легкой стыковки разъема 16 гидрофона с посадочным местом имеется механический ловитель (на чертеже не оцифрован).

Под позицией 17 на чертеже изображены выводы разъема 16. (Провода, идущие от предварительного усилителя к выводам 17 разъема 16 и от электродов пьезоэлектрического элемента 2 к предварительному усилителю, на чертеже не оцифрованы).

Под позицией 18 на чертеже изображена крышка, используемая при хранении и транспортировании гидрофона.

Схема предварительного усилителя (не приведена) содержит электрический конденсатор, равный по емкости емкости пьезоэлектрического элемента 2. С помощью реле 14 электрический конденсатор может быть подключен к входу предварительного усилителя вместо пьезоэлектрического элемента 2.

Гидрофон работает следующим образом.

Перед работой и после работы гидрофона на реле 14 подается командный сигнал, отсоединяющий от усилителя пьезоэлектрический элемент 2 и подсоединяющий к его выходу конденсатор той же емкости (не показан). При этом контролируется целостность и герметичность гидрофона, а также измеряются его собственные шумы. Происходит периодическая калибровка гидрофона в натурных условиях.

Затем устанавливают гидрофон в исследуемой области натурного водоема. Гидроакустические шумы, воздействующие на чувствительный элемент гидрофона, преобразуются в электрический сигнал, усиливаемый в предварительном усилителе. С выхода усилителя сигнал по кабелю (не показан) направляется на блоки обработки и регистрации (не показаны).

В данном техническом решении появилась возможность периодической калибровки и проверки работоспособности гидрофона в натурных условиях, что повышает надежность работы гидрофона, но результаты калибровки сведутся к нулю, если из состава гидрофона исключить признаки, касающиеся электрической экранировки пьезоэлектрического элемента и предварительного усилителя при одновременном обеспечении за счет этих признаков гидроустойчивости гидрофона.

Таким образом, поставленный технический результат - повышение надежности работы гидрофона, достигается всей совокупностью существенных признаков основного пункта формулы изобретения.

1. Гидрофон, содержащий цилиндрический корпус с закрепленным в нем соосным трубчатым пьезоэлектрическим элементом, переходные втулки и герметизирующие кольца, при этом один из торцов цилиндрического пьезоэлектрического элемента закрыт заглушкой, а на наружные поверхности цилиндрического корпуса и трубчатого пьезоэлектрического элемента нанесено упругое изоляционное покрытие, отличающийся тем, что дополнительно содержит монтажную плату, закрепленную в корпусе с установленным на ней предварительным усилителем и электрическим конденсатором с емкостью, равной электрической емкости пьезоэлектрического элемента, при этом выходы пьезоэлектрического элемента и конденсатора выполнены с возможностью управляемого подключения ко входу предварительного усилителя, причем предварительный усилитель и конденсатор установлены на монтажной плате в металлическом экране, а упругое изоляционное покрытие выполнено из двух слоев прозрачного эластичного полиуретанового компаунда, между которыми нанесен металлический слой, электрически соединенный с металлическим экраном предварительного усилителя и конденсатора.

2. Гидрофон по п.1, отличающийся тем, что металлический слой выполнен из олово-свинцового сплава.

3. Гидрофон по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит разъем, установленный на выходе предварительного усилителя, соединенный с ним кабелем и съемную крышку, закрепленную на втором торце цилиндрического корпуса напротив разъема.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области геофизики и прикладной гидроакустики и может быть использовано в мощных звуковых устройствах обработки продуктивных зон нефтяных и водяных скважин, а также для акустического профилирования верхнего слоя земной коры.

Изобретение относится к акустоэлектронным устройствам на поверхностных акустических волнах (ПАВ) и может быть использовано в качестве приемника гидроакустических сигналов, распространяющихся в жидкой среде (гидрофон) преимущественно для создания беспроводных дистанционных гидроакустических систем буйкового типа с передачей информации по радиоканалу с частотной модуляцией несущей радиосигнала, а также в качестве датчика статического давления на ПАВ.

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть применено при изготовлении гидроакустических антенн. .

Изобретение относится к гидроакустической антенной технике и может быть использовано при конструировании гидроакустических систем. .

Изобретение относится к технике возбуждения низкочастотных гидроакустических сигналов. .

Изобретение относится к гидроакустике, а именно к маякам-ответчикам (МО) станций наведения судов, станций звукоподводной связи или другим приемоизлучающим гидроакустическим системам подобного назначения.

Изобретение относится к гидрофону с автоматической блокировкой, срабатывающему, когда глубина погружения превышает установленный регулируемый порог. .

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано для измерения параметров шумоизлучения движущегося подводного объекта (ПО). .

Гидрофон // 2393643
Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано в морях и океанах для измерения параметров морских шумов

Изобретение относится к области гидроакустики, а именно к конструированию гидроакустических преобразователей и антенн, и может найти применение при проведении океанологических исследований, в качестве антенн гидроакустических станций различного назначения, а также - для систем звукоподводной связи

Изобретение относится к области гидроакустики, а именно к конструированию широкополосных гидроакустических преобразователей и антенн, и может найти применение при проведении океанологических исследований, в качестве антенн гидроакустических станций различного назначения, а также - для систем звукоподводной связи

Изобретение относится к электроакустической подводной антенне согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения

Изобретение относится к гидроакустической технике и может быть использовано при конструировании многоэлементных дискретных гидроакустических антенн

Изобретение относится к области подводной техники и может быть использовано при проектировании и разработке доплеровских измерителей абсолютной скорости движения подводных объектов относительно дна

Изобретение относится к области гидроакустики, а именно к конструированию широкополосных гидроакустических преобразователей и антенн, и может найти применение при проведении океанологических исследований, в качестве антенн навигационных, рыбопоисковых, и другого назначения гидроакустических станций, а также для систем звукоподводной связи

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть применено при измерениях с использованием фазовых характеристик чувствительности гидроакустических преобразователей, использовании преобразователей в многоэлементной гидроакустической антенне либо фазированной антенной решетке. Техническим результатом, полученным от внедрения изобретения, является повышение точности определения положения акустического центра гидрофона. Для достижения поставленного технического результата гидрофон и излучатель располагают в измерительном бассейне, ориентируя гидрофон опорным направлением на излучатель, облучают гидрофон сигналами излучателя и принимают сигнал гидрофоном, затем, не меняя положения геометрического центра гидрофона относительно излучателя, разворачивают гидрофон на 180°, принимают сигнал излучателя и измеряют изменение временной задержки сигнала, принятого гидрофоном, при изменении направления приема с опорного на противоположное опорному, смещение акустического центра гидрофона относительно геометрического центра в направлении приема рассчитывают как произведение полученной временной задержки на скорость звука в воде. 2 ил.

Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано для измерений параметров гидроакустического шума в морских средах

Наверх