¿Cómo funciona el sonar?

Sonar es un equipo naval muy importante, y ha recibido una gran atención de todos los países con el uso de armas submarinas, como los submarinos. Aquí, no discutimos un equipo específico, ni involucramos demasiados conceptos matemáticos. En su lugar, comenzamos con un principio físico simple y damos una breve introducción al sonar bajo el agua.

El sonar actual se divide principalmente en dos categorías, sonar activo y sonar pasivo. El trabajo de sonar activo es similar al radar, o más como un bate, después de recibir una onda de sonido,cerámica piezoeléctricaRecibe una señal reflejada. Dado que el principio es similar, se acerca la pregunta, ¿por qué no mover el radar directamente al agua? Basas simplemente, las ondas electromagnéticas dependientes del radar están fuertemente atenuadas bajo el agua, y simplemente no son suficientes para la detección de largo alcance. La onda de sonido se genera por la vibración del objeto, y la distancia recorrida en el agua está muy lejos. Se puede escuchar una gran explosión en el agua en los lugares a miles de kilómetros de distancia.

Hay dos tipos principales de talesTubos de cerámica PIZOcomponentes. El campo magnético o el campo eléctrico se pueden usar para deformar el objeto. Aquí nos centramos en el principio de usar un campo eléctrico para controlar la deformación y la vibración del objeto, a saber, el efecto piezoeléctrico inverso y el efecto piezoeléctrico.

Luego el efecto piezoeléctrico inverso deMateriales de tubo de cilindro piezo.Es el campo eléctrico para controlar la deformación del objeto. Cuando los cables están conectados a los extremos superior e inferior del cuerpo piezoeléctrico y se aplica un voltaje, el objeto se alarga o se acorta en la dirección del campo eléctrico. Si la velocidad de carga del campo eléctrico está aumentando, es decir, la frecuencia aumenta, la deformación del objeto puede acelerarse para generar vibraciones y emitir ondas de sonido. Junto con otros equipos de apoyo, se convierte en la fuente de sonido del sonar activo.

Luego, el efecto piezoeléctrico inverso es el campo eléctrico para controlar la deformación del objeto. Cuando los cables están conectados a los extremos superior e inferior del cuerpo piezoeléctrico y se aplica un voltaje, el objeto se alarga o se acorta en la dirección del campo eléctrico. Si la velocidad de carga del campo eléctrico está aumentando, es decir, la frecuencia está aumentando, la deformación del objeto puede acelerarse para generar vibraciones y emitir ondas de sonido. Junto con otros equipos de apoyo, se convierte en la fuente de sonido del sonar activo.

En la estructura cristalina del titanato de bario o PZT, las posiciones centrales de los cargos positivos y negativos coinciden, y el dipolo se genera cuando la temperatura de los cargos positivos y negativos ya no coincide después de que la temperatura se reduce a un valor determinado. Este fenómeno dipolo se trata de polarización espontánea. En un cuerpo de cerámica, las regiones de la misma orientación de polarización espontánea generan nuevamente los dominios, y los dominios se lanzan bajo un campo eléctrico externo para mantener la misma dirección que el campo eléctrico. Durante este período, si el ángulo de la dirección del dominio no es de 180 grados, entonces esta rotación generará un cambio en la forma del transductor tubular de cerámica PZT4 PIZO4, es decir, la cepa debajo de un campo eléctrico grande. Si es un campo eléctrico alterno, la histéresis se producirá en un ciclo de carga. Por lo tanto, en aplicaciones prácticas, el gran campo eléctrico está pre-polarizado, y los dominios están orientados en una dirección. Después de eso, la dirección del campo eléctrico no debe cambiarse tanto como sea posible para evitar la histéresis y la despolarización. Por supuesto, se excluyen algunos dispositivos de almacenamiento electrónico. Después de resolver el problema de generar ondas de sonido y recibir ondas de sonido, para mejorar el rendimiento, las unidades del sonar generalmente están generalmente en forma de una matriz, que se combina con otros dispositivos, como los desplazadores de fase y el elemento similar a un escaneo. de un área específica. Las grandes matrices son a menudo esféricas o en forma de columna, tan grandes que los tubos torpedos del submarino se dan paso. El buque de guerra o la parte posterior del submarino a menudo forman un punto ciego debido al sistema de propulsión, por lo que el sonar remolcado está lejos del área de ruido de la popa.