Основы теории эхолотов

Эхолот

. Пьезоэлектрические и магнитострикционные преобразователи

В гидролокационных системах и эхолотах применя­ются главным образом два типа электромеханических преобразовате­лей; пьезоэлектрические и магнитострикционные. Эти вибраторы мо­гут работать как в режиме излучателя, так 'и в режиме приемника, т. е. являются обратимыми. Рассмотрим принцип действия и конструк­тивные особенности каждого из них.

Пьезоэлектрические вибраторы. Работа пьезоэлектрических виб­раторов основывается на использовании так называемого пьезоэлект­рического эффекта, свойственного некоторым кристаллическим телам (пьезоэлектрикам): кварцу, сегнетовой соли, ди гидрофосфату аммо­ния, титанату бария и др. Этот эффект был открыт в 1880 г. известны­ми физиками Жаком и Пьером Кюри, которые обнаружили, что под воздействием механического напряжения в пьезоэлектрических крис­таллах образуетвя электрическое поле. Явление пьезоэффекта обра­тимо. Другими словами, пьезокристалл, помещенный в электрическое поле, будет деформироваться. Многочисленные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что все эти процессы происходят по линейным законам.

Магнитострикционньге вибраторы. Магнитострикционными виб­раторами оснащены многие гидроакустические приборы. Действие этих преобразователей основывается на использовании магнитострик-ции некоторых ферромагнитных материалов: никеля, кобальта, пер-маллоя, нихрома, монеля и др. Основные уравнения магнитострик-ции были эмпирически получены известными физиками Джоулем и Виллари еще в начале прошлого века. Они имеют вид:

Принцип действия. Принцип действия §холота осно* вывается на использовании отраженных от морского дна звуко­вых волн, Сущность эхо-метода заключается в следующем. Пусть Л (рис.5.19)—излучатель звуковых волн, а В—приемник эхо-сигна­ла. Обозначим через I расстояние между вибраторами эхолота. Тогда

Если скорость звука равна Со» а про­межуток времени между моментами посыл­ки звукового импульса и прихода эхо-сигнала равен t, то выражение (5.100)

 

приобретает вид

На больших глуоинах h>>LI и величи­ной L/2 можно пренебречь. Поэтому

Из формул видно, что задача определения глубины б помощью эхолота практически сводится к измерению весьма малого промежутка времени t.

Дата добавления: 2013-12-13