Экспериментальный комплекс для исследования возможностей использования гидроакустических датчиков в системах подводного видения - Широков, Владимир Анатольевич; Милич, Владимир Николаевич (Вестник ИжГТУ имени М.Т. Калашникова, 2021)
Приведено описание лабораторного измерительного экспериментального комплекса, включающего линейную аквасреду в виде протяженного цилиндрического резервуара (гидроволновода) и опытовый бассейн, оснащенные системой генерации испытательных гидроакустических сигналов, набором электроакустических и акустоэлектрических преобразователей, системой усиления и оцифровки принимаемых сигналов. Представлены результаты экспериментальных исследований гидроакустических пьезодатчиков и особенностей распространения генерируемых ими волн в описываемом комплексе. В число этих результатов входят: оценка чувствительности датчиков; оценка частотных характеристик датчиков; исследование АЧХ системы из двух датчиков, закрепленных в торцах горизонтального гидроволновода; сравнение результатов измерений АЧХ датчиков в трубе и бассейне; сравнение затягивания сигнала во времени в трубе и бассейне; исследование работы датчиков в режиме сонара. Наиболее значимыми результатами, иллюстрирующими поведение гидроакустических сигналов и потенциал лабораторного измерительного экспериментального комплекса, являются установленные возможности определения резонансных особенностей электроакустических преобразователей и детальность характеристик отражения акустических сигналов от объектов в условиях водной среды. Основными исследованными характеристиками гидроакустических датчиков являются: чувствительность, частотные характеристики исследуемых датчиков, амплитудно-частотные характеристики системы из передающего и приемного датчиков и особенности работы датчиков в режиме сонара. По результатам исследований получены характеристики чувствительности датчиков и оценки разброса показателей чувствительности для однотипных представителей различных партий. Исследование частотных характеристик датчиков сосредоточено на исследовании зависимости модуля и фазы сопротивления датчика от частоты и на определении резонансных особенностей датчиков. Установлено наличие резонансов (минимумы сопротивления) и антирезонансов (максимумы сопротивления) в нескольких частотных областях. При исследовании датчиков в режиме сонара отчетливо наблюдалась бликовая структура эхосигналов от составляющих сложного объекта (сфера, подвешенная на нити), разделенных промежутками времени 12,3 мкс. Задержка сигнала, отраженного от нити, по отношению к сигналу отражения от передней стенки сферы обусловлена бóльшим на два радиуса сферы расстоянием, преодолеваемым отраженным от нити сигналом. Выполнение исследований в условиях двух экспериментальных ситуаций (линейный гидроволновод и опытовый бассейн) позволяет оценить степень адекватности получаемых результатов в смысле сравнения аналогичных экспериментов в разных условиях.