RU154367U1 - HYDROACOUSTIC CYLINDER RECEIVER (ANTENNA) - Google Patents

Abstract

1. Гидроакустический цилиндрический приемник, включающий герметизированный активный элемент, содержащий установленные соосно пьезокерамические кольца и корпус, а также электрический ввод, отличающийся тем, что активный элемент выполнен секционированным, каждая секция состоит из пьезокерамического кольца, скрепленного по внутренней поверхности в области торцов через резиновые развязки с полой металлической трубкой, имеющей на концах наружную резьбу, полые металлические трубки соединены между собой металлическими втулками с внутренней ответной резьбой по концам, образуя корпус, герметизация активного элемента выполнена нанесением на наружную поверхность каждой секции слоя полимерного материала, а крайние секции соединены с наконечником и герметичным вводом.2. Приемник по п. 1, отличающийся тем, что втулки на участках, примыкающих к секциям, имеют диаметр, превышающий диаметр пьезокерамического кольца, а образовавшиеся углубления над поверхностью секции заполнены герметизирующим слоем полимерного материала.1. A hydroacoustic cylindrical receiver comprising a sealed active element containing coaxially mounted piezoceramic rings and a housing, as well as an electrical input, characterized in that the active element is sectioned, each section consists of a piezoceramic ring fastened along the inner surface in the end region through rubber junctions with a hollow metal tube having an external thread at the ends, hollow metal tubes are interconnected by metal sleeves with an internal s corresponding thread at the ends, forming a housing, sealing the active element is formed by applying to the outer surface of each section of the polymeric material layer and the outermost tip sections are connected to and sealed vvodom.2. The receiver according to claim 1, characterized in that the bushings in the areas adjacent to the sections have a diameter greater than the diameter of the piezoceramic ring, and the formed recesses above the section surface are filled with a sealing layer of polymer material.

Description

Предполагаемая полезная модель относится к области гидроакустики, а именно к созданию гидроакустических приемников звукового давления.The proposed utility model relates to the field of sonar, in particular to the creation of sonar receivers of sound pressure.

Гидроакустические цилиндрические приемники получили самое широкое применение в современной гидроакустике. Они используются для комплектования антенн шумопеленгования, подводной связи, в позиционных системах и во многих других гидроакустических устройствах.Hydroacoustic cylindrical receivers have received the widest application in modern sonar. They are used for acquisition of noise-finding antennas, underwater communications, in positional systems and in many other sonar devices.

Конструкции цилиндрических приемников и способы их изготовления описаны в целом ряде патентов отечественных и зарубежных авторов, а также в открытой литературе (например Р. Боббер «Гидроакустические измерения», «Мир» Москва 1974 г, рис. 5.13; под редакцией В,В, Богородского, «Подводные электроакустические преобразователи», справочник, «Судостроение» 1963 г, стр. 91, рис. 5.41а)The designs of cylindrical receivers and methods for their manufacture are described in a number of patents by domestic and foreign authors, as well as in open literature (for example, R. Bobber, “Hydroacoustic Measurements”, “Mir” Moscow 1974, Fig. 5.13; edited by B, B, Bogorodsky , “Underwater electro-acoustic transducers”, reference book, “Shipbuilding” 1963, p. 91, Fig. 5.41a)

В книге Р. Боббера, рис. 5.13 описан цилиндрический приемник, содержащий пять соосно расположенных керамических колец из титаната - цирконата свинца. Внутри набора колец располагается акустически мягкий материал. Приемник герметизирован резиновой оболочкой, снабжен коаксиальным кабелем, через металлическую трубку присоединенным к набору колец.In the book of R. Bobber, fig. 5.13 a cylindrical receiver is described containing five coaxially arranged ceramic rings of titanate - lead zirconate. Inside the set of rings is an acoustically soft material. The receiver is sealed with a rubber sheath, equipped with a coaxial cable, through a metal tube attached to a set of rings.

По наибольшему числу общих признаков с предполагаемой полезной моделью наиболее близким аналогом является приемник, описанный в справочнике под редакцией В.В. Богородского стр. 91 рис. 5.4.а. Приемник содержит активный элемент из 6-ти пьезокерамических колец состава ЦТСНВ-1, которые соосно расположены через кольцевые резино-металлические опоры на металлической (дюралевой) трубке. Кольца в наборе установлены вплотную и стянуты (скреплены) гайкой с прокладкой, навинчивающейся на трубку, конец которой имеет резьбу. Приемник герметизирован резиновым чехлом, который натягивается на активный элемент через тонкий слой полиуретанового компаунда. Все кольца электрически соединены последовательно и монтажные провода присоединены к двужильному кабелю герметичного ввода.According to the largest number of common features with the proposed utility model, the closest analogue is the receiver described in the reference manual edited by V.V. Bogorodsky St. 91 Fig. 5.4.a. The receiver contains an active element of 6 piezoceramic rings of the composition TsTSNV-1, which are coaxially located through ring rubber-metal supports on a metal (duralumin) tube. The rings in the set are mounted flush and tightened (fastened) with a nut with a gasket screwed onto the tube, the end of which is threaded. The receiver is sealed with a rubber cover, which is pulled onto the active element through a thin layer of polyurethane compound. All rings are electrically connected in series and the mounting wires are connected to the twin-core cable of the hermetic input.

Недостатки конструкции прототипа состоят в следующем. При наборе колец по высоте технологически трудно насадить большое количество колец на длинную металлическую трубку и выполнить электрический монтаж Прочность на изгиб длинного приемника невелика В результате приемник по высоте имеет на практике размер около 100-150 мм, значительно меньший длины волны звука. Однако в ряде случаев применение цилиндрических приемников требует, чтобы они были развиты по высоте. Например, при разработке опускаемых в водную среду антенн вертолетных гидроакустических станций, необходимо, чтобы вертикальный размер приемника, определяемый его диаграммой направленности на рабочей частоте составлял около 600-700 мм.The disadvantages of the design of the prototype are as follows. When selecting rings in height, it is technologically difficult to fit a large number of rings on a long metal tube and perform electrical installation. The bending strength of the long receiver is small. As a result, the receiver has a practical height of about 100-150 mm, much smaller than the sound wavelength. However, in some cases, the use of cylindrical receivers requires that they be developed in height. For example, when developing helicopter sonar stations antennas lowered into the water environment, it is necessary that the vertical size of the receiver, determined by its radiation pattern at the operating frequency, be about 600-700 mm.

Задачей предлагаемой полезной модели является создание конструкции приемника, развитого по высоте и пригодного для работы в составе гидроакустических станций.The objective of the proposed utility model is to create a receiver structure developed in height and suitable for operation as part of sonar stations.

Техническим результатом предполагаемой полезной модели является увеличение высоты приемника, улучшение технологии его изготовления и сборки, повышение механической прочности без ухудшения его электроакустических параметров (чувствительности).The technical result of the proposed utility model is to increase the height of the receiver, improve the technology of its manufacture and assembly, increase the mechanical strength without compromising its electro-acoustic parameters (sensitivity).

Для достижения указанного технического результата в гидроакустический цилиндрический приемник, включающий герметизированный активный элемент, содержащий установленные соосно пьезокерамические кольца и корпус, а также электрический ввод, введены новые признаки, а именно активный элемент выполнен секционированным, каждая секция состоит из пьзокерамического кольца, скрепленного по внутренней поверхности в области торцов через резиновые развязки с полой металлической трубкой, имеющей на концах наружную резьбу, полые металлические трубки соединены между собой металлическими втулками с внутренней ответной резьбой по концам, образуя корпус, герметизация активного элемента выполнена нанесением на наружную поверхность каждой секции слоя полимерного материала, а крайние секции соединены с наконечником и герметичным вводом.To achieve the specified technical result, a hydroacoustic cylindrical receiver including a sealed active element containing coaxially mounted piezoceramic rings and a housing, as well as an electrical input, has introduced new features, namely, the active element is made sectional, each section consists of a piezoceramic ring fastened along the inner surface at the ends through rubber junctions with a hollow metal tube having an external thread at the ends, hollow metal tr bki interconnected metal sleeves with internal thread mating the ends to form a housing, sealing the active element is formed by applying to the outer surface of each section of the polymeric material layer and the outermost sections are connected with a tip inlet and sealed.

Целесообразно, чтобы металлические втулки на участках, примыкающих к секциям, имели диаметр, превышающий диаметр пьезокерамического кольца, а образовавшиеся углубления над поверхностью секции было заполнено герметизирующим слоем полимерного материалаIt is advisable that the metal bushings in the areas adjacent to the sections have a diameter exceeding the diameter of the piezoceramic ring, and the formed recesses above the section surface are filled with a sealing layer of polymer material

В предложенной конструкции удается обеспечить необходимый размер по высоте приемника, упростить его сборку, в том числе за счет изъятия из конструкции трудно устанавливаемого резинового чехла.In the proposed design, it is possible to provide the necessary size for the height of the receiver, to simplify its assembly, including by removing from the construction of a hard-to-install rubber cover.

Сущность полезной модели поясняется фиг 1, где представлен продольный разрез заявленного приемника.The essence of the utility model is illustrated in Fig 1, which shows a longitudinal section of the claimed receiver.

Приемник содержит активный элемент, выполненный секционированным, каждая секция состоит из пьезокерамического кольца 1 состава ЦТБС-3, которое через резиновые развязки 3 установлено на алюминиевой трубке 2 с наружной резьбой на обоих концах, установочной гайки 4, алюминиевой втулки 5, диаметр которой между секциями превышает диаметр пьезокерамического кольца 1, и на концах которой имеется внутренняя резьба, герметизирующего слоя полимерного материала (герметика) 6, заполняющего образовавшееся углубление во втулках 5, монтажных проводов 7, герметичного ввода 8 и наконечника 9 у крайних секций.The receiver contains an active element, made partitioned, each section consists of a piezoceramic ring 1 of the structure ЦТБС-3, which through rubber interchanges 3 is mounted on an aluminum tube 2 with an external thread at both ends, a mounting nut 4, an aluminum sleeve 5, the diameter of which between the sections exceeds the diameter of the piezoceramic ring 1, and at the ends of which there is an internal thread, a sealing layer of polymeric material (sealant) 6, filling the formed recess in the bushings 5, mounting wires 7, g Sealed input 8 and tip 9 at the end sections.

На фиг. 1 видно, что конструкция приемника не содержит герметизирующего резинового чехла, что существенно упрощает его сборку особенно для приемников, развитых по высоте, без потери чувствительности, часто возникающей из-за неплотного прилегания чехла к поверхности пьезокерамических колец.In FIG. 1 it can be seen that the design of the receiver does not contain a sealing rubber cover, which greatly simplifies its assembly, especially for receivers developed in height, without loss of sensitivity, often arising due to the loose fit of the cover to the surface of piezoceramic rings.

Металлические втулки 5 имеют больший диаметр, чем трубки 2, с закрепленными на них пьезокерамическими кольцами, что увеличивает прочность приемника на изгиб.Metal sleeves 5 have a larger diameter than tubes 2, with piezoceramic rings fixed to them, which increases the bending strength of the receiver.

Сборка предлагаемой конструкции гидроакустического приемника производится в следующем порядке. Пьезокерамическое кольцо 1 через резиновые развязки 3 устанавливается на алюминиевой трубке 2 и поджимается гайкой 4, монтажные провода 7 заводятся в центральные отверстия трубки 2. На трубку навинчивается втулка 5, в которую на противоположном конце ввинчивается следующая трубка 2 с пьезокерамическим кольцом 1. Таким образом, происходит последовательная сборка всего приемника. Одна из крайних трубок присоединяется на резьбе к наконечнику 9, другая через втулку - к вводам. 8 Последняя операция - герметизация активных элементов компаундом 6.The assembly of the proposed design of the hydroacoustic receiver is carried out in the following order. The piezoceramic ring 1 is mounted on the aluminum tube 2 through rubber junctions 3 and is tightened by the nut 4, the mounting wires 7 are led into the central holes of the tube 2. A sleeve 5 is screwed onto the tube, into which the next tube 2 with the piezoceramic ring 1 is screwed. sequential assembly of the entire receiver occurs. One of the end tubes is connected on the thread to the tip 9, the other through the sleeve to the bushings. 8 The last operation is sealing the active elements with compound 6.

Работа заявленного приемника осуществляется следующим образом: при действии акустического давления на гидроакустический цилиндрический приемник, помещенный в водную среду, на электродах пьезокерамических колец под действием пьезоэффекта вырабатывается электрический сигнал, который с помощью электрических выводов передается к аппаратуре предварительной обработки. При этом его чувствительность не ухудшается, так как герметизация полимерным слоем обеспечивает более надежный акустический контакт с водой, чем герметизация резиновым чехлом.The claimed receiver operates as follows: when an acoustic pressure is applied to a hydroacoustic cylindrical receiver placed in an aqueous medium, an electric signal is generated on the electrodes of the piezoceramic rings under the influence of the piezoelectric effect, which is transmitted to the pre-processing equipment using electrical leads. At the same time, its sensitivity does not deteriorate, as sealing with a polymer layer provides more reliable acoustic contact with water than sealing with a rubber cover.

Приемник прост в изготовлении, технологичен, имеет повышенную прочность, позволяет обеспечивать любой, определяемый требованиями характеристики направленности в вертикальной плоскости размер, и имеет чувствительность, определяемую чувствительностью пьезокерамичекого кольца, без снижения ее за счет влияния элементов конструкции.The receiver is easy to manufacture, technologically advanced, has increased strength, allows you to provide any size determined by the requirements of directivity in the vertical plane, and has a sensitivity determined by the sensitivity of the piezoceramic ring, without reducing it due to the influence of structural elements.

Claims (2)

1. Гидроакустический цилиндрический приемник, включающий герметизированный активный элемент, содержащий установленные соосно пьезокерамические кольца и корпус, а также электрический ввод, отличающийся тем, что активный элемент выполнен секционированным, каждая секция состоит из пьезокерамического кольца, скрепленного по внутренней поверхности в области торцов через резиновые развязки с полой металлической трубкой, имеющей на концах наружную резьбу, полые металлические трубки соединены между собой металлическими втулками с внутренней ответной резьбой по концам, образуя корпус, герметизация активного элемента выполнена нанесением на наружную поверхность каждой секции слоя полимерного материала, а крайние секции соединены с наконечником и герметичным вводом.1. A hydroacoustic cylindrical receiver comprising a sealed active element containing coaxially mounted piezoceramic rings and a housing, as well as an electrical input, characterized in that the active element is sectioned, each section consists of a piezoceramic ring fastened along the inner surface in the end region through rubber junctions with a hollow metal tube having an external thread at the ends, hollow metal tubes are interconnected by metal sleeves with an internal s corresponding thread at the ends, forming a housing, sealing the active element is formed by applying to the outer surface of each section of the polymeric material layer and the outermost sections are connected with a tip inlet and sealed. 2. Приемник по п. 1, отличающийся тем, что втулки на участках, примыкающих к секциям, имеют диаметр, превышающий диаметр пьезокерамического кольца, а образовавшиеся углубления над поверхностью секции заполнены герметизирующим слоем полимерного материала.

2. The receiver according to claim 1, characterized in that the bushings in the areas adjacent to the sections have a diameter exceeding the diameter of the piezoceramic ring, and the formed recesses above the surface of the section are filled with a sealing layer of polymer material.

Images