Гидрофон

Полезная модель относится к гидроакустике и может быть использована для измерений параметров гидроакустического шума в морских средах. Существо полезной модели заключается в том, что в известном гидрофоне, содержащем цилиндрический корпус с соосно закрепленным в нем трубчатым пьезоэлектрическим элементом, покрытым снаружи упругим изоляционным слоем, изоляционный слой выполнен из двух слоев акустически прозрачного эластичного полиуретанового компаунда, между которыми нанесен металлический слой. Это позволяет осуществить полную изоляцию экранирующих цепей гидрофона от контакта с водной средой и тем самым повысить помехоустойчивость гидрофона, а так же позволяет повысить его гидроустойчивость. Кроме того, гидрофон имеет возможность проверки своей работоспособности в процессе его эксплуатации. 4 з.п. ф-лы, 1ил.

Полезная модель относится к гидроакустике и может быть использована 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 4.178.577, кл.367-159(Н04В 13/00), 1979/.

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

Техническим результатом, получаемым от внедрения полезной модели, 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 соосно закрепленным в нем 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, упругое изоляционное покрытие выполнено из двух слоев прозрачного эластичного полиуретанового компаунда, между которыми нанесен металлический слой.

Металлический слой выполнен из олово-свинцового сплава.

Гидрофон дополнительно может содержать предварительный усилитель, установленный на плате, закрепленной в корпусе.

Гидрофон дополнительно может содержать электрический конденсатор, по емкости равный емкости пьезоэлектрического элемента, при этом выходы пьезоэлектрического элемента и конденсатора выполнены с возможностью управляемого подключения к входу предварительного усилителя.

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.

Полезная модель 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 являющегося 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, закрепленном 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, по емкости равный 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.

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).

Конструктивная особенность гидрофона, заключающаяся в наличии слоя 12 металлизации и собственного экрана предварительного усилителя, позволяет осуществить полную изоляцию экранирующих целей от контакта с водной средой. Тем самым повышается его помехоустойчивость и гидроустойчивость.

Кроме того, появляется возможность проверки работоспособности гидрофона в процессе его эксплуатации. Этим достигается поставленный технический результат - повышение надежности работы гидрофона.

1. Гидрофон, содержащий цилиндрический корпус с соосно закрепленным в нем 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 упругое изоляционное покрытие выполнено из двух слоев прозрачного эластичного полиуретанового компаунда, между которыми нанесен металлический слой.

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 предварительный усилитель, установленный на плате, закрепленной в корпусе.

4. Гидрофон по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит электрический конденсатор, по емкости равный емкости пьезоэлектрического элемента, при этом выходы пьезоэлектрического элемента и конденсатора выполнены с возможностью управляемого подключения к входу предварительного усилителя.

5. 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.