НАПРАВЛЕНІ ВЛАСТИВОСТІ КРУГОВОГО ЦИЛІНДРИЧНОГО П’ЄЗОКЕРАМІЧНОГО ПЕРЕТВОРЮВАЧА З ПЛОСКИМ ЕКРАНОМ В ДІАМЕТРАЛЬНІЙ ПЛОЩИНІ

Анотація

Мета. Дослідження направлених властивостей кругового циліндричного п’єзокерамічного перетворювача з плоским екраном в діаметральній площині. Основні етапи дослідження включають розгляд конструкції цього перетворювача та запропоновану нову схему побудови, розрахунки і аналіз результатів використання плоского акустично м'якого екрану для поліпшення випромінювальних характеристик, а також визначення впливу розміру екрану на діаграму направленості та імпеданс випромінювання.

Методика дослідження включала в себе застосування методу зв’язаних полів у багатозв’язних областях для визначення акустичних полів екранованого перетворювача. На основі цього методу було отримано аналітичні співвідношення для акустичних полів та нормований вираз діаграми направленості та імпедансу.

Проведено розрахунки та аналіз кількісних результатів використання плоского акустично м'якого екрану у циліндричних перетворювачах з метою поліпшення їх випромінювальних характеристик. Запропоноване розміщення екрану в діаметральній площині перетворювача забезпечує рівномірне випромінювання в широкому секторі просторових кутів і малий рівень випромінювання звуку в певному напрямку. Це дозволяє створити максимальну випромінюючу поверхню перетворювача і забезпечити односторонню направленість його випромінювання. Крім того, екранований перетворювач має майже незмінний імпеданс випромінювання порівняно з неекранованим, що спрощує узгодження з електронним генератором.

Результати. Отримані результати свідчать про те, що розміщення плоского акустично м'якого екрана в діаметральній площині перетворювача дозволяє досягти рівномірного випромінювання в широкому секторі просторових кутів та низького рівня випромінювання в конкретному напрямку. Ця особливість дозволяє створити максимальну випромінюючу поверхню перетворювача та забезпечити односторонню направленість випромінювання. Крім того, встановлено, що розмір екрану та дифракційні процеси мають важливий вплив на характеристики перетворювача.

Практична значимість цього дослідження полягає в можливості покращити випромінювальні характеристики циліндричних перетворювачів шляхом використання акустично м'якого екрану. Це може бути корисним у багатьох галузях, де важлива одностороння направленість випромінювання, таких як розробка сонарів, медичних ультразвукових пристроїв, військова та оборонна техніка та інші застосування, де важливо досягти оптимальних акустичних характеристик.