книги из ГПНТБ / Орлов Л.В. Расчет и проектирование антенн гидроакустических рыбопоисковых станций

to

£

Рис. 93.

а при косом падении под углом 0 — по формуле (рис. 90

б, 95—98)

(VIII—2)

Выражение (VIII—2) справедливо для 0<8O°;d< Х=

= ~ . В выражениях (VIII— 1) и (VIII—2) приняты

следующие обозначения:

217

На рис. 91—94 и 95—98 приведены графические зави­ симости значений коэффициента прохождения D и Dv от частоты f и толщины d перегородок из различных ма­

Глава IX

ИСПЫТАНИЕ АНТЕНН И ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ И ИЗМЕРЕНИЕ ИХ ПАРАМЕТРОВ

В процессе изготовления антенн с заданными пара­ метрами необходим контроль качества преобразовате­ лей и их узлов для выявления и изъятия бракованных преобразователей и пьезоэлементов из-за нарушения технологии изготовления или увеличения разброса параметров преобразователей и пьезоэлементов сверх допустимых пределов.

После изготовления антенны нужно убедиться в том, что ее параметры соответствуют заданным. В ряде слу­ чаев, когда антенна достаточно сложна, например ее многоканальности, целесообразно выполнить согласова­ ние антенны с электронной аппаратурой и произвести повторные измерения ее параметров вместе с аппарат­ ной частью станции.

Перед началом эксплуатации на судне новой стан­ ции необходимо убедиться в том, что параметры антен­ ны не нарушены в процессе .ее монтажа на судне и из­ менились в результате влияния обтекателя или приле­ гающих участков корпуса судна в допустимых пределах.

Наконец, в процессе эксплуатации станции необходим периодический контроль работоспособности антенны.

ИСПЫТАНИЯ И ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ И АНТЕНН ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ

В процессе изготовления антенн ведут контроль пара­ метров преобразователей, составляющих антенну, и пье­ зоэлементов, из которых собирают преобразователи.

Перед сборкой преобразователей проверяют следую­

218

щие параметры пьезоэлементов: геометрические размеры на соответствие заданным, внешний вид (на предмет вы­ явления сколов керамики, проверки качества электро­ дов, наличия трещин и пор); полярность пьезокерамиче­ ских элементов; внутреннее сопротивление постоянному току; скорость звука в образце или резонансную частоту пьезоэлемента; величинупьезомодуля; емкость и элект­ рические потери.

Разработчиком должны быть установлены допуски на пределы разброса перечисленных параметров.

Допуски необходимо устанавливать исходя из преде­ лов, оговоренных техническими условиями на производ­ ство пьезоэлементов и возможности обеспечения требуе­ мых параметров антенн.

Если не будут выдержаны пределы, оговоренные тех­ ническими условиями, вводится комплектование пьезо­ элементов в процессе изготовления преобразователей.

У изготовленных преобразователей проверяют: внут­ реннее сопротивление постоянному току; сопротивление изоляции; емкость или индуктивность; тангенс угла диэ­ лектрических потерь (или электрическую добротность у пьезомагнитных); частоту резонанса, отсутствие паразит-. ных резонансов по частотной характеристике проводимо­ сти; при необходимости — полярность составляющих пре­ образователь пьезоэлементов; электрическую прочность; механическую прочность; коэффициент электромеханиче­ ской трансформации.

Параметры, подлежащие проверке у изготовленных антенн: правильность электрического монтажа преобра­ зователей; внутреннее сопротивление постоянному току по каналам; устойчивость к вибрациям и ударам; устой­ чивость к изменению температуры; герметичность; сопро­ тивление изоляции по каналам; электрическая прочность по каналам; частотные характеристики электрической мощности по каналам и антенны в целом; частотные ха­ рактеристики давления по каналам и антенны в целом; коэффициент полезного действия; частотные характери­ стики ваттного сопротивления по каналам и антенны в целом; частотные характеристики чувствительности по каналам и антенны в целом; характеристики направлен­ ности по каналам и антенны в целом.

По соображениям целесообразности и технической не­ обходимости порядок и объем проверок изменяется.

219

Контроль полярности. Контроль выполняют с по­ мощью индикатора статического заряда — гальванометра или осциллографа. Все пьезоэлементы поочередно под­ ключают к индикатору одинаковым образом, например, плюсовым электродом к плюсовой клемме индикатора. После этого производится механическое нажатие на пье­ зоэлемент, в результате которого образуется статический заряд, вызывающий реакцию индикатора. При одинако­ вой полярности реакция индикатора на испытание долж­ на быть однозначной: отклонение стрелки гальванометра или электронного луча осциллографа будет происходить в одну и ту же сторону. Изменение отклонения на проти­ воположное свидетельствует о противоположной поляр­ ности.

Контроль полярности по величине показания индика­ тора может служить для приближенной оценки эффек­ тивности одинаковых пьезоэлементов при условии приме­ нения приспособления для создания тарированного меха­ нического напряжения в пьезоэлементе.

В случае необходимости можно проверить правиль­ ность полярности пьезоэлементов в собранном преобра­ зователе, для чего следует поочередно создать механиче­ ское напряжение в каждой призме, из которых собран преобразователь.

Измерение внутреннего сопротивления постоянному току и сопротивления изоляции. Производится с по­ мощью тераомметра или мегометра.

При измерениях внутреннего сопротивления постоян­ ному току изделий, изготовленных из пьезоэлектрических материалов, измерительный прибор подключают к плю­ совому и минусовому выводам пьезоэлемента, преобра­ зователя, антенны. Изделия выдерживают перед измере­ нием при температуре около 20° С в течение суток. По­ казания измерительных приборов фиксируют не менее чем через 60 с после подачи измерительного напряже­ ния.

Сопротивление изоляции измеряют мегометром или тераомметром между плюсовым выводом и корпусом или минусовым выводом и корпусом изделия. Показания приборов фиксируют не менее чем через 15 с после пода­ чи измерительного напряжения.

Устойчивость к вибрациям и ударам. В процессе экс­ плуатации антенны могут подвергнуться воздействию

220

вибраций, вызываемых судовыми механизмами. В случае совпадения частот вибрационных нагрузок с собствен­ ными резонансными частотами элементов конструкции антенны возможно разрушение последней.

Ударные нагрузки могут воздействовать на антенны в моменты транспортировки или при плавании судна в штормовых условиях.

Испытания антенн на устойчивость к вибрационным и ударным нагрузкам проводят на стендах, имитирую­ щих внешние механические воздействия.

Устойчивость к температурным перепадам. Испыта­ ние на устойчивость к температурным воздействиям це­ лесообразно для антенн, которые могут оказаться под воздействием различных внешних температурных усло­ вий, например, при перемещении антенны из отапливае­ мого помещения (цеха или склада) на открытый воздух в зимних северных условиях. При изменении температу­ ры возможно возникновение дефектов: появление тре­ щин в керамике в случае приклейки к ней металла с неподходящим коэффициентом линейного расширения, в герметизирующих корпусах, сварных соединениях, поте­ ря эластичности резиновых уплотнений, трещины в обо­ лочках кабелей и проводов, замерзание заполняющих антенну изолирующих жидкостей.

Испытания антенн на устойчивость к температурным перепадам осуществляются в термокамерах.

После проведения испытаний на устойчивость к виб­ рационным и ударным нагрузкам и температурным воз­ действиям осуществляют внешний осмотр, измеряют соп­ ротивление изоляции, внутреннее сопротивление постоян­ ному току, частотную характеристику входного сопротив­

монтажа и механических разрушений колебательной си­ стемы.

Герметичность. Испытания на герметичность гаран­ тируют исправную работу антенны в воде. Эти испыта­ ния проводятся в гидробаках, позволяющих создать (в зависимости от заданного заглубления -антенны на суд­ не) повышенное гидростатическое давление, которым антенну выдерживают некоторое время, после чего про­ веряют сопротивление изоляции с целью выяснения от­ сутствия доступа воды к токоизолированным частям антенны.

221