Застосування мембранних датчиків в системах гідролокації із використанням цифрових лазерних інтерферометрів

Анотація

Представлено результати теоретичних досліджень вимушених коливань «товстого» диска з метою його застосування в якості мембранного датчика приймача інфразвукових гідроакустичних сигналів для систем гідролокації на основі цифрових лазерних інтерферометрів. Під зовнішнім впливом на жорстко закріплений по колу диск розуміється сумарний постійний тиск води і змінне тиск гідроакустичного сигналу, що переноситься інфразвуковими хвилями. Для опису коливань дискової мембрани розглянуто просту модель у вигляді хвильового рівняння для нейтральної поверхні в середині диска, рівновагу якої описується диференціальним двовимірним оператором четвертого порядку. У цій моделі вплив товщини диска враховується за допомогою пружного параметра— циліндричної жорсткості. Із використанням перетворення Фур’є хвильового рівняння за часовою змінною для монохроматичного акустичного сигналу знайдено спільне рішення рівняння. Отримано класична передавальна функція розглянутої моделі датчика як реакція на монохроматичній зовнішній вплив у вигляді амплітуди вимушених коливань диска в центральній його області, визначені власні частоти коливань в залежності від розмірів і пружних властивостей матеріалів диска і розраховані частотні характеристики моделі. В області інфразвукових частот, багато менших основної частоти власних коливань диска (першого резонансу), амплітудно-частотна характеристика добре апроксимується ступеневою функцією з показником –2 і суттєво перевищує значення чутливості датчика в області між частотами резонансів.. Іл.: 3. Бібліогр.: 8 найм.