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Neptune水声换能器

http://www.neptune-sonar.co.uk

作为水下换能器技术的领军企业,Neptune拥有世界上最大最全面的水下防卫与商用换能器产品线。

  由许多领先的OEM公司指定,我们的换能器在范围广阔的商业设备中占有重要地位,主要产品包括回波探测器、侧扫声纳到海床地图绘制与定位系统。

  Neptune的军用换能器曾用于世界范围的海军与防卫组织,并作为拦截、L/F Active、潜水艇跟踪以及通信系统的关键部分。

  我们的研究生产基地位于英国的东约克郡,占地面积25英亩。该基地拥有面积60,000平方米的实验湖,湖上的浮动校准实验室能够为声学换能器研发从模型、设计到最终产品验收的每一方面提供众多设备支持。

  作为通过ISO9001国际质量体系认证的公司,“现场”标定设备保证了我们公司的换能器以最高的质量标准提供给用户,我们采用的是连续的监控的自由场声学测试程序。


露天水声校准设备


  英国最大的个人拥有的该类型声学校准实验室,它所配备的仪器拥有最先进的技术,特别设计的软件让工程师和科学家可以利用成套的水下仪器进行精确地水下声学测量。
  生产厂商与最终用户会发现无论是校准单个的水听器还是确定一套复杂的声纳系统的水下性能,这套设备都可以称得上是无价之宝。
  该测量实验室建立在一个17x10米的漂浮平台上,平台连接着40米长,两米宽的通道。该通道进出方便,为船舶的使用提供了极大的便利,简化了重型仪器的搬运与调度,同时降低了健康与安全风险。
  测量实验室配有用于测量的全自动测试仪器:
   - 复阻抗
   - 波束花样
   - 传输灵敏度
   - 接收灵敏度
   - 声源级
   - 相位
  实验室包括:
   - 可完全追溯到国家标准
   - 相关水听器与发射换能器的范围
   - 平均水深10米
   - 船井大小为4.9X2.3米
   - 起重机与操作设备
   - 实验室与存储区域
   - 以海岸为基础的支撑装置
   - 20 amp 三相 50Hz的电源
   - 安静的郊区
   - 水下GRP声学压力容器
   - 当地设施可供选择范围广泛

压电复合技术

  Neptune Sonar在生产设计质量可靠价格合理的换能器方面有着悠久的历史,如今又在现有制造能力基础之上融入压电复合技术,增加了设计灵活性。
  压电技术是标准PZT改进后的形式,切成长方体的陶瓷柱被封装到聚合体中排列成矩阵,形成均匀的、可调整的声学材料。这些材料本身为固有带宽,有着良好的敏感度和声学耦合效应。

  这些独特的合成材料所制成的换能器性能范围更为广阔,而且可以很容易地被做成三维形状。
  Neptune Sonar将这些长方体以及填充技术应用于合成陶瓷的生产,将陶瓷几何学最优化,从而最大限度符合应用要求。

  应用:
   - 宽带水听器
   - 高效宽带转发器
   - 多波束传输与接收阵列
   - 探雷
   - 绘制海底地图
   - ROV扫描阵列
   - 声学通讯
      振幅增益
  实心陶瓷(d31)中积聚的横向位移限制了层状模式(d33)中的振幅。相反地,在1-3化合物中,相对较小的横向位移被每个陶瓷柱之间的填充的聚合物矩阵所吸收。因此在层状模式中有更多的位移能量。

  灵敏度增益
  与实心陶瓷相比,通过减小指定空隙(体积分数)内的陶瓷面积可能增加每个陶瓷柱内的应变能。矩阵材料中陶瓷越少,聚合物越多,陶瓷柱上外露的增益能量越多。增益超过5dB并不是很罕见的。
  传输效率增益
  由于复合物中陶瓷成分减少,合成声学阻抗更接近于水的声阻抗,1.5Mrayl。因此,相比于实心陶瓷(假设没有任何匹配层),内部反射损失会小一些。

         单片电路    合成物
  声阻抗    ≈25Mrayls ≈6.5Mrayls
  耦合系数(Kt)  0.47     0.65

  换能器特征比较
  合成物中不需要的频率模式值可以通过改变聚矩阵的内部阻尼特性使它接近于零。
  合成物中不需要的频率模式值可以通过聚合体矩阵中的内阻尼工具被降低至接近于零。单片电路陶瓷中常见的多重共振频率需要经过电学和或声学过滤才能实现等效性能。
  对于线性的以及曲线相控阵,特别地,会有一些优势来抵消(弥补)额外的合成物生产成本。主要地,改良后的电声一致通道间有较少交叉干扰,同时可以减少每个换能器阵列中单个组件的个数。
  优点
   - 横跨操作带宽的单峰频率响应 - 设计简单
   - 频率独立击穿几何学 - 光圈设计的灵活性
   - 改良的曲线阵列性能 - 光滑曲率半径
   - 高灵敏度/高脉冲振幅 - 良好的信噪比
   - 宽带带宽 - Q = 4 to 5 (典型)
   - 增强的距离分辨能力 - 可能的短脉冲宽度
   - 增强的共振时相位一致 - 良好的角分辨率
   - 增强的耦合功效 - 与水良好的声学匹配
   - 容易构成三种空间形态 - 例如圆柱和球形
  缺点
   - 电量降低 - 陶瓷区域的百分率损耗
   - 较高生产成本 - 需要进行较多处理
   - 热绝缘 - 受功率和工作负载循环限制
   - 较高额定深度时的性能妥协 - 由于材料合规性造成






Neptune水声换能器

产品指南


球形水听器:工业标准,用于测量海洋哺乳动物、气枪、潮汐以及一般水声。
- D/60 : 10Hz–90KHz
- D/70 : 10Hz–100KHz
- D/140 : 20Hz–170KHz

微型水听器:微型高频实验室标准
- B/200 : 10Hz–180kHz
- D/300 : 10kHz–300kHz

带有前放的水听器:要求较高灵敏度的远程监控
- D/70/H : 350Hz–110kHz
- D/140/H : 350Hz–190kHz

冲击仪表:水下爆炸冲击监控
- T11

球形发射换能器:要求大功率、全方向宽波段信号以及宽带噪音
- D/11 : 6kHz–20kHz
- D/17 : 10kHz–30kHz
- D/26 : 20kHz–40kHz
- D/45 : 38kHz–52kHz

低频换能器:远距离、大功率声源用于主动声纳以及海床穿透
- T161 : 1kHz–4kHz
- T160 : 2kHz–6kHz
- T170 : 3kHz–8.5kHz
- T335 : 2kHz–8kHz

通讯换能器:环形和半圆形波束花样图用于范围跟踪、声学释放系统和异频雷达收发机/数据通信
- T313 : 7kHz–16kHz
- T279 : 12kHz–19kHz
- T235 : 10kHz–25kHz
- T257 : 16kHz–30kHz
- T218 : 18kHz–30kHz
- T204 : 45kHz–65kHz
- T216 : 45kHz–75kHz
- T226 : 45kHz–75kHz

球形发射换能器:全方向、宽带发射换能器,匹配3dB带宽
- D/11/BB : (3dB) 9kHz–19kHz
- D/17/BB : (3dB) 11kHz–26kHz
- D/26/BB : (3dB) 21kHz–44kHz

单波束换能器:这类换能器适用于要求单向波束花样的应用。设计初衷是用于船体安装的回波探测器,但许多设计可以在拖体的水深工作。应用包括商业性捕鱼和航海。
- 142系列 : 160, 200, 210, 300, 600kHz
- 147系列 : 24, 28, 30, 33, 38, 50kHz
- 172系列 : 24, 28, 30, 33, 38, 50kHz
- 320系列 : 24, 28, 30, 33, 38, 50kHz
- 390系列 : 160, 200, 210, 300, 600kHz
- 395系列 : 24, 28, 30, 33, 38, 50kHz
- T198 : 12kHz

双波束换能器:双波束换能器能够适应多种的海床水深以及目标分辨率。根据频率可以选择越舷、船体以及外部安装。
- 153系列 : 24, 28, 30, 33, 38kHz
- T28 : 210kHz
- T37 : 200kHz
- T38 : 120kHz
- T119 : 12kHz

双频换能器:这类换能器可以选择越舷、船体或者外部安装三种安装形式,主要应用于测量、地理以及鱼类资源评估。
- T141 : 33 & 210kHz
- T196 : 12 & 200kHz
- T197 : 12 & 210kHz
- 76系列 : 24, 28,30, 33, 38, 50,160, 200, 210, 300, 600kHz
- 77系列 : 24, 28,30, 33, 38, 50,160, 200, 210, 300, 600kHz
- 340系列 : 24, 28,30, 33, 38, 50,160, 200, 210, 300, 600kHz

侧向扫描换能器:此类中的许多侧向扫描换能器是目前市场上最常用的系统的替换品。
- T36 : 100/400kHz
- T61 : 100/100kHz
- T60 : 59kHz
- T62 : 100/500kHz
- T63 : 500kHz
- T64 : 100kHz
- T403 : 200kHz
- T404 : 210kHz