CC BY
75
Проектирование и конструкция судов
УДК 681.883
С.Н. Ковалев, А.П. Леонтьев, И.С. Олейников, А.Н. Самченко, И.О. Ярощук
КОВАЛЕВ СЕРГЕЙ НИКОЛАЕВИЧ - кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник (Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН, Владивосток). Балтийская ул., 43, Владивосток, 690041. E-mail: [email protected]
ЛЕОНТЬЕВ АЛЕКСАНДР ПЕТРОВИЧ - ведущий инженер (Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН, Владивосток). Балтийская ул., 43, Владивосток, 690041. E-mail: [email protected]
ОЛЕЙНИКОВ ИГОРЬ СЕРГЕЕВИЧ - ассистент кафедры информатики, математического и компьютерного моделирования Школы естественных наук (Дальневосточный федеральный университет, Владивосток). Суханова ул., 8, Владивосток, 690950. E-mail: [email protected] САМЧЕНКО АЛЕКСАНДР НИКОЛАЕВИЧ - кандидат географических наук, старший научный сотрудник (Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН, Владивосток). Балтийская ул., 43, Владивосток, 690041. E-mail: [email protected]
ЯРОЩУК ИГОРЬ ОЛЕГОВИЧ - доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией (Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН, Владивосток). Балтийская ул., 43, Владивосток, 690041. E-mail: [email protected]
Проектирование, изготовление и испытания векторных приемников
В статье приводятся наиболее существенные детали процесса проектирования и изготовления векторного приемника. Дано описание конструкции векторного приемника, а также испытательного оборудования, применявшегося в процессе производства. Успех решения поставленной задачи подтверждается параметрами, полученными в результате проведения испытаний.
Ключевые слова: векторный приемник, характеристика направленности, калибровка.
Введение
Неослабевающий интерес к комбинированным векторным приемникам обусловлен их уникальной особенностью - возможностью практически в точке (с учетом размеров приемника и длины волны принимаемых колебаний) определять амплитуду и фазу звукового давления относи-
© Ковалев С.Н., Леонтьев А.П., Олейников И.С., Самченко А.Н., Ярощук И.О., 2015 [138] vestnikis.dvfu.ru
тельно трех ортогональных компонент вектора колебательной скорости частиц среды в широком частотном диапазоне. Определенные таким образом параметры акустической волны позволяют рассчитывать величину потока мощности, что в условиях изотропного шумового поля существенно увеличивает вероятность обнаружения локального источника на фоне шумов среды. Следует отметить также, что в силу конструктивных особенностей векторный приемник, имея размер, много меньший длины волны, обладает, тем не менее, характеристиками направленности, позволяющими пеленговать локальный источник посредством точечного приемника. Указанные особенности делают перспективным применение комбинированных векторных приемников в морских информационно-измерительных системах широкого спектра назначения (гидроакустические навигационные системы, морская геологоразведка, интенсиметрия, пассивная гидролокация и многое другое). Представляет интерес возможность получения таких характеристик акустического поля, как соотношение плотностей кинетической и потенциальной энергии, разностнофазовые соотношения, поляризация вектора колебательной скорости и т.п. [14, 15].
Успех решения как прикладных, так и академических задач при этом в существенной мере зависит от качества применяемых векторных приемников. Под качеством приемника понимается соответствие заданным величинам довольно широкого спектра параметров, среди которых в первую очередь необходимо назвать чувствительность и наличие характеристик направленности каналов, а также массогабаритные показатели. Следует отметить, что исследователи часто по ряду причин вынуждены сами заниматься изготовлением векторных приемников, при этом возникают различные технологические вопросы, от решения которых напрямую зависит качество создаваемого векторного приёмника. Однако, несмотря на наличие специальной литературы, многие вопросы, стоящие перед разработчиком, остаются без ответа в силу, например, недостаточной надёжности теоретических расчётных схем. Это касается в основном вопросов, связанных с собственными резонансами конструкции, электрическими наводками и электромагнитной совместимостью устройств, а также с влиянием принятой конструктивной схемы на параметры готового изделия. Необходимо признать, что мало изготовить векторный приемник - следует обязательно провести калибровочные и испытательные работы с целью определения числовых значений параметров, характеризующих качество разрабатываемого приемника. Методы и оборудование, применяемое для проведения этих работ, достаточно сложны, они ставят перед разработчиком ряд трудных вопросов. Целью настоящей статьи является проектирование, изготовление и испытание векторного акустического приемника с характеристиками, позволяющими использовать его в малогабаритных приемных системах различного назначения.
На гидроакустическом полигоне в заливе Посьета авторами активно проводятся гидроакустические, геофизические и океанологические исследования [10-13]. Качественно улучшить обработку и анализ получаемых гидроакустических данных позволит применение скалярно-векторных методов. Рассмотренный ниже векторный приемник входит в состав мобильного гидроакустического комплекса, разрабатываемого в лаборатории статистической гидроакустики ТОИ ДВО РАН с целью проведения скалярно-векторных исследований гидроакустических полей. Из широкого многообразия известных типов приемников [14] по ряду причин был выбран приемник соколеб-лющегося типа на базе трехосного акселерометра с чувствительными элементами из пьезокерами-ки со встроенным гидрофонным каналом, позволяющий измерять как вектор колебательного ускорения, так и скалярное давление в поле акустической волны. Вектор ускорения определяется с помощью трехосного акселерометра, скалярное давление определяется с помощью гидрофонного канала. Обоснованием выбора конкретной конструкции и схемы векторного приемника среди множества вариантов послужили следующие параметры: технологическая простота конструктива, удобная форма амлитудно-частотной характеристики векторных каналов, обеспечивающая так называемое обеление естественных шумовых полей, опыт работы с приемниками подобного типа.
Проектирование и изготовление векторного приемника
Упрощенная схема векторного приемника показана на рис. 1. Векторный приемник имеет следующие параметры: верхняя частота рабочего диапазона - 1000 Гц, нижняя частота - 10 Гц. Коэффициент деления Кд [1], представляющий собой отношение прямой и поперечной чувствительности, - не менее 15 дБ. Кроме того, векторный приемник имеет ряд достоинств [15], а именно малые габариты и среднюю плотность, примерно равную плотности воды. Выполненный приемник имеет небольшую положительную плавучесть порядка 0.1Н, что при эксплуатации позволяет использовать упругий подвес малой жёсткости [2, 8], обеспечивающий резонансную частоту подвеса порядка 2,8 Гц. Требование иметь плавучесть, близкую к нулевой, является очень важным для обеспечения характеристик приемника в нижней области частотного диапазона, так как величина плавучести определяет необходимую жесткость элементов подвеса, габаритные размеры которых существенно возрастают при отклонении плавучести от нулевой. Особое внимание при проектировании уделялось обеспечению максимальной жесткости как конструкции в целом, так и отдельных ее составляющих. Приемник выполнен на основе трехосного акселерометра с центральной инерционной массой, с размещенными на корпусе датчиками гидрофонного канала. Тип датчиков приемника пьезокерамических колец - ЦТС-19 диаметром 10 мм, они были использованы как для датчиков векторных каналов, так и для канала гидрофона. С целью получения минимальных габаритных размеров и наилучшего соотношения между массой чувствительного элемента и массой всего приемника было принято решение применить в качестве материала корпуса акриловый полимер с плотностью 1,17 кг/дм , химически инертный по отношению к морской воде. Подробное описание конструкции векторного приемника приводится в работе [4].
В целях получения минимальной поперечной чувствительности внимание уделялось вопросу совпадения центра масс и центра плавучести конструкции, а также идентичности чувствительных элементов по коэффициенту передачи. Для этого производился отбор по весу всех парных конструктивных элементов, располагаемых симметрично относительно геометрического центра. В процессе изготовления применялся отбор пьезокерамических колец по ёмкости и весу с целью получения одинаковых значений емкости для всех чувствительных элементов. Кольца набирались в пакет с лепестковыми шайбами для напайки соединительных проводов и спаивались сплавом Вуда в специальном приспособлении при температуре 100 °С в печи. Электрически кольца чувствительного элемента соединялись параллельно. После изготовления наборы керамических колец проверялись на маятниковом калибровочном стенде [6, 7] и, в случае значительных отклонений по чувствительности, выбраковывались. В процессе исследований характеристик приемника на маятниковом стенде было установлено, что решающее значение для получения высоких значений коэффициента деления (Кд) имеет идентичность электроакустических коэффициентов передачи чувствительных элементов, входящих в состав векторного канала.
5
Рис. 1. Упрощенная схема комбинированного векторного приемника: 1 - несущее кольцо корпуса,
2 - крышка корпуса, 3 - крышка гидрофона, 4 - уплотнительное кольцо крышки гидрофона, 5 - пьезокерамический чувствительный элемент гидрофона, 6 - набор пьезокерамических колец чувствительного элемента акселерометра, 7 - инерционная масса чувствительного элемента акселерометра, 8 - печатная плата предварительных усилителей, 9 - крепёжный винт печатной платы, 10 - гермоввод, 11 - держатель элементов вертикального канала
Маятниковый калибровочный стенд разработан для исследований характеристик как самих векторных приемников, так и отдельных чувствительных элементов, для чего он был оснащен соответствующими установочными приспособлениями. На рис. 2 слева приведена упрощенная схема стенда с установленным на нем чувствительным элементом векторного приемника. Стенд состоит из основания 19, которое устанавливается горизонтально по уровню с помощью регулировочных винтов 18. К основанию крепятся вертикальные стойки, в которых на подшипниках 14 устанавливается ось 9 качающегося блока 8. На оси закреплен постоянный магнит 7, в непосредственной близости от которого расположен магниторезистивный датчик 6, в свою очередь установленный на плате 3 усилителей и АЦП. Качающийся блок 8 оснащен поворотным держателем 17, в который может быть установлен либо векторный приемник, либо, как показано на рис. 2, технологическая опорная площадка 2 с резьбовым стержнем 1, на котором размещается чувствительный элемент 13, нагруженный инерционной массой 11, поджимаемой гайкой 12. При движении качающегося блока в плоскости, перпендикулярной плоскости чертежа, на чувствительный элемент 13 будет действовать переменная сила, равная сумме проекции силы веса инерционной массы на ось резьбового стержня и центробежной силы инерционной массы. При этом магниторе-зистивный датчик генерирует сигнал, пропорциональный углу отклонения качающегося блока от вертикали за счет изменения ориентации магнитного поля постоянного магнита 7. Чувствительный элемент 13 подключается к входу высокоимпедансного усилителя, расположенного на плате 3, сигналы усилителя и магниторезистивного датчика поступают на вход АЦП, оцифровываются и посредством системы обмена информацией передаются в ПК, где осуществляется их сохранение для последующего анализа.
Рис. 2. Слева: упрощенная схема маятникового калибровочного стенда: 1 - резьбовой стержень, 2 - технологическая опорная площадка, 3 - плата усилителя и АЦП, 4 - ось держателя,
5 - платодержатель, 6 - магниторезистивный датчик, 7 - постоянный магнит, 8 - качающийся блок, 9 - ось качающегося блока, 10 - технологическая проставка, 11 - инерционная масса, 12 - прижимная гайка, 13 - исследуемый чувствительный элемент, 14 - подшипник оси качающегося блока, 15 - фиксирующая гайка, 16 - прижимное кольцо поворотного держателя, 17 - поворотный держатель, 18 - регулировочный винт, 19 - основание. Справа: упрощенная схема гидроакустического калибровочного стенда: 1 - рама, 2 - излучатель, 3 - векторный приемник, 4 - держатель излучателя, 5 - муфта трубы,
6 - муфта вала, 7 - кабель приемника, 8 - выдвижная консоль, 9 - ось, 10 - контроллер, 11 - кабель излучателя, 12 - кабель датчика, 13 - подшипник, 14 - датчик угла поворота, 15 - электродвигатель с редуктором, 16 - несущая труба, 17 - вал
После проверки и отбора чувствительных элементов дальнейшая работа над изготовлением приемника заключалась в сборке чувствительных элементов в корпусе с последующей проверкой коэффициента деления и определением чувствительности по силе.
Проверка Кд в маятниковом стенде производилась путем измерения выходного сигнала при различной ориентации исследуемого канала относительно плоскости качания. При этом были по-
лучены значения (для разных каналов) в диапазоне 20-26 дБ. Наилучшие результаты достигались при точной настройке коэффициентов усиления дифференциальных каналов, одновременно при этом получалось наибольшее подавление синфазной электромагнитной наводки. Ненастроенные каналы показывали значение Кд примерно на 8-10 дБ меньшее. Значение чувствительности каналов по силе оказалось на уровне 0,5-0,6 В/Н.
Векторный приемник в тестовом режиме оснащается четырехканальным АЦП на базе контроллера Atmega16 с цифровым интерфейсом RS485, для работы в системе обмена информацией. Также было измерено переходное затухание между каналами - более 60 дБ. Последующие испытания производились на гидроакустическом калибровочном стенде [3, 6, 9], который схематически показан на рис. 2 справа.
Стенд представляет собой раму 1, в которой закрепляется калибруемый приемник 3. Рама прикреплена к нижнему концу несущей трубы 16, а на верхнем ее конце закреплен блок электродвигателя с редуктором 15, который посредством вала 17, проходящего внутри несущей трубы, осуществляет вращение излучателя 2, связанного с валом посредством держателя 4, вокруг калибруемого приемника. В свою очередь блок электродвигателя закрепляется на выдвижной консоли 8 с помощью поворотного узла с горизонтальной осью 9, лежащей в подшипнике скольжения 13, за счёт чего можно осуществить подъём рамы 1 из воды, с целью, например, изменить ориентацию приемника 3. На верхнем конце вала 17 установлен датчик угла поворота 14, а внутри вала проходит кабель 11, подающий сигнал в излучатель. В качестве датчика угла поворота применен многооборотный потенциометр, а кабель излучателя работает на кручение и позволяет излучателю сделать 2-3 оборота, после чего электромотор переключается на вращение в обратном направлении. Управление электромотором может осуществляться как в ручном, так и в автоматическом режимах с помощью контроллера 10. С целью улучшения условий транспортировки и хранения несущая труба 16 и вал 17 выполнены разъемными и соединяются с помощью резьбовых муфт 5 и 6 при развертывании стенда.
В качестве излучателя использована сфера из пьезокерамики диаметром 53 мм, напряжение на которую подается от генератора через усилитель мощности и согласующий трансформатор, не показанные на схеме. Генератор может производить как тональные, так и широкополосные сигналы. Контроллер 10 имеет в своём составе усилители и многоканальный АЦП, а также цифровую систему связи с ПК.
Работа стенда основана на облучении калибруемого приемника акустической волной с известными параметрами, и осуществляется в двух режимах: измерение амплитудно-частотной характеристики каналов и измерение характеристик направленности приемника. Благодаря размещению излучателя в непосредственной близости от приёмника удаётся использовать излучение низкой интенсивности, что позволяет (с учётом сферического закона убывания звука) пренебречь отраженным от границ (дно, поверхность) сигналом и создать условия калибровки в свободном пространстве с учетом поправок для приведения результатов к плоской волне. Параметры излучения определяются путем помещения на место калибруемого приемника гидрофона с известной чувствительностью.
В процессе исследования характеристик направленности осуществляется вращение излучателя вокруг испытуемого приемника, при этом производится синхронная запись сигналов горизонтально расположенных каналов приемника и датчика угла поворота излучателя. Для исследования всех каналов приемника имеется возможность поворота приемника на 90° относительно горизонтальной оси.
Испытания
При проведении испытаний стенд размещался на пирсе научно-исследовательского экспериментального центра «Мыс Шульца» с глубиной места 4 м, возвышение пирса над водой составило 2 м. Рама с приемником и излучателем находилась на равном расстоянии от дна и поверхности, на глубине 1 м. В таких условиях уровни отраженных от границ сигналов составляют порядка -40 дБ по отношению к прямому сигналу [1], что позволяет при обработке сигнала пренебречь отражениями от дна и конструкций пирса. Параметры излучающего тракта позволили получить за-
метные уровни сигала в тональном режиме с частоты порядка 150 Гц. Ниже этой границы естественные шумы акватории превышали излученный сигнал. Векторный приемник во время испытаний размешался в специальном транспортно-арретирующем приспособлении [8], закрытом зву-копрозрачным полупроницаемым материалом для снижения шумов обтекания. Расстояние между центром приемника и излучателя составило 138 мм.
Задачи по калибровке векторного приемника были следующие:
а) получение частотной зависимости уровней, принимаемых векторными каналами по отношению к уровню гидрофона, при условии, что чувствительность последнего известна;
б) получение характеристик направленности по каналам.
Основными параметрами характеристик направленности являются коэффициент деления Кд и коэффициент несимметричности Кн. Для решения одной из задач была определена чувствительность гидрофонного канала приемника с помощью эталонного гидрофона. В диапазоне частот 150-1500 Гц она составила 170 ±10 мкВ/Па. Затем производилась запись сигналов излучателя, принимаемых векторными каналами и гидрофонным каналом приемника для ряда частот. Так как задачей калибровки является определение соотношения между P и V в плоской волне, а в описываемом калибровочном стенде используется метод калибровки в ближнем поле, необходимо вводить частотнозависимый поправочный коэффициент [6]. В общем случае связь между давлением P и колебательной скоростью V в акустической волне можно выразить соотношением: P/V=pc(y)05, где pc есть произведение плотности среды на скорость распространения акустических волн в среде, а у - коэффициент, зависящий от вида поля и определяющий в данном случае амплитудную поправку при калибровке. При этом данный коэффициент рассчитывался по формуле у = ((kr)2 +(kr)4)/(4 + (kr) , где, в свою очередь, r есть расстояние между центрами излучателя и приемника (0.138 м), а k есть волновое число, рассчитываемое как k = а/с, где а - круговая частота излучаемого сигнала.
Результаты расчётов и измерений приведены на рис. 3, на котором видно, что учёт поправки на сферичность распространения существенно изменяет вид частотной зависимости чувствительности каналов, причём согласованность с теоретической прямой, отображающей рост 6 дБ/окт, существенно возрастает при использовании поправки. Наблюдаемый разброс и отклонения от теоретического закона, хорошо заметные на рис. 3,б, предположительно объясняются воздействием помех, связанных с шумовым полем акватории, и отражений излученного сигнала от границ поверхности и дна. Очевидно, что различия между каналами векторного приемника (осреднённые) не превышают 3-4 дБ.
Рис. 3. а - чувствительности каналов ВП по отношению к гидрофонному каналу без поправки на сферическое поле; б - чувствительность каналов ВП по отношению к гидрофонному каналу с учётом
поправки на сферичность распространения
Характеристики направленности каналов ВП удалось получить для частот от 150 Гц до 3,5 кГц (при проектном частотном диапазоне до 1 кГц) (рис. 4). Следует, правда, отметить, что уже на частоте 2,5 кГц форма характеристики направленности заметно искажена, а на частоте 3,5 кГц искажения становятся сильными (можно даже говорить о наличии дополнительных лепестков), и коэффициент деления составляет не более 12 дБ. Осреднённые коэффициенты деления для каналов в диапазоне 150-1000 Гц: для канала X - 22,6 дБ, для каналов Y и Z - 2,8 и 22,8 дБ соответственно. Надо отметить, что экстремальные значения, которые можно обнаружить, не прибегая к осреднению, значительно лучше (на 10-12 дБ).
Коэффициент несимметричности Кн не превышал 6 дБ для всех каналов и частот заданного диапазона, так что характеристики направленности ВП следует признать удовлетворительными, поскольку ожидаемые значения были существенно превышены.
Для расчета коэффициента деления применялась программная среда MATLAB. При этом вначале осуществлялась фильтрация полученных данных узкополосным фильтром на частоте излучаемого сигнала с целью уменьшения влияния помех. Затем находилась огибающая отфильтрованного сигнала, отображающая характеристику направленности, которая также подвергалась фильтрации для уменьшения влияния шума. Затем, определяя локально максимальное (MAX) и минимальное (MIN) значение сигнала, рассчитывался коэффициент деления: Кд = 20*Log(MAX/MIN). Коэффициент несимметричности, характеризующий отклонение характеристики направленности от идеальной, в области максимумов рассчитывался как Кн = 20*Log(MAX0/MAX180), где MAX0 и MAXi80 - значения принятого сигнала при направлении оси чувствительности канала на излучатель и от излучателя соответственно.
Рис. 4. Характеристики направленности каналов ВП
Заключение
Итак, итоги проведенных измерений показывают, что задача по проектированию и изготовлению комбинированного векторного приемника успешно выполнена. Технические характеристики, достигнутые при этом, позволяют использовать полученный приемник в малогабаритных приемных системах различного назначения. Полученное значение чувствительности (450 мкВ/Па на частоте 1 кГц) связано с необходимостью получить как можно более компактную конструкцию с плавучестью, близкой к нулевой, что предопределило использование малой по величине инерционной массы. Тем не менее чувствительность приемника достаточна для проведения экспериментов, связанных с приемом и излучением сигналов. При этом удалось более чем в 2,5 раза уменьшить размеры приемника по сравнению, например, с приемниками, изготавливавшимися ранее в ТОИ ДВО РАН по технологии, разработанной в МГУ им. Ломоносова, и выдержать основные параметры в приемлемых пределах [15].
В плане совершенствования работ по исследованию характеристик приемника следует оснастить гидроакустический калибровочный стенд выдвижным приспособлением с целью отнести приемник на большее расстояние от звукоотражающих элементов конструкции пирса, на котором устанавливается калибровочный стенд, а также повысить надежность датчика угла поворота излучателя и провести работы по снижению уровня гармоник в излучаемом сигнале с целью улучшить его отдачу в рабочем диапазоне частот.
Основные технические характеристики приемника
Радиус описанной сферы - 66 мм
Масса приемника - 1,03 кг
Величина инерционной массы - 0,195 кг
Вытесняемый объем - 1,04 л
Рабочий диапазон частот - (10-1000) Гц
Потребляемый ток - 0,12 А
Напряжение питания - 12 В
Чувствительность датчиков по силе - 0.5 В/Н
Чувствительность векторных каналов по давлению
на частоте 1 кГц - 450 мкВ/Па
Чувствительность канала давления - 170 мкВ/Па
Коэффициент деления средний по каналам - 22,4 дБ
Коэффициент несимметричности ХН по каналам - (4-5) дБ
Переходное затухание между каналами - > 60 дБ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Гордиенко В.А. Векторно-фазовые методы в акустике. М.: Физматлит, 2007. 480 с.
2. Иванов В.Е. Анализ влияния подвески векторного приемника на его характеристики // Акустический журнал. 1988. Т. 34, № 1. С. 95-101.
3. Ковалев С.Н. Гидроакустический калибровочный стенд // Приборы и техника эксперимента. 2013. № 2. С. 142-143.
4. Ковалев С.Н. Комбинированный векторный приемник // Приборы и техника эксперимента. 2013. № 2. С. 140-141.
5. Ковалев С.Н. Комбинированный гидроакустический приемник: Пат. Российская Федерация 125425, заяв. № 2012143580/28, опубл. 27.02.2013, бюл. № 6.
6. Ковалев С.Н., Леонтьев А.П., Самченко А.Н. Векторный приемник. Устройство и испытания // Восьмой Всероссийский симпозиум «Физика геосфер», 2-6 сент., 2013. Владивосток: Дальнаука, 2013. С.107-112.
7. Ковалев С.Н. Маятниковый испытательный стенд // Приборы и техника эксперимента. 2013. № 2. С. 144-145.
8. Ковалев С.Н. Система подвеса для гидроакустических приемников: Пат. 128343, заявл. № 2013103470, опубл. 20.05.2013, бюл. № 14.
9. Ковалев С.Н. Устройство для определения параметров гидроакустических приемников: Пат. Российская Федерация, 126475, заявл. № 2012150622/28, опубл. 27.03.2013, бюл. № 9.
10. Коротченко Р.А., Самченко А.Н., Ярощук И.О. Применение статистических методов в изучении рельефа шельфовой зоны на примере залива Посьета Японского моря // Вестник ДВО РАН. 2011.
№ 6. С. 54-59.
11. Самченко А.Н., Карнаух В.Н., Аксентов К.И. Геолого-геофизические исследования верхней части осадочного чехла и геоакустическая модель шельфа залива Посьета (Японское море) // Тихоокеанская геология. 2013. Т. 32, № 1. С. 65-75.
12. Самченко А.Н., Пивоваров А.А., Кошелева А.В. Результаты гидрологических и геолого-геофизических исследований залива Посьета // Подводные исследования и робототехника. 2011. № 1 (11). С. 64-68.
13. Самченко А.Н., Швырев А.Н., Пивоваров А.А., Коротченко Р.А. Распространение низкочастотного акустического сигнала в мелком море с учетом влияния неоднородностей в донных осадках // Подводные исследования и робототехника. 2011. № 2 (12). С. 52-56.
14. Скребнев Г.К. Комбинированные гидроакустические приемники. СПб.: Элмор, 1997. 200 с.
15. Щуров В.А. Векторная акустика океана. Дальнаука: Владивосток, 2003. 307 с.
THIS ARTICLE IN ENGLISH SEE NEXT PAGE
Ship Design and Construction
Kovalev S., Leontiev A., Oleynikov I., Samchenko A., Yaroshchuk I.
SERGEY N. KOVALEV, Ph.D. (Technical Science), Leading Researcher, V.I. Il'ichev Pacific Oceanological Institute, FEB RAS, Vladivostok. 43, Baltiyskaya Street, Vladivostok, Russia, 690041, e-mail: [email protected]
ALEXANDER P. LEONTIEV, Engineer, VI. Il'ichev Pacific Oceanological Institute, FEB RAS, Vladivostok. 43, Baltiyskaya Street, Vladivostok, Russia, 690041, e-mail: [email protected]
IGOR S. OLEYNIKOV, Assistant, Department of Computer Science, Mathematical and Computer Modeling, School of Natural Sciences, Far Eastern Federal University, Vladivostok. 8 Sukhanova St., Vladivostok, Russia, 690950, e-mail: [email protected]
ALEXANDER N. SAMCHENKO, Ph.D. (Geographical Sciences), Senior Researcher, V.I. Il'ichev Pacific Oceanological Institute, FEB RAS, Vladivostok. 43, Baltiyskaya Street, Vladivostok, Russia, 690041, e-mail: [email protected]
IGOR O. YAROSHUK, Ph.D. (Doctor of Physical and Mathematical Sciences), Head of Labora-tor V.I. Il'ichev Pacific Oceanological Institute, FEB RAS, Vladivostok. 43, Baltiyskaya Street, Vladivostok, Russia, 690041, e-mail: [email protected]
Designing, manufacturing, and testing vector receivers
The paper presents the most important stages of the vector unit designing and manufacturing. It contains the description of the structure of the vector receiver and that of the test equipment used in the manufacturing process. The successful solution of the problem has been confirmed by the parameters obtained from tests.
Key words: vector receiver, directional characteristic, calibration.
REFERENCES
1. Gordienko V.A. Vector-phase methods in acoustics. M., FIZMATLIT, 2007, 480 p. (in Russ). [Gordien-ko V.A. Vektorno-fazovye metody v akustike. M.: Fizmatlit, 2007. 480 s.].
2. Ivanov V.E. Analysis of the impact of the suspension of the vector receiver on its characteristics. Acoustical Physics. 1988(34);1:95-101. (in Russ). [Ivanov V.E. Analiz vlijanija podveski vektornogo priemnika na ego harakteristiki // Akusticheskij zhurnal. 1988. T. 34, № 1. S. 95-101].
3. Kovalev S.N. The sonar calibration stand. Instruments and Experimental Techniques. 2013;2: 142-143. (in Russ). [Kovalev S.N. Gidroakusticheskij kalibrovochnyj stend // Pribory i tehnika jeksperimenta. 2013. № 2. S. 142-143].
4. Kovalev S.N. Combined vector receiver. Instruments and Experimental Techniques. 2013;2:140-141. (in Russ.). [Kovalev S.N. Kombinirovannyj vektomyj priemnik // Pribory i tehnika jeksperimenta. 2013. № 2.
5. 140-141].
5. Kovalev S.N. Combined sonar receiver. Pat. 125425. Russian Federation, 2012143580/28, publ. 02.27.2013, Bull. N 6. (in Russ.). [Kovalev S.N. Kombinirovannyj gidroakusticheskij priemnik. Pat. Ros-sijskaja Federacija 125425, zajav. № 2012143580/28, opubl. 27.02.2013, bjul. № 6].
6. Kovalev S.N., Leontiev A.P., Samchenko A.N. Vector receiver. Design and Test. Eighth All-Russian symposium Physics of Geospheres, Sept. 2-6, 2013, Vladivostok. Vladivostok, Dal'nauka, 2013, p. 107112. (in Russ). [Kovalev S.N., Leont'ev A.P., Samchenko A.N. Vektornyj priemnik. Ustrojstvo i ispytanija // Vos'moj Vserossijskij simpozium «Fizika geosfer», 2-6 sent., 2013. Vladivostok: Dal'nauka, 2013. S. 107-112].
7. Kovalev S.N. Pendulum test rig. Instruments and Experimental Techniques. 2013;2:144-145. (in Russ). [Kovalev S.N. Majatnikovyj ispytatel'nyj stend // Pribory i tehnika jeksperimenta. 2013. № 2. S. 144-145].
8. Kovalev S.N. Suspension system for sonar receivers. Pat. 128343. Russian Federation, 2013103470, publ. 05.20.2013, Bull. N 14. [Kovalev S.N. Sistema podvesa dlja gidroakusticheskih priemnikov. Pat. 128343, zajavl. № 2013103470, opubl. 20.05.2013, bjul. № 14].
9. Kovalev S.N. Device for determining the parameters of sonar receivers. Pat. 126475. Russian Federation, 2012150622/28, publ. 03.27.2013, Bull. N 9. (in Russ.). [Kovalev S.N. Ustrojstvo dlja opredelenija parametrov gidroakusticheskih priemnikov. Pat. Rossijskaja Federacija, 126475, zajavl. № 2012150622/28, opubl. 27.03.2013, bjul. № 9].
10. Korochenko R.A., Samchenko A.N., Yaroshchuk I.O. Application of statistical methods in the study of the relief of the shelf zone on the example of the Pos'eta Gulf of the Sea of Japan. Bulletin FEB RAS. 2011;6:54-59. (in Russ). [Korotchenko R.A., Samchenko A.N., Jaroshhuk I.O. Primenenie statisticheskih metodov v izuchenii rel'efa shel'fovoj zony na primere zaliva Pos'eta Japonskogo morja // Vestnik DVO RAN. 2011. № 6. S. 54-59].
11. Samchenko A.N., Karnaukh V.N., Aksentov K.I. Geoscience top of the sedimentary cover and Geo-acoustic model shelf on the Pos'eta Gulf (Sea of Japan). Pacific Geology. 2013(32);1:65-75. (in Russ). [Samchenko A.N., Karnauh V.N., Aksentov K.I. Geologo-geofizicheskie issledovanija verhnej chasti osa-dochnogo chehla i geoakusticheskaja model' shel'fa zaliva Pos'eta (Japonskoe more) // Tihookeanskaja ge-ologija. 2013. T. 32, № 1. S. 65-75].
12. Samchenko A.N., Pivovarov A.A., Kosheleva A.V. The results of the hydrological and geological and geophysical studies of the Gulf Pos'eta. Underwater research and robotics. 2011;1: 64-68. (in Russ). [Samchenko A.N., Pivovarov A.A., Kosheleva A.V. Rezul'taty gidrologicheskih i geologo-geofizicheskih issle-dovanij zaliva Pos'eta // Podvodnye issledovanija i robototehnika. 2011. № 1 (11). S. 64-68].
13. Samcheko A.N., Shvyrev A.N., Pivovarov A.A., Korochenko R.A. Distribution of low-frequency acoustic signal in a shallow sea with the influence of irregularities in the bottom sediments. Underwater research and robotics. 2011;2:52-56. (in Russ). [Samcheko A.N., Shvyrev A.N., Pivovarov A.A., Korotchenko R.A. Rasprostranenie nizkochastotnogo akusticheskogo signala v melkom more s uchetom vlijanija ne-odnorodnostej v donnyh osadkah // Podvodnye issledovanija i robototehnika. 2011. № 2 (12). S. 52-56].
14. Skrebnev G.K. Combined sonar receivers. SPb., Elmore, 1997, 200 p. (in Russ.). [Skrebnev G.K. Kombinirovannye gidroakusticheskie priemniki. SPb.: Jelmor, 1997. 200 s.].
15. Schurov V.A. Stock ocean acoustics. Dal'nauka, Vladivostok, 2003, 307 p. (in Russ). [Shhurov V.A. Vektornaja akustika okeana. Dal'nauka: Vladivostok, 2003. 307 s.].
