Акустические локационные системы

Содержание

Слайд 2

Акустические локационные системы (АЛС) классифицируют по пяти основным признакам: 1) по

Акустические локационные системы (АЛС) классифицируют по пяти основным признакам:

1) по назначению

— дальномеры, охранные устройства и системы безопасности, дефектоскопы и томографы;
2) по типу первичного преобразователя — пьезоэлектрические, магнитострикционные и электростатические;
3) по характеру частотного спектра сигнала — широкополосные и резонансные;
4) по типу модулирующего воздействия — непрерывные и импульсные;
5) по избирательности — интерференционные и с широкой диаграммой направленности.
Слайд 3

Мехатроника В робототехнике и мехатронике под АЛС понимают совокупность акустических датчиков

Мехатроника

В робототехнике и мехатронике под АЛС понимают совокупность акустических датчиков и

средств первичной обработки информации, предназначенных для определения геометрических и физических характеристик объектов в зоне контроля, а также их ориентации относительно выбранной системы координат.
Слайд 4

Робототехника В робототехнике локационные системы очувствления обычно реализуют в соответствии с

Робототехника

В робототехнике локационные системы очувствления обычно реализуют в соответствии с концепцией

«очувствленная рука», при этом АЛС включают в контур управления роботом, а акустические датчики монтируют на каждом звене кинематической цепи.
Слайд 5

Характеристики звука распространение звука в некоторой среде описывается волновыми уравнениями где

Характеристики звука

распространение звука в некоторой среде описывается волновыми уравнениями
где u —

амплитуда волны, или смещение частиц среды; r, с —соответственно дальность распространения и скорость волны; p ,  — давление и плотность среды.
Слайд 6

Частотное уравнение

Частотное уравнение

Слайд 7

Границы частот звуковых волн

Границы частот звуковых волн

Слайд 8

Границы частот звуковых волн

Границы частот звуковых волн

Слайд 9

Скорость распространения

Скорость распространения

Слайд 10

Разрешающая способность

Разрешающая способность

Слайд 11

Параметры звуковой волны

Параметры звуковой волны

Слайд 12

Параметры звуковой волны

Параметры звуковой волны

Слайд 13

Параметры звуковой волны

Параметры звуковой волны

Слайд 14

Параметры звуковой волны

Параметры звуковой волны

Слайд 15

Законы распространения звука

Законы распространения звука

Слайд 16

АНАЛИЗ ВОЗМОЖНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ Датчики АЛС подразделяют по двум основным признакам:

АНАЛИЗ ВОЗМОЖНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ

Датчики АЛС подразделяют по двум основным признакам:
по назначению

— излучатели и приемники;
по принципу действия — генераторные и параметрические преобразователи.
Слайд 17

генераторные и параметрические преобразователи . В излучателях генераторного типа колебания возбуждаются

генераторные и параметрические преобразователи

. В излучателях генераторного типа колебания возбуждаются

вследствие наличия препятствия на пути постоянного потока — струи газа или. В параметрических излучателях заданные колебания электрического напряжения или тока преобразуются в механические колебания твердого тела, которое и излучает в окружающую среду акустические волны.
Слайд 18

генераторные и параметрические преобразователи Жидкостные механические излучатели часто основываются на возбуждении

генераторные и параметрические преобразователи

Жидкостные механические излучатели часто основываются на возбуждении колебаний

твердой излучающей системы при натекании на нее струи Такие излучатели используют в звуковом и низкочастотном ультразвуковом диапазонах. Их недостатком является невозможность получения монохроматического излучения, а также излучения звуковых сигналов строго заданной формы (спектр их сложен и определяется конструкцией и режимом работы). КПД генераторных преобразователей составляет 5. ..50 %.
Слайд 19

Излучатели Параметрические излучатели подразделяют на две группы: обратимые преобразователи и громкоговорители.

Излучатели

Параметрические излучатели подразделяют на две группы: обратимые преобразователи и громкоговорители. Эффективность

излучателя зависит от соотношения между его размерами и длиной волны. При расчетах реальных АЛС чаще всего пользуются моделями излучателей нулевого, первого, второго, ..., n-го порядка. Излучатель нулевого порядка — монополь — представляет собой пульсирующую сферу с конечным радиусом r, которая создает в окружающей среде сферические волны. При заданной частоте мощность излучения определяется объемной скоростью излучателя независимо от его размеров.
Слайд 20

Акустический диполь Еще одним простейшим излучателем является акустический диполь (излучатель первого

Акустический диполь

Еще одним простейшим излучателем является акустический диполь (излучатель первого порядка).

Он представляет собой сферу, осциллирующую около положения равновесия, а его излучение не имеет сферической симметрии и характеризуется направленностью. Диаграмма направленности диполя — тело вращения в виде восьмерки. Промышленные ультразвуковые излучатели, широко применяемые в системах гидроакустической связи, подводных роботах и других подводных системах, представляют собой наборную конструкцию (пакет) из диполей.
Слайд 21

Схемы гидроакустических излучателей с продольным (а) и поперечным (б) пьезоэффектом (стрелками показаны направления колебаний)

Схемы гидроакустических излучателей с продольным (а) и поперечным (б) пьезоэффектом (стрелками

показаны направления колебаний)