Акустическая томография океана.

Дистанционные методы исследования океана осуществляются, в основном, с помощью акустических волн, распространяющиеся в океанской толще на большие расстояния. По характеру распространения, отражения, рассеяния акустических волн можно получать информацию о свойствах среды, решая так называемые обратные задачи. Такого рода средства уже давно используются, как правило, на ограниченных дистанциях, например, эхолоты, устанавливаемые практически на всех судах и позволяющие не только измерять глубину океана, но и с помощью более совершенных моделей изучать строение дна океана. Широко применяются также акустические измерители течений, акустические маяки, используемые, например, при бурении глубоководных скважин, и т.п.

В 1979 году американский ученый В.Манк по аналогии с медицинской рентгеновской томографией ввел новый термин “Акустическая томография океана” (АТО), основной задачей которой предполагалась просветная диагностика крупномасштабных неоднородностей океана (десятки и сотни километров), располагающимися на трассе между источником и приемником звука. Акустическую томографию можно отнести к группе методов, позволяющих получить изображение внутренней структуры исследуемого объекта по характеристикам зондирующего сигнала, прошедшего через исследуемую область. В отличие от прямых измерений параметров водной толщи акустическая томография океана позволяет дистанционно получать как интегральные характеристики среды распространения, так и параметры локальных неоднородностей, а также наблюдать эволюцию среды в течение времени проведения наблюдений. К настоящему времени понятие подводной томографии охватывает большинство задач, связанных с акустическим зондированием океана, от мелких случайных неоднородностей до усредненных среднеклиматических параметров среды на тысячекилометровых трассах, важных, например, для слежения за глобальным потеплением климата Земли.

В качестве излучателей, используемых в акустической томографии часто используются низкочастотные гидроакустические излучатели с преобразователями электродинамического типа.

Широкополосные гидроакустические излучатели электродинамического типа предназначены для работы в составе буксируемых комплексов и антенн, применяемых в целях гидроакустического зондирования морских акваторий. Работают в полосе частот 15 Гц – 3 кГц, уровень излучения 200 Па/м. Магнитная система изготовлена с использованием постоянных магнитов из редкоземельных металлов. Новая технология изготовления магнитов с большой коэрцитивной силой позволила создать эффективные широкополосные излучатели небольших габаритов, способные излучать акустические сигналы высокого качества с различными видами частотной и фазовой модуляции.

Электродинамический излучатель.

Электродинамический преобразователь, или преобразователь с подвижной катушкой, применяемый в подводной акустике, в принципе не отличается от обычного громкоговорителя, работающего в воздушной среде; как и громкоговоритель, он используется прежде всего в качестве широкополосного источника звука.

Для излучения акустической мощности на низких частотах необходимы большие объемные смещения диафрагмы. При жесткости, присущей пьезоэлектрическим или магнитострикционным преобразователям, это трудно сделать, не прибегая к значительному увеличению их размеров, при которых за счет большой излучающей поверхности можно восполнить весьма малые линейные смещения. В электродинамическом преобразователе вся жесткость сосредоточена в упругой подвеске диафрагмы, которую можно сделать достаточно мягкой. Это обстоятельство свидетельствует о дополнительном преимуществе использования электродинамических преобразователей на низких частотах, но оно так же свидетельствует об их малой механической прочности. Поэтому электродинамические преобразователи имеют устройство автоматической компенсации наружного гидростатического давления противодавлением газа внутри преобразователя.

Дата добавления: 2015-07-20