Гидроакустическое устройство - RU156897U1

Чертежи

Описание

Область техники, к которой относится полезная модель.

Настоящая полезная модель относится к гидроакустике, а более конкретно к гидроакустическим устройствам, включающим расположенные в едином корпусе преобразователь колебаний жидкой среды и электрических сигналов, выполненный с возможностью приема и/или передачи гидроакустических сигналов, расположенный на плате, соединенной с коммутирующим кабелем для подачи питания и передачи электрических сигналов, и может быть использовано как приемник и/или передатчик гидроакустических сигналов в жидкой среде при решении задач определения местоположения устройства при помощи акустических сигналов, производстве гидроакустических приемных, передающих и приемо-передающих устройств.

Уровень техники.

Известно из уровня техники гидроакустическое устройство, включающее расположенные в едином корпусе преобразователь колебаний жидкой среды и электрических сигналов, выполненный с возможностью приема и/или передачи гидроакустических сигналов, расположенный на плате, соединенной с коммутирующим кабелем для подачи питания и передачи электрических сигналов, см. описание к патенту РФ на изобретение №2426142, опубликовано в 2011 году

Данное устройство является наиболее близким по технической сущности к заявленной полезной модели и взято за прототип к предлагаемой полезной модели. В нем описан маяк-ответчик гидроакустической навигационной системы

Недостатком данного устройства является сложность его устройства, связанная с тем, что все его элементы находятся в корпусе, который является отдельным элементом. Это требует расхода материала на корпус, а также дополнительного решения задачи герметизации корпуса, так как устройство предполагается использовать в жидкой среде.

Раскрытие полезной модели.

Опирающееся на это оригинальное наблюдение настоящая полезная модель, главным образом, имеет целью предложить гидроакустическое устройство, включающее расположенные в едином корпусе преобразователь колебаний жидкой среды и электрических сигналов, выполненный с возможностью приема и/или передачи гидроакустических сигналов, расположенный на плате, соединенной с коммутирующим кабелем для подачи питания и передачи электрических сигналов, позволяющее, по меньшей мере, сгладить, как минимум, один из указанных выше недостатков, а именно обеспечить упрощение конструкции устройства, что и является поставленной технической задачей.

Для достижения этой цели корпус гидроакустического устройства образован наружными поверхностями преобразователя и платы и покрытием всех этих поверхностей водонепроницаемым компаундом, обеспечивающим пропускание гидроакустических колебаний.

Благодаря таким выгодным характеристикам появляется возможность упростить устройство за счет исключения корпуса как отдельной детали, и использования в качестве него поверхности самих элементов гидроакустического устройства. Для обеспечения непроницаемости для жидкой среды, указанные поверхности полностью покрывают защитным материалом, для чего используют специальный материал - водонепроницаемый компаунд, обеспечивающий пропускание гидроакустических колебаний. В качестве такого материала можно выбрать множество материалов, например тех, которые меняют свои свойства при изменении температуры. Например, при высокой температуре они находятся вязкотекучем состоянии, а при остывании они твердеют.

Существует также вариант полезной модели, в котором в качестве защитного материала выбран термопласт. Благодаря такой выгодной характеристике появляется возможность исполнения защитного материала гидроакустического устройства из термопласта. Как известно, термопласт -полимерный материал, способный обратимо переходить при нагревании в вязкотекучее состояние. При обычной температуре он находятся в твердом состоянии.

Существует кроме того вариант полезной модели, в котором в качестве защитного материала выбрана термоактивная полимерная смола, отверждаемая в естественных условиях. Благодаря такой выгодной характеристике появляется возможность исполнения защитного материала гидроакустического устройства из полимерной смолы. В качестве нее можно использовать компаунд, который как раз представляет собой - термоактивную, термопластическую полимерную смолу (отверждаемую в естественных условиях) и эластомерный материал с наполнителями и (или) добавками или без них после затвердевания.

Существует также вариант полезной модели, в котором в качестве защитного материала выбран синтетический эластомер. Благодаря такой выгодной характеристике появляется возможность исполнения защитного материала гидроакустического устройства из синтетического эластомера.

Существует также преимущественный вариант полезной модели, в котором в качестве синтетического эластомера выбран полиуретан. Благодаря такой выгодной характеристике появляется возможность исполнения защитного материала гидроакустического устройства из полиуретана - синтетического материала, широко использующегося во многих областях как заменитель резины, каучука, металла и пластика.

Совокупность существенных признаков предлагаемой полезной модели неизвестна из уровня техники для устройств аналогичного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для полезной модели.

Краткое описание чертежей.

Другие отличительные признаки и преимущества полезной модели ясно вытекают из описания, приведенного ниже для иллюстрации и не являющегося ограничительным, со ссылками на прилагаемые рисунки, на которых:

- фигура 1 схематично изображает внешний вид сбоку гидроакустического устройства, в полусферическом исполнении, согласно полезной модели,

- фигура 2 схематично изображает вертикальный разрез А-А гидроакустического устройства, в полусферическом исполнении, согласно полезной модели,

- фигура 3 схематично изображает внешний вид сбоку гидроакустического устройства, в цилиндрическом исполнении, согласно полезной модели,

- фигура 4 схематично изображает вертикальный разрез А-А гидроакустического устройства, в цилиндрическом исполнении, согласно полезной модели,

- фигура 5 схематично изображает горизонтальный разрез Б-Б гидроакустического устройства, в цилиндрическом исполнении, согласно полезной модели,

- фигура 6 изображает этапы функционирования гидроакустического устройства, согласно полезной модели.

На фигурах 1-5 обозначено:

1 - защитный материал,

2 - плата печатная, с располагающимися на ней элементами и/или приемным и/или передающим трактом,

3 - прокладка резиновая,

4 - преобразователь,

5 - место распайки коммутирующего кабеля для подачи питания и передачи электрических сигналов,

6 - запайка внутренней металлизации,

7 - запайка внешней металлизации,

8 - паз для крепления,

9 - опорная стойка,

10 - коммутирующий кабель для подачи питания и передачи электрических сигналов.

Согласно фигурам 1-5 гидроакустическое устройство включает расположенные в едином корпусе преобразователь 4 колебаний жидкой среды и электрических сигналов, выполненный с возможностью приема и/или передачи гидроакустических сигналов, расположенный на плате 2, соединенной с коммутирующим кабелем 10 для подачи питания и передачи электрических сигналов. Корпус гидроакустического устройства образован наружными поверхностями преобразователя 4 и платы 2 и покрытием всех этих поверхностей защитным материалом 1, обеспечивающим пропускание гидроакустических колебаний, и являющегося водонепроницаемым компаундом.

В качестве преобразователя 4 могут быть использованы пьезокерамические, магнитострикционные и прочие преобразователи колебаний жидкой среды и электрических сигналов, выполненные с возможностью приема и/или передачи гидроакустических сигналов. Они могут быть разной формы: цилиндрической, кольцевой, полусферической. На фигурах 1 и 2 приведены примеры как раз полусферической формы преобразователя 4, а на фигурах 3, 4 и 5 приведены примеры цилиндрической формы преобразователя 4.

В качестве платы могут быть использованы печатные и монтажные платы, с располагающимися на них приемным, передающим или совмещенным приемопередающим сигнальным трактом, могущим (в любой комбинации) включать в себя:

- усилитель мощности,

- входной предварительный усилитель,

- входные и выходные полосовые фильтры,

- аналогово-цифровой преобразователь,

- цифро-аналоговый преобразователь,

- цифровой сигнальный процессор и т.п.

При этом в конструкцию могут вводиться дополнительные монтажные элементы (например, в случае использования кольцевого или цилиндрического преобразующего элемента - опорная стойка 9, располагающаяся внутри цилиндрического излучателя и дополнительно воспринимающая нагрузку от торцевых поверхностей цилиндра).

Герметизация гидроакустического устройства обеспечивается при помощи заливки его водонепроницаемым компаундом, термопластом, вулканизацией в резиновой оболочке, либо любым другим способом, обеспечивающим герметизацию сообразно среде использования и обеспечивающим необходимую акустическую прозрачность.

Осуществление полезной модели.

Гидроакустическое устройство изготавливают следующим образом. (Приводится не ограничивающий общность пример изготовления полезной модели). Согласно фигуре 6:

Этап А1. Формируют корпус гидроакустического устройства из элементов, таких как преобразователь 4 и печатная плата 2, на которой и размещен преобразователь 4.

Этап А2. Размещают на плате необходимые электрические элементы.

Этап A3. Соединяют гидроакустическое устройство с коммутирующим кабелем 10.

Этап А4. Заливают предварительно разогретым защитным материалом 1 внешнюю поверхность гидроакустического устройства для обеспечения непроницаемости для жидкой среды.

Этап А5. При охлаждении защитный материал 1 застывает и отвердевает.

Теперь можно использовать гидроакустическое устройство в жидкой среде. Нагрузка, возникающая вследствие внешнего давления жидкой среды, воспринимается как самим преобразователем, так и другими несущими элементами. Она преобразуется в электрические сигналы, при необходимости обрабатывается и передается по коммутирующему кабелю 10.

Приведенные варианты осуществления полезной модели являются примерными и позволяют добавлять новые варианты или модифицировать описанные. Например, использовать этапы выборочно, переставлять.

Промышленная применимость.

Предлагаемое гидроакустическое устройство имеет ясное предназначение, может быть осуществлено специалистом на практике и при осуществлении обеспечивает реализацию заявленного назначения. Возможность осуществления специалистом на практике следует из того, что для каждого признака, включенного в формулу полезной модели на основании описания, известен материальный эквивалент, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость» и критерию «полнота раскрытия» для полезной модели.

В соответствии с полезной моделью заявителем - Обществом с ограниченной ответственностью «Лаборатория подводной связи и навигации» был изготовлен опытный образец гидроакустического устройства, которое было выполнено как в виде полусферической формы см. фиг. 1 и 2, так и цилиндрической формы см. фиг. 3, 4 и 5. В качестве защитного материала был использован полиуретан.

Опытная эксплуатация данного гидроакустического устройства показала, что с его помощью возможно осуществлять:

- прием гидроакустических сигналов,

- передачу гидроакустических сигналов.

- работу на глубине 150 м

Корпус является акустически прозрачным и непроницаемым для жидкой среды.

Использование данной полезной модели позволяет значительно упростить конструкцию приемных, передающих и приемно-передающих устройств за счет как совмещения преобразователя и аппаратуры формирования и/или обработки сигнала, так и использования их в качестве элементов несущей конструкции. При этом, поскольку все необходимые преобразования сигнала происходят внутри конструкции, становится возможным снижение требований к коммутирующим кабелям по помехозащищенности и по их длине. Дополнительный экономический эффект обуславливается исключением из конструкции корпусов (металлических, пластиковых, композитных и т.п.), значительно упрощается и удешевляется технологический процесс изготовления прибора, а так же упрощается и удешевляется аппаратура коммутации и сопряжения с системами-потребителями.

Таким образом, за счет вышеуказанных эффектов и достигается заявленный технический результат, а именно: упрощение конструкции устройства.

Реферат

1. Гидроакустическое устройство, включающее расположенные в едином корпусе преобразователь колебаний жидкой среды и электрических сигналов, выполненный с возможностью приема и/или передачи гидроакустических сигналов, расположенный на плате, соединенной с коммутирующим кабелем для подачи питания и передачи электрических сигналов, отличающееся тем, что корпус гидроакустического устройства образован наружными поверхностями преобразователя и платы и покрытием всех этих поверхностей водонепроницаемым компаундом, обеспечивающим пропускание гидроакустических колебаний.2. Гидроакустическое устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве водонепроницаемого компаунда выбран термопласт.3. Гидроакустическое устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве водонепроницаемого компаунда выбрана термоактивная полимерная смола, отверждаемая в естественных условиях.4. Гидроакустическое устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве водонепроницаемого компаунда выбран синтетический эластомер.5. Гидроакустическое устройство по п. 4, отличающееся тем, что в качестве синтетического эластомера выбран полиуретан.

Формула

5. Гидроакустическое устройство по п. 4, отличающееся тем, что в качестве синтетического эластомера выбран полиуретан.