[1]Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано для измерений параметров гидроакустического шума в морских условиях.
[2]Известен гидрофон аналогичного назначения, принятый за прототип, содержащий цилиндрический корпус с закрепленным в нем соосным трубчатым пьезоэлектрическим элементом, переходные втулки и герметизирующие кольца, при этом один из торцов цилиндрического пьезоэлектрического элемента закрыт заглушкой, а на наружные поверхности цилиндрического корпуса и трубчатого пьезоэлектрического элемента нанесено упругое изоляционное покрытие /Пат. США №4178577, кл.367-159 (Н04В 13/00), 1979/.
[3]Недостатком прототипа является влияние электрических полей на показания гидрофона, его низкая гидроустойчивость и невозможность контроля работоспособности прибора в натурных условиях. Это снижает надежность работы гидрофона.
[4]Техническим результатом, получаемым от внедрения изобретения, является повышение надежности работы гидрофона за счет экранировки гидрофона от влияния электрических полей, повышения его гидроустойчивости и получения возможности контроля работоспособности гидрофона в натурных условиях.
[5]Поставленный технический результат достигают за счет того, что известный гидрофон, содержащий цилиндрический корпус с закрепленным в нем соосным трубчатым пьезоэлектрическим элементом, переходные втулки и герметизирующие кольца, при этом один из торцов цилиндрического пьезоэлектрического элемента закрыт заглушкой, а на наружные поверхности цилиндрического корпуса и трубчатого пьезоэлектрического элемента нанесено упругое изоляционное покрытие, дополнительно содержит монтажную плату, закрепленную в корпусе с установленным на ней предварительным усилителем и электрическим конденсатором с емкостью, равной электрической емкости пьезоэлектрического элемента, при этом выходы пьезоэлектрического элемента и конденсатора выполнены с возможностью управляемого подключения к входу предварительного усилителя, причем предварительный усилитель и конденсатор установлены на монтажной плате в металлическом экране, а упругое изоляционное покрытие выполнено из двух слоев прозрачного эластичного полиуретанового компаунда, между которыми нанесен металлический слой, электрически соединенный с металлическим экраном предварительного усилителя и конденсатора.
[6]Металлический слой выполнен из олово-свинцового сплава.
[7]Гидрофон дополнительно может содержать разъем, установленный на выходе предварительного усилителя, соединенный с ним кабелем, и съемную крышку, закрепленную на втором торце цилиндрического корпуса напротив разъема.
[8]Вся совокупность перечисленных выше признаков изобретения обеспечивает получение технического результата во всех случаях, на которые испрашивается объем правовой охраны.
[9]Так, повышение надежности работы гидрофона за счет обеспечения возможности контроля его работоспособности в натурных условиях невозможно без соответствующей экранировки пьезоэлектрического элемента и предварительного усилителя, применяемых в гидрофоне совместно с совокупностью признаков ограничительной части формулы изобретения.
[10]Таким образом, можно считать, что единство изобретения в материалах заявки соблюдено.
[11]Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена схема гидрофона.
[12]Гидрофон содержит корпус 1 с соосно закрепленным в нем тангенцально поляризованным цилиндрическим пьезоэлементом 2, переходные втулки 3, 4, 5, 6 и герметизирующие уплотнительные кольца 7, 8.
[13]Цилиндрический пьезоэлемент 2 выполнен из тангенцально поляризованного пьезокерамического тонкостенного цилиндра диаметром 20 мм (толщина стенки 1,0 мм), который резиновыми кольцами 7 с помощью винта 9 и втулки 3 закреплен в корпусе 1.
[14]Снаружи гидрофон залит двойным слоем акустически прозрачного эластичного полиуретанового компаунда 10, 11. Между слоями компаунда наносится тонкий (30 мкм) слой 12 из сплава олово-свинец, повышающий гидроустойчивость чувствительного элемента и одновременно являющийся электрическим экраном.
[15]Имеется также предварительный усилитель, состоящий из платы 13 и реле 14. Плата 13 предварительного усилителя, фиксируемая втулкой 6 в корпусе 1, установлена в металлическом экране (корпус 1), который изолирован от контакта с водой втулкой 5. Предварительный усилитель соединяется с дополнительным корпусом 15 через втулку 5, изготовленную из диэлектрика.
[16]Гидрофон заканчивается разъемом 16, закрепленным во втулке 4.
[17]Герметизация гидрофона при стыковке с кабелем осуществляется за счет радиальных уплотнительных колец 8.
[18]Для обеспечения более легкой стыковки разъема 16 гидрофона с посадочным местом имеется механический ловитель (на чертеже не оцифрован).
[19]Под позицией 17 на чертеже изображены выводы разъема 16. (Провода, идущие от предварительного усилителя к выводам 17 разъема 16 и от электродов пьезоэлектрического элемента 2 к предварительному усилителю, на чертеже не оцифрованы).
[20]Под позицией 18 на чертеже изображена крышка, используемая при хранении и транспортировании гидрофона.
[21]Схема предварительного усилителя (не приведена) содержит электрический конденсатор, равный по емкости емкости пьезоэлектрического элемента 2. С помощью реле 14 электрический конденсатор может быть подключен к входу предварительного усилителя вместо пьезоэлектрического элемента 2.
[22]Гидрофон работает следующим образом.
[23]Перед работой и после работы гидрофона на реле 14 подается командный сигнал, отсоединяющий от усилителя пьезоэлектрический элемент 2 и подсоединяющий к его выходу конденсатор той же емкости (не показан). При этом контролируется целостность и герметичность гидрофона, а также измеряются его собственные шумы. Происходит периодическая калибровка гидрофона в натурных условиях.
[24]Затем устанавливают гидрофон в исследуемой области натурного водоема. Гидроакустические шумы, воздействующие на чувствительный элемент гидрофона, преобразуются в электрический сигнал, усиливаемый в предварительном усилителе. С выхода усилителя сигнал по кабелю (не показан) направляется на блоки обработки и регистрации (не показаны).
[25]В данном техническом решении появилась возможность периодической калибровки и проверки работоспособности гидрофона в натурных условиях, что повышает надежность работы гидрофона, но результаты калибровки сведутся к нулю, если из состава гидрофона исключить признаки, касающиеся электрической экранировки пьезоэлектрического элемента и предварительного усилителя при одновременном обеспечении за счет этих признаков гидроустойчивости гидрофона.
[26]Таким образом, поставленный технический результат - повышение надежности работы гидрофона, достигается всей совокупностью существенных признаков основного пункта формулы изобретения.
