[2]Изобретение относится к устройствам приема и передачи гидроакустических сигналов, предназначенным для преобразования гидроакустических сигналов в электрические при приеме и электрических сигналов в гидроакустические при передаче.
[4]Из уровня техники известно гидроакустическое устройство, включающее расположенный в едином корпусе преобразователь колебаний жидкой среды и электрических сигналов, выполненный с возможностью приема и/или передачи гидроакустических сигналов и расположенный на плате, соединенной с коммутирующим кабелем для подачи питания и передачи электрических сигналов, описанное в патенте РФ на полезную модель №156897, опубл. в 2015 году.
[5]Недостатками упомянутой модели является то, что известный прибор заполнен воздухом и не имеет связи с внешней средой, что отрицательно сказывается как на его возможности работать под высоким давлением, так и на отведении тепла от располагаемой внутри него электроники.
[7]Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение эксплуатационных свойств гидроакустического устройства.
[8]Техническим результатом является создание гидроакустического устройства, обладающего упрощенной конструкцией и повышенной надежностью.
[9]Для достижения указанного технического результата разработано гидроакустическое устройство, содержащее: преобразователь колебаний жидкой среды и электрических сигналов, выполненный с возможностью приема и/или передачи гидроакустических сигналов; по меньшей мере одну печатную плату, соединенную с коммутирующим кабелем; корпус гидроакустического устройства, образованный наружными поверхностями упомянутого преобразователя, по меньшей мере одной платы и покрытием всех этих поверхностей водонепроницаемым материалом, обеспечивающим пропускание гидроакустических колебаний, причем преобразователь и по меньшей мере одна печатная плата соединены таким образом, чтобы образовывать внутреннее пространство внутри корпуса; радиатор, обеспечивающий контакт внутреннего пространства с внешней средой и отвод тепла от упомянутого преобразователя и по меньшей мере одной печатной платы во внешнюю среду.
[10]КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[11]Для лучшего понимания сущности изобретения и чтобы более ясно показать, каким образом оно может быть осуществлено, далее будет сделана ссылка, лишь в качестве примера, на прилагаемый чертеж, на котором:
[12]фиг. 1 – пример внешнего вида гидроакустического устройства;
[13]фиг. 2 – пример технической схемы гидроакустического устройства в разрезе A-A.
[14]ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[15]В соответствии с приведенными на фиг. 1 и фиг. 2 изображениями гидроакустического устройства, в одном из примеров реализации, устройство содержит:
[16]1 – покрытие из водонепроницаемого материала;
[17]2 – печатные платы с располагающимися на ней элементами цифровой обработки сигнала и/или приемным, и/или передающим трактом;
[18]3 – резиновую прокладку;
[19]4 – канал (отверстие) выпуска газа;
[20]5 – канал для обеспечения наполнения внутреннего пространства жидкой средой и выпуска газа;
[23]8 – преобразователь колебаний жидкой среды и электрических сигналов;
[25]10 – коммутирующий кабель.
[26]В качестве преобразователя 8 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. Соответственно, количество печатных плат 2 может быть выбрано в зависимости от формы преобразователя 8. Так, например, при выборе преобразователя 8 полусферической формы, достаточно будет одной печатной платы. Более подробно различные конструкции гидроакустического устройства приведены в патенте РФ на полезную модель №156897, который является наиболее близким аналогом, и повторно не будут описываться в рамках настоящей заявки.
[27]В качестве печатной платы могут быть использованы печатные и монтажные платы с располагающимися на них приемным, передающим или совмещенным приемопередающим сигнальным трактом, которые (в любой комбинации) могут включать в себя: усилитель мощности, входной предварительный усилитель, входные и выходные полосовые фильтры, аналогово-цифровой преобразователь, цифроаналоговый преобразователь, цифровой сигнальный процессор и т.п.
[28]При этом в конструкцию могут вводиться дополнительные монтажные элементы, например, резиновые прокладки 3 между преобразователем 8 и по меньшей мере одной печатной платой 2 или, в случае использования кольцевого или цилиндрического преобразующего элемента, по меньшей мере одна опорная стойка 9, располагающаяся внутри цилиндрического излучателя и дополнительно воспринимающая нагрузку от торцевых поверхностей цилиндра.
[29]Гидроакустическое устройство может изготавливаться следующим образом.
[30]Этап А1. Формируют корпус гидроакустического устройства из элементов, таких как преобразователь 8, радиатор 7 и печатная плата 2, на которой и размещен преобразователь 8, причем преобразователь и печатные платы соединены таким образом, чтобы образовывать внутреннее пространство внутри корпуса. Отверстие в печатной плате для размещения радиатора 7 выбирается на стадии проектировки гидроакустического устройства.
[31]Этап А2. По необходимости, размещают на плате необходимые электрические элементы.
[32]Этап А3. Соединяют гидроакустическое устройство с коммутирующим кабелем 10.
[33]Этап А4. Заливают предварительно разогретым защитным материалом внешнюю поверхность гидроакустического устройства для обеспечения непроницаемости для жидкой среды.
[34]Этап А5. При охлаждении защитный материал застывает и отвердевает, образуя покрытие 1 из водонепроницаемого материала.
[35] Этап А6. Заполняют несжимаемой и нетокопроводящей жидкостью внутреннее пространство прибора через отверстия в радиаторе, которые затем закрывают заглушками.
[36]Теперь можно использовать гидроакустическое устройство в жидкой среде.
[37]Данный метод изготовления приводится в данной заявке в качестве примера и его возможно модифицировать, добавляя новые этапы, или используя этапы метода выборочно, или переставляя их.
[38]Нагрузка, возникающая вследствие внешнего давления жидкой среды, воспринимается как самим преобразователем 8, так и другими несущими элементами гидроакустического устройства. Она преобразуется преобразователем 8 в электрические сигналы, которые обрабатываются на печатной плате 2 и передаются по коммутирующему кабелю 10.
[39]Для обеспечения отвода тепла от преобразователя 8 и печатной платы 2 и размещенных на ней элементов, гидроакустическое устройство в одной из торцевых поверхностей прибора имеет отверстие, в которое помещается радиатор 7. Радиатор 7 в гидроакустическое устройство помещен таким образом, чтобы обеспечить контакт внутреннего пространства с внешней средой, причем для отвода тепла радиатор 7 может находиться в непосредственном контакте с преобразователем 8 и/или печатной платой 2 или элементами, размещенными на печатной плате, либо обеспечивать отвод тепла от среды внутреннего пространства, нагревающейся вследствие работы элементов гидроакустического устройства, во внешнюю среду.
[40]Таким образом, за счет отвода тепла от элементов, размещенных внутри гидроакустического устройства, предотвращается их перегрев и выход из строя, причем гидроакустическое устройство содержит минимальное количество элементов, необходимых для его стабильной работы, т.е. обеспечивается достижение указанного технического результата, заключающегося в создании гидроакустического устройства, обладающего упрощенной конструкцией и повышенной надежностью.
[41]Радиатор 7 выполняется из теплопроводящего материала и имеет сверления в виде по меньшей мере одного канала 5, позволяющего заполнить прибор после герметизации минеральным маслом или кремнийорганической жидкостью, или любой другой диэлектрической и несжимаемой жидкостью, тем самым обеспечив повышенную защищенность прибора от воздействия внешнего давления. Для обеспечения выпуска газа из внутреннего пространства с целью наполнения его упомянутой жидкостью в по меньшей мере одном канале 5 может быть выполнено отверстие 4.
[42]В качестве примера на фиг. 2 приведен один из вариантов реализации заявленного решения, где в радиаторе выполнено два канала 5 для обеспечения наполнения внутреннего пространства жидкой средой и выпуска газа, причем в по меньшей мере одном канале выполнено отверстие 4 для выпуска газа из внутреннего пространства. Соответственно, посредством одного канала 5 во внутреннее пространство может поступать упомянутая жидкая среда, а через второй канал 5 и отверстие 4 может осуществляться выпуск газа. Отверстие 4 может располагаться около внутренней поверхности гидроакустического устройства, таким образом обеспечивая выход из внутреннего пространства всего газа и заполнения корпуса упомянутой жидкостью, например, в соответствии с изображением на фиг. 2.
[43]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, включённого в формулу изобретения на основании описания, известен материальный эквивалент, что позволяет сделать вывод о соответствии условиям патентоспособности изобретения.
[44]Опытная эксплуатация данного гидроакустического устройства показала, что с его помощью возможно осуществлять:
[45]- прием гидроакустических сигналов;
[46]- передачу гидроакустических сигналов;
[47]- работу на глубине 1000 м.
[48]Области преимущественного использования устройства: гидролокация, гидроакустическая связь, гидроакустическое телеуправление, гидроакустическая телеметрия.
