Investigación sobre las características de múltiples escalas de frecuencia de tiempo de los transductores submarinos...

Área de la Ciencia:

• Ingeniería
• Ciencias de los materiales
• Acústico

Sus antecedentes:

• Los transductores magnetostrictivos gigantes de alta potencia bajo el agua son cruciales para los sistemas de detección de sonar activos.
• Estos transductores exhiben una histeresis dinámica no lineal compleja debido a campos acoplados, lo que dificulta la caracterización precisa del rendimiento.
• Los modelos existentes luchan por capturar completamente el comportamiento intrincado de estos transductores.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un modelo de circuito equivalente completo que represente con precisión las características de tiempo y frecuencia de los transductores magnéticos estrictos submarinos gigantes de alta potencia (HGMUT).
• Para abordar los desafíos planteados por la histeresis dinámica no lineal en las HGMUT.
• Mejorar la precisión de la predicción de las propiedades de salida del transductor.

Principales métodos:

• Utilizó una ecuación analítica para calcular el sesgo y los campos magnéticos impulsados por CA para analizar la distribución del campo magnético.
• Se utilizó un modelo mejorado de histeresis de Preisach para caracterizar la relación dinámica de deformación magnético-mecánica.
• Desarrolló una ecuación dinámica para el desplazamiento y la fuerza de salida, y un circuito equivalente acoplado mecánico-acústico para el análisis de frecuencia y dominio de tiempo.

Principales resultados:

• Un prototipo de transductor alcanzó una frecuencia de resonancia de aproximadamente 1 kHz y una respuesta de corriente de transmisión máxima de 187 dB.
• El modelo propuesto demostró una estrecha alineación con los datos experimentales.
• El modelo capturó y predijo efectivamente las características de frecuencia de salida del transductor.

Conclusiones:

• El modelo de circuito equivalente desarrollado representa con precisión la histeresis dinámica no lineal de los HGMUT.
• Este modelo proporciona una herramienta confiable para caracterizar y predecir el rendimiento de estos transductores.
• Los hallazgos contribuyen a una mayor precisión en los sistemas de detección de sonar activo bajo el agua.