水声换能器压力补偿与拖体设计方法研究

作     者：高明全 

作者单位：哈尔滨工程大学 

学位级别：硕士

导师姓名：朴胜春

授予年度：2010年

学科分类：082403[工学-水声工程] 08[工学] 0824[工学-船舶与海洋工程] 

主      题：水声发射换能器 压力补偿 PLC 水下拖体 

摘      要：随着水声技术的不断发展,水声换能器作为声纳系统的重要组成部分,在水下工程中的应用越来越广泛,工作深度越来越大,换能器内外压力平衡的要求也相应越高。本课题研究的水下压力补偿系统针对的换能器工作于0-100米深度。本论文对换能器水下气体压力补偿系统进行了研究,主要是设计了一个控制精度较高,能够较长时间在水下工作的气体压力补偿系统。 本论文主要工作是:综述了水下气体压力补偿系统的研究现状和发展趋势,阐述了研究和开发水下气体压力补偿系统的目的和意义。总结得出了三种水下气体压力补偿系统方案,分析其优缺点,确定本系统的补偿方案,并对方案进行了详细的分析同时分析了系统工作过程。详细描述了水下气体压力补偿系统的软硬件实现,包括系统主要元器件压力传感器、比例压力阀和控制器的选择,主电路和电气控制部分设计,数据采集和分析,PLC控制软件的编写等。为克服拖曳船升沉对换能器工作特性的影响,并且保证换能器的的两个圆柱面始终朝向水中方向,设计一种可自主控制的拖曳体,同时研究了其数学特性。最后进行了相应的实验及仿真,并对实验现象,实验数据和仿真结果进行了分析,为系统进一步优化及完善提供了方便。