Звуковизионные системы

Звуковизионные системы

Для детального осмотра грунта и объектов в условиях сильного замутнения воды разрабатываются звуковизионные системы. В этих системах изображение объекта, представляющее собой пространственные амплитудные изменения ультразвукового поля в плоскости приемника, может быть воспринято и передано, как в обычной телевизионной системе. Звуковизионная система состоит из излучателя, фокусирующего устройства, акустического приемника и индикатора. Отраженное от объекта акустическое колебание фокусируется на матрицу приемников, создавая на каждом из них сигнал, соответствующий изображению одного элемента разрешения. Производя поочередное снятие сигнала с каждого элемента матрицы приемников и подавая их после усиления на индикатор телевизионного типа, можно воссоздать визуальное изображение объекта. Блок-схема системы подобного типа показана на рис. 3.7 [38]. При использовании системы с движущегося носителя «опрос» приемников можно производить только в одной плоскости — перпендикулярной движению носителя [2]. Развертка изображения в другой плоскости обеспечивается движением носителя. Рабочие частоты в системах звуковидения выбираются в диапазоне нескольких мегагерц. Звуковые колебания столь высокой частоты в воде сильно затухают. Поэтому дальность обнаружения объектов подобными системами ограничивается несколькими метрами и редко превышает 10—12 м.

В изображениях объектов, полученных методом звуковидення, наблюдается некоторое случайное распределение бликов, характер которых зависит от ориентации и формы объекта, частоты акустического колебания, интерференции отраженных волн. У рассмотренного метода пока существуют некоторые ограничения, препятствующие его широкому внедрению в практику поисковых работ. Это прежде всего низкое качество акустических фокусирующих устройств и отсутствие мощных направленных излучателей ультразвуковых колебаний на частоте 5—10 мГц, отсутствие необходимых приемников и сложность сканирования их матрицы.

Рис. 3.7. Блок-схема звуковизора:
1 — акустическая линза; 2— матрица приемников; 3 — излучатель; 4 — генератор; 5 — матрица переключающих элементов; 6 — приемная аппаратура; 7 — синхронизатор; $— индикатор

Последнее время много внимания уделяется акустической голографии, позволяющей получить объемное визуальное изображение объекта [38]. Акустическое изображение объекта в плоскости приемника голографической системы представляет собой пространственное распределение фаз отраженного колебания. Такое распределение возникает при одновременном облучении матрицы приемников опорным акустическим колебанием и эхо-сигналом. Фазовые соотношения эхо-сигнала содержат информацию об объекте поиска. На матрице приемников образуется интерференционная картина сложения двух акустических колебаний (опорного и сигнала), соответствующая содержащейся в эхо-сигнале информации. Эта интерференционная картина, называемая голограммой, может быть перенесена обычными радиотехническими средствами с матрицы приемников на индикатор.

Из голограммы может быть восстановлено изображение объекта при облучении ее когерентными световыми колебаниями. Разрешающая способность голографических систем сравнима с разрешающей способностью оптических или несколько хуже их. Однако при сильных турбулентностях воды и значительной ее мутности акустические голографические (фазовые) системы имеют явное преимущество перед телевизионными (амплитудными) системами. Типовая система обнаружения с использованием принципа акустической голографии показана на рис. 3.8 [38].

Рис. 3.8. Блок-схема системы обнаружения, работающей по принципу голографии:
1 — устройство сканирования матрицы приемников; 2—приемная аппаратура: 3 — матрица приемников; 4 — источник восстанавливающего света; 5 — объект: 6 — устройство для- восстановления изображения; 7 — отражатель опорного акустического колебания; 8 — изображение объекта; 9 — генератор; 10 — излучатель

Возможны многие способы излучения звука в воде и приема отраженных звуковых колебаний, но наиболее широкое распространение получил способ преобразования электрической энергии в звуковые колебания и обратно.

Прибор, осуществляющий преобразование электрической энергии в звуковую, называется излучателем, прибор, позволяющий решить обратную задачу, — приемником или гидрофоном. Прибор, осуществляющий обе эти операции, называется преобразователем. Качество этих приборов оценивается по следующим основным характеристикам: чувствительность, эффективность излучения, коэффициент полезного действия, характеристика направленности, осевой коэффициент концентрации, частотная характеристика.

содержание .. 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 ..