ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 25.06.2024
Просмотров: 54
Скачиваний: 0
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
ЗО |
|
<р, град |
|
Экспе/.іипент |
ільная |
|
V |
|
Расч |
етная1 |
|
К |
||||
|
Л |
|
0 V ^ |
|
й |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
1.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ft |
|
|
щ |
/1 |
f |
|
|
|
|||
|
1І |
Ці |
|
|
де |
р1 о ' V/о |
|
|
\ |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/-5мгц |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
0 |
|
|
|
|
а 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 7.7. |
|
|
|
|
|||
а, |
б — диаграммы |
направленности |
слабовогнутых |
сферических |
излучателеп |
||||||||
|
|
§ |
7.3. И З Г О Т О В Л Е Н И Е |
Р Е Ф Р А К Т О Р О В И |
Р Е Ф Л Е К Т О Р О В |
||||||||
Рефрактор |
акустической |
прожекторной |
системы, |
как было по |
|||||||||
к а з а н о |
в главе |
I I , представляет |
|
собой (в случае осевой симметрии) |
|||||||||
металлический |
или |
пластмассовый круговой цилиндр или усеченный |
|||||||||||
конус, основаниями которого служит плоскость и часть |
поверхности |
||||||||||||
эллипсоида вращения . Обе эти |
|
поверхности |
являются |
рабочими. |
|||||||||
В рефлекторе, |
изготавливаемом |
из |
металла, рабочей |
( о т р а ж а ю - |
|||||||||
110
щей) поверхностью является поверхность параболоида |
вращения . |
|||
Остальные |
поверхности |
рефлектора не являются |
рабочими, и фор |
|
ма их определяется конструктивно-технологическими |
соображе |
|||
ниями. |
|
|
|
|
Рабочие |
поверхности |
коллиматоров должны |
быть |
выполнены |
с большой степенью точности и тщательно обработаны до получе
ния необходимого класса чистоты. Для ' А П С , работающих |
в диапа |
||
зоне единиц мегагерц, достаточен 8 класс чистоты рабочих |
поверх |
||
ностей ( V 8 ) . Технология изготовления коллиматоров |
может быть |
||
например, такой. Н а Э В М рассчитывается |
профиль преломляющей |
||
поверхности рефрактора или о т р а ж а ю щ е й |
поверхности |
рефлектора . |
|
Этот профиль в виде таблицы, где одна из координат |
принимает |
||
дискретные значения с одинаковым шагом, |
выдается в |
производст |
|
во дл я изготовления шаблона . По оборудованию и квалификации рабочих эта задача легче решается в инструментальных цехах со временных машиностроительных заводов . С помощью шаблона на
станке с копировальным приспособлением обрабатывается |
рабочая |
|||
поверхность коллиматора . Д о в о д к а |
поверхности |
до |
требуемого |
|
класса чистоты производится без снятия коллиматора |
со |
станка, |
||
т. е. с одного установа. Современные |
лекальные |
инструменты и |
||
приспособления позволяют изготовить шаблон размерами до 1 мет
ра с отношением от заданной кривой |
порядка |
5 - М О мкм. |
Выпол |
||||||
ненные с помощью такого шаблона поверхности вращения |
имеют |
||||||||
погрешность относительно шаблона 0,02-^0,03 мм. |
|
|
|
|
|||||
Таким |
образом, |
можно считать, |
что современная |
технология |
|||||
позволяет |
изготовить рефракторы и рефлекторы А П С , |
рабочие |
кри |
||||||
волинейные поверхности которых |
отличаются |
от |
расчетных |
на |
|||||
величину |
0,03-^0,04 |
мм. К а к показано в §5 . 4 это отклонение |
про |
||||||
филя поверхности приводит к появлению фазовой |
неоднородности, |
||||||||
величина |
которой растет с увеличением частоты при прочих |
равных |
|||||||
условиях. |
Следует иметь в виду, |
что ф а з о в а я |
неоднородность, |
вы |
|||||
з ы в а е м а я |
указанной |
причиной, |
дл я |
рефлекторной |
А П С |
вдвое |
|||
больше, чем для рефракторной . Это обстоятельство, кстати, я в л я
ется одной из причин |
того, что рефракторные системы предпочти |
тельнее, особенно на |
высоких частотах рассматриваемого диапа |
зона. |
|
В случае изготовления металлического рефрактора он нуждает
ся в «просветлении» [ 6 ] . Технология этой |
операции |
может |
быть |
||||
различной в зависимости от вида исходного материала |
«просвет |
||||||
ляющих» слоев. П о данным |
[6] в качестве |
материала |
|
дл я |
«про |
||
светления» |
алюминиевой |
линзы можно |
взять |
бакелитовый |
лак . |
||
В одной из работ авторов «просветленная» металлическая |
линза |
||||||
для работы |
в воде была изготовлена следующим образом . И з тем- |
||||||
плета сплава АМГ-6 по описанной технологии |
была |
|
изготовлена |
||||
линза диаметром 750 мм с |
фокусным расстоянием 2 |
м. |
З а т е м на |
||||
обе рабочие поверхности были нанесены «просветляющие» слои ла ка УР-231, толщиной 400 мкм. В результате линза стала акустиче ски прозрачной на частоте 1,5 мгц, что и требовалось. Л а к УР-231
был выбран потому, что он обладает хорошей адгезией с металла ми, водостоек, механически прочен в полимеризованном состоянии.
Поскольку физико-механические свойства |
л а к а в |
твердом |
состоя |
|||||
нии отсутствуют |
в справочниках, пришлось |
экспериментально |
под |
|||||
бирать толщину |
«просветляющих» слоев. Д л я этого |
была |
изготов |
|||||
лена серия плоских пластин из листового АМГ-6. Н а |
эти пластины |
|||||||
были нанесены различной толщины «просветляющие» |
слои |
л а к а |
||||||
УР-231 с последующей |
полимеризацией. |
З а т е м |
в измерительном |
|||||
бассейне проверялась «прозрачность» пластин. |
|
|
|
|
|
|||
Основная трудность в «просветлении» металлического |
рефрак |
|||||||
тора з а к л ю ч а л а с ь в том, |
чтобы в ы д е р ж а т ь |
одинаковую |
толщину |
|||||
покрытия лаком рабочих поверхностей по их периферии. |
И з |
мате |
||||||
риалов I , I I и V |
глав видно, что амплитудные и фазовые |
неодно |
||||||
родности поля «просветленной» линзы в существенной |
мере |
зави |
||||||
сят от неравномерности толщины «просветляющих» слоев и вели
чины |
неоднородности |
физико-механических |
свойств |
материала |
||
«просветляющих» слоев. С целью уменьшения |
влияния |
указанных |
||||
факторов |
была выбрана следующая технология |
нанесения |
переход |
|||
ных |
слов. |
Вязкость л а к а |
УР-231 была такова, |
чтобы после |
нанесе |
|
ния слоя из пульверизатора на одну рабочую поверхность и после
дующей |
сушки |
(2 часа |
при + 6 0 ° С ) толщина этого слоя |
была |
по |
||||
рядка |
101 2 мкм. |
После |
сушки покрытие такой |
ж е толщины наноси |
|||||
лось |
на |
вторую |
рабочую |
поверхность и линза |
опять |
помещалась |
|||
в сушильный ш к а ф . Эти |
операции повторялись |
около |
40 |
раз |
для |
||||
к а ж д о й |
рабочей |
поверхности. После получения |
слоев |
|
требуемой |
||||
величины (с некоторым запасом д л я обработки) линза устанавли валась на планшайбу прокатного станка и поверхность «просвет
ляющих» |
слоев ш л и ф о в а л а с ь |
с целью |
получения |
равномерной |
|||
толщины и требуемой чистоты. Толщина слоев |
по |
периферии ра |
|||||
бочих поверхностей при этом контролировалась |
с помощью |
токо- |
|||||
вихревого |
измерителя толщины |
неметаллических |
|
покрытий |
[44] . |
||
Схема |
прибора и з о б р а ж е н а |
на рис. 7.8. Принцип его |
работы |
||||
заключается в следующем . Н а п р я ж е н и е |
высокой |
частоты |
от |
гене |
|||
ратора сигналов ГС подается на клеммы аа. В положительный по лупериод ток проходит через диод D2, контур датчика, нзмеритель-
ГС
Рис. 7.8. Схема прибора для контроля толщины «просветляющих» слоев
ный прибор и конденсатор Сі. В отрицательный полупериод ток проходит по сопротивлению Ri, диоду JDI И через прибор. Нелиней ная вольтамперная характеристика диодов служит причиной нали чия в рассматриваемых цепях к а к постоянных, т а к и переменных составляющих . Величины этих токов зависят от собственной ре зонансной частоты и добротности контура датчика (L1C2R2). По стоянные составляющие проходят через прибор И П , переменные —• Через конденсатор С\. Постоянная составляющая, проходящая че
рез |
прибор |
в отрицательный |
полупериод, имеет противоположное |
направление |
постоянной составляющей, проходящей в положитель |
||
ный |
полупериод напряжения |
генератора сигналов. П р и ж а в датчик |
|
к рабочей поверхности рефрактора из АМГ-6 без покрытия и изме няя величину сопротивления Ri, можно добиться уравновешивания
постоянных составляющих, т. е. установки прибора на нуль. |
|
Если |
||||||||||||||
теперь п р и ж а т ь |
датчик |
к изделию |
с покрытием, |
то |
изменятся |
ин |
||||||||||
дуктивность |
и сопротивление катушки, |
это вызовет |
р а з б а л а н с |
схе |
||||||||||||
мы. Отклонение |
стрелки |
прибора |
И П |
пропорционально |
|
толщине |
||||||||||
покрытия. При |
участии |
автора |
[44] конструкция |
датчика |
описан |
|||||||||||
ного прибора |
была несколько изменена, |
|
поскольку |
необходимо |
бы |
|||||||||||
л о измерять |
толщину покрытия |
в точках |
криволинейной |
поверхно |
||||||||||||
сти. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Из изложенного ясно, что получение более |
широкой |
|
рабочей |
|||||||||||||
полосы частот А П С с металлическим рефрактором, |
чем |
это |
позво |
|||||||||||||
ляет один переходной слой на |
к а ж д о й |
рабочей |
поверхности, |
пред |
||||||||||||
ставляет |
сложную технологическую |
задачу . |
Нанесение |
|
второго, |
|||||||||||
третьего |
и т. д. слоев, необходимых д л я |
расширения |
полосы |
частот, |
||||||||||||
как указывается в [ 6 ] , |
весьма |
сложный |
и |
трудоемкий |
процесс. |
|||||||||||
Несмотря на очень хорошие свойства |
л а к а |
УР-231, «просветляю |
||||||||||||||
щие» слои проработали |
в дистиллированной |
воде |
|
измерительного |
||||||||||||
гидроакустического бассейна около полутора лет. П р и необходи мости рефрактор необходимо заново «просветлять» по описанной
методике. |
К а к |
видно из рис. |
7.10 а, |
|
коэффициент |
прохождения |
|||||||||
«просветленной» |
на частоте |
1,5 |
мгц |
линзы |
из АМГ-6 |
получился |
|||||||||
весьма |
хорошим. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
§ |
7.4. И С П Ы Т А Н И Я |
А П С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
В соответствии.с технологией, кратко |
изложенной в |
предыду |
|||||||||||||
щ е м параграфе, |
были |
изготовлены |
следующие |
коллиматорные |
|||||||||||
устройства |
акустических |
прожекторных |
систем: |
|
|
|
|||||||||
рефрактор |
из |
полистирола |
(диаметр |
280 мм, фокусное расстоя |
|||||||||||
ние 2 |
м); |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мм, |
|
|
|
|
рефрактор |
из |
оргстекла |
(диаметр |
800 |
фокусное |
расстоя |
|||||||||
ние 2,7 |
м); |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мм, |
|
|
|
рефрактор |
из |
сплава |
АМГ-6 |
(диаметр |
750 |
фокусное |
рас |
||||||||
стояние 2 м); |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мм, |
|
|
|
||
рефлектор |
из |
сплава |
АМГ-6 |
(диаметр |
750 |
фокусное |
рас |
||||||||
стояние 750 |
мм). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
