Detección de Ondas Acústicas de Baja Frecuencia Submarinas Basada en un Resonador de CaF de Alta Q
Autores: Yuan, Guangzheng; Rong, Jiamin; Zhang, Dewei; Xing, Enbo; Liu, Wenyao; Li, Li; Tang, Jun; Liu, Jun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Detección de Ondas Acústicas de Baja Frecuencia Submarinas Basada en un Resonador de CaF de Alta Q
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Modo de galería susurrante
Resonadores
Detección acústica submarina
Pérdida de energía
Estructura de matriz ahuecada
Fluoruro de calcio
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
Los resonadores en modo de galería susurrante (WGM) con un factor de calidad (Q) ultra alto proporcionan una nueva idea para la detección acústica submarina de alta precisión. Sin embargo, la pérdida de energía acústica debido a la encapsulación hermética se ha convertido en un problema urgente para su aplicación submarina. Para resolver este problema, este artículo propone una estructura de matriz hueca. La simulación por elementos finitos muestra que la pérdida de transmisión de ondas acústicas se mejora en 30 dB en comparación con la estructura de encapsulación de placa plana. Utilizando un resonador de fluoruro de calcio (CaF) con un factor Q de 1.2 x 10 como unidad sensible acústica, se recuperan la amplitud y la frecuencia de la onda acústica cargada mediante el mecanismo de respuesta de acoplamiento por dispersión. El rango de prueba experimental submarina del resonador es de 100 Hz a 1 kHz, su nivel de sensibilidad de detección acústica alcanza -176.3 dB re 1 V/uPa a 300 Hz, y su presión mínima detectable puede llegar a 0.87 mPa/Hz, lo que corresponde a una presión equivalente al ruido (NEP) de hasta 58 dB re 1 uPa/Hz.
Descripción
Los resonadores en modo de galería susurrante (WGM) con un factor de calidad (Q) ultra alto proporcionan una nueva idea para la detección acústica submarina de alta precisión. Sin embargo, la pérdida de energía acústica debido a la encapsulación hermética se ha convertido en un problema urgente para su aplicación submarina. Para resolver este problema, este artículo propone una estructura de matriz hueca. La simulación por elementos finitos muestra que la pérdida de transmisión de ondas acústicas se mejora en 30 dB en comparación con la estructura de encapsulación de placa plana. Utilizando un resonador de fluoruro de calcio (CaF) con un factor Q de 1.2 x 10 como unidad sensible acústica, se recuperan la amplitud y la frecuencia de la onda acústica cargada mediante el mecanismo de respuesta de acoplamiento por dispersión. El rango de prueba experimental submarina del resonador es de 100 Hz a 1 kHz, su nivel de sensibilidad de detección acústica alcanza -176.3 dB re 1 V/uPa a 300 Hz, y su presión mínima detectable puede llegar a 0.87 mPa/Hz, lo que corresponde a una presión equivalente al ruido (NEP) de hasta 58 dB re 1 uPa/Hz.