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📜  解释声纳的工作和应用

📅  最后修改于: 2021-06-25 07:01:04             🧑  作者: Mango

声能是使我们的耳朵感觉到某种东西的能量。当身体振动或以“来回”的方式运动时，会发出声音。声音需要一种介质来传播。该介质可以是气体，液体或固体的形式。当介质的粒子从参考点振动时，声音会通过介质传播。

声音反射：声音以与光相同的方式从表面反射，并且都遵循相同的反射定律。入射声和反射声与法线成直角，并且都位于同一平面上。

人耳可以听到20Hz-20KHz频率范围内的声音，这种声音称为“可听声音” 。例如：音乐，乐器和饼干。但是，人耳无法听到低于20Hz和高于20KHz的频率，这被称为“听不见的声音” 。例如：相信蝙蝠的叫声在超声波听不见的范围内。

次声或次声声音是指频率低于20 Hz的声音。超声或超声定义为大于20 kHz的频率。超声波通常用于对难以接近的零件进行消毒，例如螺旋管，异形零件和电气组件。可以用超声波检查金属块，以发现缺陷和缺陷。

另外，一种称为SONAR的特殊设备使用超声波，可用于测量水下物体或物体的距离，方向，速度和其他各个方面。

声纳

SONAR代表声音导航和测距。 SONAR是在水下通信或检测物体的过程。通常由船舶，潜艇使用，以检测对船舶造成严重危险的水下物体，例如岩石，冰山。潜艇还在SONAR的帮助下进行通信，在战争期间，军舰和潜艇也在SONAR的帮助下检测水下鱼雷和导弹攻击。因此，它有很多用途，但首先让我们了解SONAR的工作原理。

声纳的工作

SONAR使用超声波工作。 SONAR技术中使用了发送器和接收器。整个设备已被装载到船上。超声波或超声波是由发射器产生的。这些波浪穿过水。波浪穿过水，撞击水下或海底的物体。这些波撞击后会被物体或海床反射。结果，接收器收集了这些波。然后将超声波转换成电信号，对其进行研究以确定水下条件和障碍物。

代表声纳工作

下面定义的是与SONAR工作相关的术语：

•发射器和发射器：发射器或发射器是产生超声波并将其发送到船舶或潜艇不同方向的设备。

•接收器：接收器(有时也称为检测器)是一种设备，可以检测和接收来自不同物体的发射波产生的回波，并对其进行分析以找到物体和更多此类物体的距离。

•超声波：超声波或超声波是指那些频率大于20kHz(或20,000 Hz)的声波。

使用SONAR确定海深

让我们考虑一个例子：一艘船使用发射器在水中发射超声波，并在时间t之后接收回波，我们知道水中的声速为v。如果d是物体与船的距离，则总和为从发射器到接收器的波所覆盖的距离为2d。因此，在这种情况下，声音的速度定义为：

v =波浪覆盖的总距离/花费的时间

= 2天/吨

将d简化为：

d =(v×t)/ 2

这是确定物体与船的距离所需的表达式。此方法称为回声测距。

声纳的用途

声纳技术主要用于计算物体存在的深度，范围和方向。以下是声纳技术的一些用途：

  • 对于水下通信，船舶和潜艇使用特殊的声纳。
  • 声纳在医学成像中用于检测囊肿和癌细胞，此过程称为超声图。
  • 它被军方用来追踪敌军战舰和潜艇。
  • 声纳通常用于监视运输石油和天然气的管道，以检测潜在的损坏。
  • 它被用于许多海洋科学研究，以测量诸如海点深度之类的特征。
  • 渔夫使用它来定位鱼群。

蝙蝠如何搜寻猎物?

超声波是由蝙蝠产生的。当这些波相互碰撞时，它们会反射回蝙蝠的耳朵。蝙蝠了解这些波浪反射的本质，从而确定物体在猎物上方的位置。此过程称为回声定位。

样本问题

问题1：什么是音爆?

解决方案：

问题2：船舶发出从海床返回的信号，并在3.4 s后被船舶的接收器检测到。如果通过海水的超声波速度为1530 m / s，请计算海底离船的距离?

解决方案 ：

问题3：一艘军用潜艇发出声纳信号，该声纳信号在1.2 s内从其前方的水下悬崖返回。如果海水中的声速为1525 m / s，那么悬崖与潜水艇的距离有多远?

解决方案 ：

问题4：在水面上的一艘船在4秒后发送信号并从水下潜艇接收回信号。计算潜水艇离船的距离(给定：水中的声速为1450 m / s。

解决方案 ：

问题5：声纳在5.5 s后拾取反射信号。身体有多远?

解决方案：

问题6：什么是回声?

解决方案：