Осциллятор Фессендена
Генератор Фессендена — это электроакустический преобразователь, изобретенный Реджинальдом Фессенденом , разработка которого началась в 1912 году в компании Submarine Signal Company в Бостоне. [1] Это был первый успешный акустический эхо-локатор . По принципу действия похожий на с динамической звуковой катушкой громкоговоритель , это был ранний тип преобразователя, способный создавать подводные звуки и улавливать их эхо .
Создание этого устройства было мотивировано 1912 катастрофой Титаника года, которая подчеркнула необходимость защиты кораблей от столкновений с айсбергами, препятствиями и другими судами. Из-за относительно низкой рабочей частоты в современных преобразователях его заменили пьезоэлектрические устройства.
Осциллятор
[ редактировать ]Генератор переменный в названии относится к тому факту, что устройство вибрирует и перемещает воду в ответ на движущийся ток . Это был не электронный генератор , а механический, поскольку он генерировал повторяющиеся механические вибрации. На момент создания этого устройства электронных генераторов еще не существовало. Поскольку конструкция устройства не зависит от резонансного отклика, его не следует считать гармоническим генератором .
Операция
[ редактировать ]Генератор Фессендена по своей конструкции чем-то напоминал современный динамический микрофон или динамический громкоговоритель. Зажатая по краю круглая металлическая пластина, соприкасающаяся с водой с одной стороны, была прикреплена другой стороной к медной трубке, которая могла свободно перемещаться в круговом зазоре магнитной системы. Магнитная система имела обмотку постоянного тока, создающую поляризующее магнитное поле в зазоре, и обмотку переменного тока, индуцирующую токи в медной трубке. Эти индуцированные токи создавали магнитное поле, которое реагировало на поляризующее поле. Результирующая сила передавалась на мембрану и, в свою очередь, вызывала акустические колебания в воде.
В отличие от предыдущих подводных источников звука, таких как подводные колокола, генератор Фессендена был обратимым; обмотку переменного тока можно было подключить к наушникам, и можно было слышать подводные звуки и эхо. С помощью этого устройства Фессенден смог обнаружить айсберги на расстоянии около 2 миль, а также иногда улавливать эхо-сигналы от морского дна. [2]
Устройство также можно было использовать в качестве подводного телеграфа, отправляя код Морзе по воде , . Подводный сигнальный аппарат Фессенден или чаще просто «Фессенден», устанавливался на Королевского флота подводные лодки во время Первой мировой войны . [3] Британские подводные лодки серии K оснащались генераторами Фессендена, начиная с 1915 года. Однако сигнал подводной лодки, сигнализирующий о поверхности, мог быть услышан любым близлежащим (вражеским) гидрофоном , поэтому полезность системы во время патрулирования во время войны была ограничена. [4]
Приложение
[ редактировать ]Во время Первой мировой войны генератор Фессендена применялся для обнаружения подводных лодок , но его довольно низкая рабочая частота около 1 килогерца давала ему очень широкий луч, непригодный для обнаружения и локализации малоразмерных целей. В мирное время генератор использовался для определения глубины, где отсутствие направленности не вызывало беспокойства, и Фессенден разработал коммерческий глубиномер, использующий угольный микрофон в качестве приемника, для компании Submarine Signal Company. [5]
См. также
[ редактировать ]- Сигналы подводных лодок - Система сигнализации морской опасности
- Подводная акустика - Исследование распространения звука в воде.
- Подводная акустическая связь - беспроводная технология отправки и получения сообщений через воду.
- Гидрофон – подводный микрофон
- Список патентов Реджинальда Фессендена
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Фрост, Гэри Льюис (2001). «Изобретение схем и стратегий: изготовление и продажа генератора Фессендена». Технологии и культура . 42 (3): 462–488. дои : 10.1353/tech.2001.0109 . S2CID 110194817 . Проект МУЗА 33762 .
- ^ Питер К. Уилле Звуковые изображения океана в исследованиях и мониторинге, Том 1 Springer, 2005 г. ISBN 3-540-24122-1 стр. 16
- ^ Талл, Джей-Джей, коммандер. ; Кемп, Пол (1998). Подводные лодки HM в камере . Издательство Саттон. п. 49. ИСБН 1-85605-433-0 .
{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Энциклопедия Пола Акермана британских подводных лодок 1901-1955 гг. , Periscope Publishing Ltd., 2002 г. ISBN 1-904381-05-7 , стр. 46.
- ^ Майкл А. Эйнсли Принципы моделирования характеристик сонара , Springer, 2010 г. ISBN 3-540-87661-8 , страницы 10, 11, 15, 16.
Библиография
[ редактировать ]- Фрост, Гэри Льюис (2001). «Изобретение схем и стратегий: изготовление и продажа генератора Фессендена». Технологии и культура . 42 (3): 462–488. дои : 10.1353/tech.2001.0109 . S2CID 110194817 . Проект МУЗА 33762 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Фэй, HJW (февраль 1917 г.). «Подводная сигнализация - генератор Фессендена». Журнал Американского общества военно-морских инженеров . 29 (1): 101–113. дои : 10.1111/j.1559-3584.1917.tb01183.x .
- Ролт, Кеннет Д. (1994). «Генератор Фессендена: история, электроакустическая модель и оценка производительности» . Дж. Акуст. Соц. Являюсь . 95 (5): 2832. Бибкод : 1994ASAJ...95.2832R . дои : 10.1121/1.409629 .
