È nominato livello indice del sonar. il valore della pressione acustica generata dal trasduttore di emissione impulsiva alla distanza di dal generatore stesso.
La grandezza . è espressa in forma logaritmica come:
dB = decibel; Pa = Pressione acustica in micro Pascal
La misura di è l'atto conclusivo del progetto di un sonar attivo per la verifica dei corretto dimensionamento del trasmettitore e della base acustica ad esso collegata.
Altresì è l'operazione di controllo periodico della struttura elettro meccanica in mare che ha il compito di assicurare che nessun guasto sia sopravvenuto per non alterare dovute prestazioni di scoperta del sonar.
Valutazione e misura di LI
Esempio di valutazione
Nell'ipotesi che nel dimensionamento di un trasmettitore impulsivo del sonar risulti disponibile una potenza elettrica di We = Watt elettrici.
Ipotizzando nel il rendimento elettroacustico della base di trasmissione la potenza acustica generata sarà: . Wa = Watt acustici.
Se dalle dimensioni della base acustica si può contare indicativamente su di un guadagno di direttività .di il valore di in acqua si calcola con l'espressione:
.. L'addendo di rappresenta il coefficiente di conversione tra
La verifica sperimentale di questi valori è affidata alla misura di in mare.
Esempio di misura
Il campo per la misura in mare di LI
Le misure in mare .. del livello indice, da eseguirsi in regime di trasmissione ad impulsi, intese alla verifica del valore di targa del sonar, devono essere condotte in mare aperto e in zona di certa divergenza sferica; la distanza che separa il trasduttore di emissione dall'idrofono ricevente deve essere almeno volte la dimensione massima del primo; generalmente per sicurezza operativa tra i due mezzi si pone
Commento del campo di misura:
-Si tratta di installazione di misura impostata su battello appoggio dotato di stazione di misura e idrofono campione
-Il diametro del trasduttore d'emissione sul sottomarino è di Le dimensioni indicate sono relative al trasduttore d'emissione montato sui sottomarini classe Sauro Il trasduttore è montato a prua del sottomarino.
-L'idrofono campione . delegato alla ricezione dell'impulso di trasmissione è filato in mare alla quota del sottomarino e ha la sensibilità di:
-Lo strumento di misura nella stazione deve essere di tipo oscilloscopico Indispensabile per la misura degli impulsi emessi dal sonar in fase di controllo
-Le misure del livello degli impulsi ricevuti dal trasduttore devono essere ripetute decine di volte mediandone i valori in modo da ridurre le inevitabili variazioni dovute al movimento della stazione di misura e ad eventuali riflessioni.Per evitare in parte le riflessioni dell'ambiente, alcune volte, si utilizza un sistema elettronico a soglia che consente il passaggio dell'impulso soltanto al tempo necessario per coprire la distanza
Previsioni livelli degli impulsi ricevuti Si computano i livelli degli impulsi ricevuti dall'idrofono di misura ipotizzando assolute certezze e precisioni sulle variabili in gioco.
L'attenuazione dovuta al transito degli impulsi nel percorso sarà computata per la sola divergenza sferica trascurando l'attenuazione per assorbimento dato il modesto valore di .
- Il livello indice sia quello calcolato in precedenza:
- L'attenuazione per divergenza nel percorso
-Il calcolo della pressione acustica degli impulsi incidenti sull'idrofono di misura:
-La tensione efficace ai capi dell'idrofono:
= pari a misurabili sull'oscilloscopio.
Valutazione del livello indice con misure in mare
Il valore finale di a seguito del rilievo oscilloscopico degli impulsi ricevuti dall'idrofono di misura è dipendente dalle condizioni di misura: nella figura in alto l'aspetto di un impulso ideale in assenza di rumore ambiente, in basso l'impulso in condizioni reali durante le misure:
-Supponiamo che con l'oscilloscopio Dato l'aspetto degli impulsi ricevuti le misure sono difficoltose e devono essere ripetute per mediarne i valori. si misuri un impulso d'ampiezza
-Si trasformi il valore della tensione picco-picco in :
-Si trasformi nella pressione incidente sull'idrofono:
-Per computare infine il valore di il livello di pressione calcolato deve essere incrementato dell'attenuazione dovuta al percorso , quindi:
Il valore di a seguito misure è di poco inferiore a quello in progetto di ; la differenza è giustificabile con le inevitabili incertezza delle misure in mare.
In sintesi la formula di calcolo:
dove:
tensione in misurata sull'idrofono campione
sensibilità idrofono campione
distanza in tra centro trasduttore e idrofono campione
Note Annotazioni
Fonti
Bibliografia
(Testo disponibile in collegamenti interni) Raytehon, Sonar Performance Calculator Submarine Signal Division, Portsmouth · Collegamenti esterni
Categoria:Sonar