Oscylator Fessendena
Oscylator Fessendena to przetwornik elektroakustyczny wynaleziony przez Reginalda Fessendena , którego rozwój rozpoczął się w 1912 roku w Submarine Signal Company w Bostonie. Było to pierwsze udane do pomiaru echa akustycznego . Podobny w zasadzie do głośnika z dynamiczną cewką drgającą , był to wczesny rodzaj przetwornika, zdolnego do tworzenia podwodnych dźwięków i wychwytywania ich echa .
Stworzenie tego urządzenia było motywowane katastrofą RMS Titanic z 1912 roku, która uwydatniła potrzebę ochrony statków przed kolizjami z górami lodowymi, przeszkodami i innymi statkami. Ze względu na stosunkowo niską częstotliwość pracy został on w nowoczesnych przetwornikach zastąpiony piezoelektrycznymi .
Oscylator
Oscylator w nazwie odnosił się do faktu, że urządzenie wibrowało i poruszało wodą w odpowiedzi na napędzający prąd zmienny . Nie był to oscylator elektroniczny , ale mechaniczny, ponieważ generował powtarzalne wibracje mechaniczne. Oscylatory elektroniczne jeszcze nie istniały, kiedy powstało to urządzenie. Ponieważ konstrukcja urządzenia nie zależy od odpowiedzi rezonansowej, nie należy go uważać za oscylator harmoniczny .
Operacja
Oscylator Fessendena swoją budową przypominał nieco współczesny mikrofon dynamiczny lub głośnik dynamiczny. Okrągła metalowa płytka, zaciśnięta na krawędzi, mająca kontakt z wodą z jednej strony, została przymocowana z drugiej strony do miedzianej rurki, która mogła się swobodnie poruszać w okrągłej szczelinie systemu magnesów. System magnesów miał uzwojenie prądu stałego, które zapewniało polaryzujące pole magnetyczne w szczelinie, oraz uzwojenie prądu przemiennego, które indukowało prądy w miedzianej rurze. Te indukowane prądy wytwarzały pole magnetyczne, które reagowało na pole polaryzujące. Powstała siła była przekazywana do membrany, co z kolei powodowało wibracje akustyczne w wodzie.
W przeciwieństwie do poprzednich podwodnych źródeł dźwięku, takich jak podwodne dzwony, oscylator Fessendena był odwracalny; uzwojenie prądu przemiennego można było podłączyć do zestawu słuchawkowego i można było usłyszeć podwodne dźwięki i echa. Za pomocą tego urządzenia Fessenden był w stanie wykryć góry lodowe w odległości około 2 mil, a czasami wykrywał echo z dna morskiego.
Urządzenie mogło być również używane jako podwodny telegraf, wysyłający kod Morse'a przez wodę. Podwodny aparat sygnalizacyjny Fessenden , lub częściej po prostu „The Fessenden”, był montowany na okrętach podwodnych Royal Navy podczas I wojny światowej . Brytyjskie okręty podwodne serii K były wyposażone w oscylatory Fessendena od 1915 roku. Jednak okręt podwodny sygnalizujący powierzchnię mógł być słyszany przez każdy pobliski (wrogi) hydrofon , więc system miał ograniczoną użyteczność podczas patroli wojennych.
Aplikacja
Podczas pierwszej wojny światowej oscylator Fessendena był używany do wykrywania okrętów podwodnych , ale jego dość niska częstotliwość pracy, około 1 kiloherca, dawała mu bardzo szeroką wiązkę, nieodpowiednią do wykrywania i lokalizacji małych celów. W czasie pokoju oscylator był używany do wyszukiwania głębokości, gdzie brak kierunkowości nie stanowił problemu, a Fessenden zaprojektował komercyjny fatometr wykorzystujący mikrofon węglowy jako odbiornik dla Submarine Signal Company.
Zobacz też
- Sygnały podwodne - system sygnalizacji zagrożeń morskich
- Akustyka podwodna – Badanie rozchodzenia się dźwięku w wodzie
- Podwodna komunikacja akustyczna – Bezprzewodowa technika wysyłania i odbierania wiadomości przez wodę
- Hydrofon – Mikrofon podwodny
- Lista patentów Reginalda Fessendena
- ^ http://muse.jhu.edu/journals/tech/summary/v042/42.3frost01.html Podsumowanie Frost 2001
- ^ Peter C. Wille Dźwiękowe obrazy oceanu w badaniach i monitorowaniu, tom 1 Springer, 2005 ISBN 3-540-24122-1 strona 16
- ^ Wysoki, JJ, kmdr. ; Kemp, Paweł (1998). Okręty podwodne HM w aparacie . Wydawnictwo Sutton. P. 49. ISBN 1-85605-433-0 .
- ^ Paul Akermann Encyklopedia brytyjskich okrętów podwodnych 1901-1955 , Periscope Publishing Ltd., 2002 ISBN 1-904381-05-7 , strona 46
- ^ Michael A. Ainslie Zasady modelowania wydajności sonaru , Springer, 2010 ISBN 3-540-87661-8 , strony 10, 11, 15, 16
Bibliografia
- Mróz, Gary Lewis (lipiec 2001). „Wymyślanie schematów i strategii: tworzenie i sprzedaż oscylatora Fessendena” . Technologia i kultura . Projekt MUSE . 42 (3): 462–488. doi : 10.1353/tech.2001.0109 . S2CID 110194817 .
Dalsza lektura
- Fay, HJW (luty 1917). „Sygnalizacja łodzi podwodnej - oscylator Fessendena” . Dziennik Amerykańskiego Towarzystwa Inżynierów Marynarki Wojennej . 29 (1): 101–113. doi : 10.1111/j.1559-3584.1917.tb01183.x .
- Rolt, Kenneth D. (1994). „Oscylator Fessendena: historia, model elektroakustyczny i oszacowanie wydajności” . J. Acoust. soc. jestem . 95 (5): 2832. Bibcode : 1994ASAJ...95.2832R . doi : 10.1121/1.409629 .
