Syvyytettävän kaikumittaimen akustisen ikkunan ominaisuuksien mittaaminen ja materiaalivalinta
Suortti, Ilkka (2020)
2020
Degree Programme in Materials Science and Engineering, MSc (Tech)
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2020-05-07
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202004243686
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202004243686
Tiivistelmä
Tässä työssä tutkittiin syvyytettävän kaikumittaimen (VDS) akustisen ikkunan valintaan liittyvää problematiikkaa ja suoritettiin akustisia allasmittauksia valituille näytepaneeleille. Ongelmaa lähestyttiin tutkimalla ääniaallon etenemistä merenalaisessa ympäristössä, mikä on perustana onnistuneelle kohteen paikannukselle. Ääniaaltojen etenemisen tunnistaminen kiinteissä aineissa ja niiden rajapinnoissa tapahtuvat ilmiöt muodostivat työn kannalta tärkeimmän kokonaisuuden. Etenemis- ja heijastusvaimennusteorioiden ja akustisiin mittauksiin liittyvien teorioiden perusteella rakennettiin yhteistyöyrityksen tiloihin akustisiin mittauksiin soveltuva mittausympäristö. Työssä myös pohdittiin VDS:n akustiseen ympäristöön liittyviä ilmiöitä ja niiden vaikutuksia VDS:n suorituskykyyn.
Mittaustulosten ja esiselvityksen perusteella annettiin suosituksia tulevaa VDS:n akustisen ikkunan materiaalivalintaa varten ja ehdotuksia mittausympäristön kehittämiseksi. Tulosten perusteella voidaan suositella kuituvahvistettua komposiittirakennetta, jossa kuituna käytetään meriolosuhteisiin soveltuvaa korkean suorituskyvyn kuitua. Akustisen ikkunan matriisin kuitumateriaaliksi voisi soveltua UHMWPE-kuitu. Kuidun etuna on alhainen tiheys, joka mahdollistaa akustisen impedanssin sovittamisen mahdollisimman lähelle veden akustista impedanssia. Rakenteellisena osana akustinen ikkuna vaikuttaa merkitsevästi VDS:n akustiseen ympäristöön ja vaikutuksien onnistunut arviointi on edellytys laitteen tarkalle toiminnalle.
Mittaustulosten ja esiselvityksen perusteella annettiin suosituksia tulevaa VDS:n akustisen ikkunan materiaalivalintaa varten ja ehdotuksia mittausympäristön kehittämiseksi. Tulosten perusteella voidaan suositella kuituvahvistettua komposiittirakennetta, jossa kuituna käytetään meriolosuhteisiin soveltuvaa korkean suorituskyvyn kuitua. Akustisen ikkunan matriisin kuitumateriaaliksi voisi soveltua UHMWPE-kuitu. Kuidun etuna on alhainen tiheys, joka mahdollistaa akustisen impedanssin sovittamisen mahdollisimman lähelle veden akustista impedanssia. Rakenteellisena osana akustinen ikkuna vaikuttaa merkitsevästi VDS:n akustiseen ympäristöön ja vaikutuksien onnistunut arviointi on edellytys laitteen tarkalle toiminnalle.