[發明專利]一種多壓電陶瓷堆激勵深水寬帶換能器

有效

• 申請號: 201410033314.1
• 申請日: 2014-01-23
• 公開（公告）號: CN104811879B
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發明（設計）人: 劉慧生;莫喜平;張運強
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所
• 主分類號: H04R17/00
• 分類號: H04R17/00
• 代理公司: 北京法思騰知識產權代理有限公司 11318
• 代理人: 楊小蓉

本發明涉及一種多壓電陶瓷堆激勵深水寬帶換能器，包括壓電陶瓷堆、下筒形端蓋、預應力螺桿以及上筒形端蓋；其中，所述壓電陶瓷堆有多個，任一壓電陶瓷堆通過預應力螺桿安裝在所述下筒形端蓋與上筒形端蓋之間，所述多個壓電陶瓷堆之間并聯連接；所述的下筒形端蓋的最上端與上筒形端蓋的最下端之間留有間距。本發明利用其壓電堆和上下蓋板的多模態振動，實現了換能器的大寬帶發射，利用多壓電堆的33工作模式，及減小因圓管結構徑向振動的反相問題帶來的較大發射響應減小的問題，獲得了大功率的發射。

技術領域

本發明涉及水聲通信、探測、海洋深水研究領域，具體地，本發明涉及一種多壓電陶瓷堆激勵深水寬帶換能器。

背景技術

21世紀是海洋的世紀，水聲換能器是認識海洋的重要手段，在水聲通信、探測、海洋深水研究領域都有廣泛應用。目前各大海洋資源國家對海洋資源和海洋領土的重視前所未有，深海開發技術已經成為熱點，這就要求水聲換能器能夠在深水條件下工作。這對水聲換能器的性能提出了更高的要求。

傳統的深水寬帶壓電圓管換能器采用開放式溢流結構，此種結構的換能器采用徑向振動和內部液腔振動，以實現寬帶，由于徑向振動存在內外反相問題，換能器的發射電壓響應有所降低。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的水聲換能器在深水下工作時內外反相問題造成發射響應大大減小的問題，從而提供一種能夠獲得較大發射電壓響應的深水、寬帶換能器。

為了實現上述目的，本發明提供了一種多壓電陶瓷堆激勵深水寬帶換能器，包括壓電陶瓷堆1、下筒形端蓋2、預應力螺桿3以及上筒形端蓋4；其中，

所述壓電陶瓷堆1有多個，任一壓電陶瓷堆1通過預應力螺桿3安裝在所述下筒形端蓋2與上筒形端蓋4之間，所述多個壓電陶瓷堆1之間并聯連接；所述的下筒形端蓋2的最上端與上筒形端蓋4的最下端之間留有間距。

上述技術方案中，還包括彈性透聲腔5以及順性管6；其中，所述彈性透聲腔5位于安裝完畢的壓電陶瓷堆1、下筒形端蓋2、預應力螺桿3、上筒形端蓋4之外，在其內安裝所述順性管6。

上述技術方案中，所述壓電陶瓷堆1的外套設有防水用的水密層；所述水密層采用聚氨酯膠或硫化橡膠制成，水密層內充有包括蓖麻油在內的電絕緣物質。

上述技術方案中，所述彈性透聲腔5內部充斥包括蓖麻油、硅油在內的電絕緣物質，所述彈性透聲腔5內部的物質與所述彈性透聲腔5一起形成水密結構。

上述技術方案中，所述下筒形端蓋2、上筒形端蓋4的中間位置開有圓孔。

上述技術方案中，所述壓電陶瓷堆1的數目在4-12個之間。

上述技術方案中，在一所述壓電陶瓷堆1的中心位置安裝一預應力螺桿3。

上述技術方案中，在一所述壓電陶瓷堆1的四周均勻安裝多個預應力螺桿3。

本發明的優點在于：

本發明的換能器為多壓電陶瓷堆和開孔端蓋構成的類圓管溢流換能器，利用其壓電堆和上下蓋板的多模態振動，實現了換能器的大寬帶發射，利用多壓電堆的33工作模式，及減小因圓管結構徑向振動的反相問題帶來的較大發射響應減小的問題，獲得了大功率的發射。

附圖說明

圖1是本發明的多壓電陶瓷堆激勵深水寬帶換能器在一個實施例中的結構示意圖；

圖2是本發明的多壓電陶瓷堆激勵深水寬帶換能器在另一個實施例中的結構示意圖；

圖3是本發明的多壓電陶瓷堆激勵深水寬帶換能器施加預應力的一種方式；

圖4是本發明的多壓電陶瓷堆激勵深水寬帶換能器發射電壓響應圖。

附圖標識