[發(fā)明專利]一種共形驅(qū)動四邊形彎張換能器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810570566.6
• 申請日: 2018-06-05
• 公開（公告）號: CN108777831B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 藍宇;袁經(jīng)文;周天放
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: H04R1/44
• 分類號: H04R1/44;G10K9/122;G10K9/12
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 鄧宇

本發(fā)明提供一種共形驅(qū)動四邊型彎張換能器，其特征在于：包括四邊形驅(qū)動殼體和設(shè)置在四邊形驅(qū)動殼體四個角上的驅(qū)動元件，所述四邊形驅(qū)動殼體上的四個角上設(shè)置有凹槽，所述驅(qū)動元件設(shè)置在凹槽中，凹槽對應(yīng)的四段驅(qū)動殼體為薄凸殼、其余四段為厚凹殼或厚凸殼。或所述四邊形殼體包括與四個驅(qū)動元件交替連接的四段厚凸殼、設(shè)置在四段厚凸殼和驅(qū)動元件外表面的環(huán)氧玻璃絲層。本發(fā)明的換能器兼具深海工作、寬帶、低頻、重量輕等特點，可應(yīng)用于深海水聲通信、深海對抗、海洋環(huán)境監(jiān)測、海底地質(zhì)地貌探測等領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水聲換能器，尤其涉及一種共形驅(qū)動四邊形彎張換能器。

背景技術(shù)

聲波是人類迄今為止已知的唯一能在海水中遠距離傳播的能量載體。作為能夠發(fā)射聲波的水聲換能器，無論是在民用領(lǐng)域，如海洋地質(zhì)地貌探測、海底資源開發(fā)等，還是在軍事領(lǐng)域，如潛艇探測、水聲通信等，都具有十分重要的應(yīng)用價值。

低頻聲波主要是指頻率范圍在100Hz-3kHz的聲波，其在海洋研究、資源開發(fā)等領(lǐng)域都具有十分重要的應(yīng)用價值。因此對于低頻水聲換能器的研制顯得尤為重要。

低頻水聲換能器有很多種，常見的有電動式換能器、彎曲振動式換能器以及彎張換能器等。

電動式換能器是實現(xiàn)低頻聲輻射的較好聲源，其驅(qū)動力由恒定的磁場和位于恒定磁場中通過一定交變電流的線圈之間的相互作用而產(chǎn)生。彎曲振動式換能器最常見的是彎曲圓盤換能器，彎曲圓盤換能器包含雙疊片結(jié)構(gòu)和三疊片結(jié)構(gòu)，這種換能器具有低頻、小尺寸、結(jié)構(gòu)簡單、便于生產(chǎn)等特點。彎張換能器是一種理想的低頻、大功率聲源，它的工作原理是：利用有源材料的縱向振動激勵殼體做彎曲振動。常見的彎張換能器可分為七種類別，應(yīng)用最為廣泛的是Ⅳ型彎張換能器。Ⅳ型彎張換能器以橢圓殼體為輻射殼體，利用杠桿原理，實現(xiàn)振幅放大效應(yīng)，可以輻射出較大的聲功率。其中作縱向振動的有源材料通常選用壓電陶瓷片或稀土超磁致伸縮棒。

本發(fā)明提供一種共形驅(qū)動四邊形彎張換能器，對所述的驅(qū)動元件施加交流載荷時，使輻射殼體發(fā)生彎曲振動，從而實現(xiàn)低頻聲輻射。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了提供一種共形驅(qū)動四邊形彎張換能器。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：包括四邊形輻射殼體和設(shè)置在四邊形輻射殼體四個角上的驅(qū)動元件。

本發(fā)明還包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征：

1.所述四邊形輻射殼體上的四個角上設(shè)置有凹槽，所述驅(qū)動元件設(shè)置在凹槽中，凹槽對應(yīng)的四段輻射殼體為薄凸殼、其余四段為厚凹殼或厚凸殼。

2.所述四邊形殼體包括與四個驅(qū)動元件交替連接的四段厚凸殼、設(shè)置在四段厚凸殼和驅(qū)動元件外表面的環(huán)氧玻璃絲層。

3.所述四段厚凸殼或厚凹殼的長度相等。

4.所述四段厚凸殼或厚凹殼的長度均是兩兩相等，且長度相等的兩段厚凸殼或厚凹殼相鄰設(shè)置或相對設(shè)置。

5.所述四段厚凸殼的長度相等。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的共形驅(qū)動四邊形彎張換能器具有低頻、寬帶特性。驅(qū)動元件加交流負載工作時，使厚殼彎曲，從而在低頻產(chǎn)生聲輻射；換能器的整體結(jié)構(gòu)上含有液腔，可以實現(xiàn)寬帶發(fā)射；不同的厚殼可以形成多個諧振頻率，可實現(xiàn)多種聲輻射模態(tài)工作。因此本發(fā)明的低頻水聲換能器具有小尺寸、低頻、寬帶和深水特性。可用于水聲探測、測量及海洋資源勘探等領(lǐng)域。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的厚殼為凹形時共形驅(qū)動四邊形彎張換能器的俯視圖；

圖2是本發(fā)明的厚凹殼有兩種，且相同的厚殼相對放置時共形驅(qū)動四邊形彎張換能器的俯視圖；

圖3是本發(fā)明的厚凹殼有兩種，且相同的厚殼相鄰放置時共形驅(qū)動四邊形彎張換能器的俯視圖；