[發(fā)明專利]一種大尺寸深水換能器基陣設(shè)計制造結(jié)構(gòu)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811004805.8
• 申請日: 2018-08-30
• 公開（公告）號: CN109211340A
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘇妍;謝民;姚成章;張峰海
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團公司第七一五研究所
• 主分類號: G01F1/66
• 分類號: G01F1/66;G01F15/14
• 代理公司: 杭州九洲專利事務(wù)所有限公司 33101
• 代理人: 陳繼亮

本發(fā)明公開了一種大尺寸深水換能器基陣設(shè)計制造結(jié)構(gòu)及方法，主要包括公共蓋板等，公共蓋板和外殼采用一體化橡膠熱硫化密封的硫化工藝，公共蓋板表面硫化一層輻射面硫化橡膠層作為相控陣的輻射面，公共蓋板一側(cè)表面連接若干換能器振子，公共蓋板通過支撐柱連接穿線板，穿線板上安裝插塞，插塞固定在固定板上，后端蓋安裝水密電子倉和橡皮壓力補償器，后端蓋通過橡膠減震器連接安裝法蘭，基陣腔體內(nèi)充滿絕緣油。本發(fā)明適合應(yīng)用于大尺寸大深度海洋環(huán)境條件下水聲換能器基陣的設(shè)計和制造；能夠滿足水下6000米的水聲換能器基陣設(shè)計、制造和使用要求；對于提高水聲換能器基陣的工作性能和擴展應(yīng)用工作領(lǐng)域具有重要的作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及深水換能器基陣的領(lǐng)域，具體涉及一種大尺寸深水換能器基陣設(shè)計制造結(jié)構(gòu)及方法。

背景技術(shù)

聲學(xué)多普勒剖面流速儀(ADCP)是目前世界上最先進的流量測驗技術(shù)之一，隨著科學(xué)技術(shù)的進步，ADCP向深海低頻大功率方向發(fā)展，其中相控式深海低頻換能器基陣技術(shù)是ADCP的發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。

相控式換能器基陣是由數(shù)百個換能器振子組成的圓面陣，通過相控原理形成空間具有一定對稱傾斜角度的四個波束。換能器基陣是一個密封性結(jié)構(gòu)，隨著ADCP工作水深的增大，換能器基陣必須滿足大深度的耐壓水密性能要求。另外，隨著ADCP測量精度的不斷提高，要求形成波束的一致性和對稱性不斷提高，由此對相控式換能器基陣的制造精度提出了更高的要求。因此，相控式換能器基陣的耐壓水密技術(shù)和換能器振子的安裝定位技術(shù)成為了相控式換能器基陣的設(shè)計制造過程中的關(guān)鍵技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種大尺寸深水換能器基陣設(shè)計制造結(jié)構(gòu)及方法。

本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案來完成的：這種大尺寸深水換能器基陣設(shè)計制造結(jié)構(gòu)，主要包括公共蓋板、輻射面硫化橡膠層、外殼、支撐柱、穿線板、注油孔、插塞、固定板、安裝法蘭、水密接插件、水密電子倉、絕緣油、橡皮壓力補償器、橡膠減震器、后端蓋、換能器振子，公共蓋板和外殼采用一體化橡膠熱硫化密封的硫化工藝，外殼上設(shè)計注油孔，公共蓋板表面硫化一層輻射面硫化橡膠層作為相控陣的輻射面，公共蓋板一側(cè)表面連接若干換能器振子，公共蓋板通過支撐柱連接穿線板，穿線板上安裝插塞，插塞固定在固定板上，后端蓋安裝水密電子倉和橡皮壓力補償器，水密電子倉內(nèi)部設(shè)計有水密接插件用于安裝驅(qū)動換能器工作的電子設(shè)備，后端蓋通過橡膠減震器連接安裝法蘭，基陣腔體內(nèi)充滿絕緣油。

所述公共蓋板和外殼的硫化工藝采用大尺寸的橡膠硫化模具和大尺寸的平板硫化機，橡膠硫化模具包括底模、模體、上模組成，底模安裝固定在平板硫化機的底板上，上模安裝固定在平板硫化機的頂板上，模體固定在上模上，公共蓋板和外殼安裝固定在底模上，上模和模體通過螺釘連接固定鉤。

所述換能器振子的金屬前輻射面分割為兩部分結(jié)構(gòu)，一部分與有源元件和后蓋板裝配在一起成為一個換能器振子，所有換能器振子前蓋板另一部分合成為一塊公共蓋板，公共蓋板通過高精度數(shù)控設(shè)備加工數(shù)百個高精度定位結(jié)構(gòu)來安裝定位換能器振子。

所述換能器振子前蓋板與換能器的負(fù)極電路聯(lián)通，換能器振子的前蓋板安裝固定在公共蓋板上，所有換能器振子的負(fù)極與公共蓋板是電路聯(lián)通的。

所述外殼與后端蓋采用機械密封方式進行密封，保證基陣在深水條件下水密性能。

所述換能器基陣腔體內(nèi)充滿絕緣油實現(xiàn)腔體內(nèi)外壓力平衡。

所述公共蓋板的另一面按照布陣設(shè)計要求加工去耦隔離槽，精確定位出每個換能器振子的安裝位置。

這種大尺寸深水換能器基陣設(shè)計制造方法，主要包括以下步驟：