[發明專利]適用于遠距離高分辨率魚探儀的寬帶聲基元

在審

• 申請號: 202010851992.4
• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN112099022A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 張鴻磊;胡健輝;王敏慧;王艷;趙歡;張睿
• 申請（專利權）人: 上海船舶電子設備研究所（中國船舶重工集團公司第七二六研究所）
• 主分類號: G01S15/96
• 分類號: G01S15/96;G01S7/521
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

本發明提供了一種適用于遠距離高分辨率魚探儀的寬帶聲基元，包括：前蓋板(1)、電極片(2)、壓電晶堆(3)、后蓋板(4)、預應力螺桿(5)、四腳支架(6)以及匹配電路(7)；所述預應力螺桿(5)包括：所述前蓋板(1)、電極片(2)、壓電晶堆(3)和后蓋板(4)相連接；所述前蓋板(1)、電極片(2)、壓電晶堆(3)和后蓋板(4)相連接；所述四腳支架(6)套在預應力螺桿(5)的螺帽上；所述匹配電路(7)安裝在四腳支架(6)的定位槽中。本發明選用具有高抗張強度、穩定性高、機械Q值高的PZT?8型壓電陶瓷作為換能器的驅動元件，可承受較大電壓，增加換能器的聲源級。

技術領域

本發明涉及魚探儀技術領域，具體地，涉及一種適用于遠距離高分辨率魚探儀的寬帶聲基元。

背景技術

世界各沿海國家都把開發海洋、發展海洋經濟和海洋產業定為基本國策。其中海洋生物資源勘探、開發和保護技術成為主要的內容。魚探儀是利用聲波回聲原理探測海中魚群的重要儀器設備。就目前而言，世界上各國魚群探測設備總體上只有兩種，一種是垂直魚探儀，一種是水平魚探儀。由于垂直魚探儀需要船只航行到魚群上方才能進行探測使用且無法探測船體四周的魚群，所以可實現垂直和水平兩維掃描的水平魚探儀是近年來的研究熱點。美國、挪威和日本均自主研發了多個系列的水平魚探儀。我國多數拖網漁船仍使用垂直魚探儀，在自主研發水平魚探儀技術上缺乏經驗。結合國外先進水平魚探儀的技術特點，大多數水平魚探儀是具有寬帶、高分辨率和遠距離工作的優勢且多為圓柱陣。魚探儀的聲基元多為縱振子換能器。該類型換能器具有大功率、穩定性高、易加工等特點。但傳統縱振子換能器工作帶寬窄且多為單頻工作，不能滿足成陣后魚探儀寬帶的使用要求。批量加工時很難保證聲基元阻抗的一致性，同時隨著魚探儀小型化的要求對基元安裝方式提出了更高的要求。

目前拓展縱振子換能器帶寬的方式有縱彎耦合技術、匹配層技術、電路匹配等技術。縱彎耦合技術需要前蓋板較薄，組成圓柱陣時不便于安裝；匹配層技術雖拓展了工作帶寬，但降低了換能器的發射電壓響應。本發明將換能器和匹配電路定義為聲基元，利用電路匹配技術拓寬聲基元工作頻帶，顯著提高魚探儀聲基元發射電壓響應，保證批量生產時聲基元阻抗一致性，同時該基元結構可適用于小型化魚探儀成陣的安裝。

專利文獻CN111025304A公開了一種能夠自動切換無線通訊方式的新型魚探儀，包含MCU微控制器、復位模塊、晶振模塊、保險絲模塊、濾波模塊、電源模塊、驅動模塊、通信模塊、ADC模數轉換模塊、超聲波發射模塊、超聲波接收模塊和換能器；所述的控制復位電路、晶振電路、保險絲電路、濾波電路、驅動模塊、ADC模數轉換模塊和超聲波發射模塊分別與MCU微控制器電性連接，電源模塊為整個系統供電。該專利在結構和性能仍然有待提高的空間。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種適用于遠距離高分辨率魚探儀的寬帶聲基元。

根據本發明提供的一種適用于遠距離高分辨率魚探儀的寬帶聲基元，包括：前蓋板1、電極片2、壓電晶堆3、后蓋板4、預應力螺桿5、四腳支架6以及匹配電路7；所述預應力螺桿5包括：所述前蓋板1、電極片2、壓電晶堆3和后蓋板4相連接；所述前蓋板1、電極片2、壓電晶堆3和后蓋板4之間的連接采用預應力螺桿5緊固；所述四腳支架6套在預應力螺桿5的螺帽上并用粘接劑固定；所述匹配電路7安裝在四腳支架6的定位槽中并采用粘接劑緊固連接。

優選地，所述O型密封圈8；所述O型密封圈8安裝在前蓋板1密封槽中。

優選地，還包括：縱振子換能器、導線部件；所述匹配電路7的輸出端與縱振子換能器的輸入端通過雙絞導線相連；所述導線部件包括：雙絞導線；所述匹配電路7的輸入端與導線相連。

優選地，所述四腳支架6采用四腳塑料支架；所述壓電晶堆3采用壓電陶瓷晶堆；所述前蓋板1、電極片2、壓電晶堆3和后蓋板4通過粘接劑相連接；所述四腳支架6套在預應力螺桿5的螺帽上并用粘接劑固定；所述匹配電路7安裝在四腳支架6的定位槽中并采用粘接劑緊固連接；