錐洞前蓋板寬帶縱向振動(dòng)換能器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種換能器，特別是一種錐洞前蓋板寬帶縱向振動(dòng)換能器。
【背景技術(shù)】
[0002] 復(fù)合棒縱向振動(dòng)換能器是一種常用的強(qiáng)功率發(fā)射器，其具有結(jié)構(gòu)簡單、加工容易、 效率高及功率大等優(yōu)點(diǎn)，廣泛地用于水聲技術(shù)中。寬頻帶技術(shù)是水聲領(lǐng)域中發(fā)展的重要趨 勢，為了拓展復(fù)合棒縱向振動(dòng)換能器的帶寬，近年來國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了許多研究，提出了幾 種拓寬換能器帶寬的方法：1)、利用前蓋板的彎曲振動(dòng)和換能器的縱向振動(dòng)間的耦合來拓 展換能器的帶寬，該方法需要控制兩種模態(tài)的頻率間隔和幅度大??；2)、采用雙激勵(lì)源來拓 展換能器的帶寬，這種方法靠兩個(gè)激勵(lì)源產(chǎn)生的諧振頻率來拓展換能器的帶寬，由于換能 器的結(jié)構(gòu)尺寸的限制該方法在實(shí)施上有一定的難度；3)、在換能器的前輻射頭附加適當(dāng)特 性阻抗匹配層也可以提高換能器的傳輸特性。這種技術(shù)在換能器陣列中得到了應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種錐洞前蓋板寬帶縱向振動(dòng)換能器，對換能器前蓋板進(jìn)行 挖洞處理形成錐洞前蓋板，選取合適的洞的尺寸，可以有效的拓寬換能器的頻帶寬度。
[0004] 本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：錐洞前蓋板寬帶縱向振動(dòng)換能器，包括前蓋板、后蓋 板，所述前蓋板與后蓋板之間安裝有壓電晶體，所述前蓋板挖有一個(gè)圓錐形的錐洞，所述錐 洞的深度小于前蓋板的厚度。所述前蓋板包括：第一圓臺(tái)部分和帶有錐洞的第二圓臺(tái)部分。
[0005] 所述錐洞的底面直徑為前蓋板底面直徑的0. 8倍，所述錐洞的深度為前蓋板厚度 的〇. 5倍。
[0006] 所述后蓋板為凹槽型。
[0007] 所述前蓋板為鋁質(zhì)材料制成，所述后蓋板為銅質(zhì)材料制成，所述壓電晶體為PZT-4 材質(zhì)。
[0008] 本發(fā)明一種錐洞前蓋板寬帶縱向振動(dòng)換能器，利用在前蓋板上挖掉一部分形成錐 洞，選擇合適的洞的尺寸，帶錐洞前蓋板的換能器的頻帶寬度比前蓋板為實(shí)心圓臺(tái)的換能 器提高了兩倍左右。
【附圖說明】
[0009] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：
[0010] 圖1是本發(fā)明換能器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011] 圖2是本發(fā)明換能器前蓋板剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012] 圖3是本發(fā)明換能器等效電路圖；
[0013] 圖4是本發(fā)明凹槽型后蓋板的換能器結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 如圖1、圖4所示，錐洞前蓋板寬帶縱向振動(dòng)換能器，包括前蓋板3、后蓋板1，所述 前蓋板3與后蓋板1之間安裝有壓電晶體2,所述前蓋板3挖有一個(gè)圓錐形的錐洞6,所述 錐洞6的深度hi小于前蓋板3的厚度h0。所述前蓋板3包括：第一圓臺(tái)部分4和帶有錐 洞6的第二圓臺(tái)部分5。所述后蓋板1為凹槽型。
[0015] 所述錐洞6的底面直徑Dl為前蓋板3底面直徑DO的0. 8倍。所述錐洞6的深度 hi為前蓋板3厚度h0的0. 5倍。
[0016] 所述前蓋板3為鋁質(zhì)材料制成，所述后蓋板1為銅質(zhì)材料制成，所述壓電晶體2為 PZT-4材質(zhì)。
[0017] 理論分析：
[0018] 本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示：圖1中A-B為換能器節(jié)線位置。
[0019] 根據(jù)《水聲換能器及基陣》一書中對縱向振動(dòng)換能器的理論分析，縱向振動(dòng)換能器 的等效電路如圖3所示。圖3中：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 錐洞前蓋板寬帶縱向振動(dòng)換能器，包括前蓋板（3)、后蓋板（1),所述前蓋板（3)與 后蓋板（1)之間安裝有壓電晶體（2)，其特征在于，所述前蓋板（3)挖有一個(gè)圓錐形的錐洞 (6)，所述錐洞（6)的深度小于前蓋板的厚度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述錐洞前蓋板寬帶縱向振動(dòng)換能器，其特征在于，所述前蓋板（3) 包括：第一圓臺(tái)部分（4)和帶有錐洞（6)的第二圓臺(tái)部分（5)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述錐洞前蓋板寬帶縱向振動(dòng)換能器，其特征在于，所述錐洞（6)的 底面直徑（Dl)為前蓋板（3)底面直徑（DO)的0. 8倍。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述錐洞前蓋板寬帶縱向振動(dòng)換能器，其特征在于，所述錐洞（6)的 深度（hi)為前蓋板（3)厚度（h0)的0.5倍。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述錐洞前蓋板寬帶縱向振動(dòng)換能器，其特征在于，所述后蓋板（1) 為凹槽型。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述錐洞前蓋板寬帶縱向振動(dòng)換能器，其特征在于，所述前蓋板 (3)為鋁質(zhì)材料制成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述錐洞前蓋板寬帶縱向振動(dòng)換能器，其特征在于，所述后蓋板 (1) 為銅質(zhì)材料制成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述錐洞前蓋板寬帶縱向振動(dòng)換能器，其特征在于，所述壓電晶體 (2) 為PZT-4材質(zhì)。
【專利摘要】錐洞前蓋板寬帶縱向振動(dòng)換能器，包括前蓋板、后蓋板，所述前蓋板與后蓋板之間安裝有壓電晶體，所述前蓋板挖有一個(gè)圓錐形的錐洞，所述錐洞的深度小于前蓋板的厚度。所述前蓋板包括：第一圓臺(tái)部分和帶有錐洞的第二圓臺(tái)部分。本發(fā)明一種錐洞前蓋板寬帶縱向振動(dòng)換能器，利用在前蓋板上挖掉一部分形成錐洞，選擇合適的洞的尺寸，帶錐洞前蓋板的換能器的頻帶寬度比前蓋板為實(shí)心圓臺(tái)的換能器提高了兩倍左右。
【IPC分類】B06B1-06
【公開號】CN104646263
【申請?zhí)枴緾N201310584951
【發(fā)明人】郭林發(fā), 張紹文
【申請人】中船重工海聲科技有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2013年11月20日