專利名稱：一種耐12.5MPa壓力的基陣及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基陣，更具體說，它涉及一種耐12. 5MPa壓力的基陣及其制備方法。
背景技術(shù)：
海洋內(nèi)波監(jiān)測(cè)技術(shù)是海洋動(dòng)力環(huán)境研究的重要內(nèi)容，如何長(zhǎng)期定點(diǎn)連續(xù)監(jiān)測(cè)海洋內(nèi)波是海洋內(nèi)波研究的關(guān)鍵，目前，國際上監(jiān)測(cè)海洋內(nèi)波的非聲學(xué)手段主要有以下幾類錨系儀器陣列觀測(cè)、走航拖曳儀器觀測(cè)、垂向下放儀器觀測(cè)、中性浮子觀測(cè)以及衛(wèi)星遙感觀測(cè)
坐 寸ο目前國內(nèi)外海洋科學(xué)家用聲學(xué)方法監(jiān)測(cè)內(nèi)波的設(shè)備主要方法有兩種，一種是用現(xiàn)有的ADCP等設(shè)備，從ADCP測(cè)量的流速、回波信號(hào)強(qiáng)度等數(shù)據(jù)獲取內(nèi)波信息，另一種是研制專門的聲學(xué)內(nèi)波測(cè)量技術(shù)和設(shè)備，對(duì)海洋內(nèi)波進(jìn)行長(zhǎng)期連續(xù)觀察，據(jù)報(bào)道美國曾研制了一種工作頻率為12kHz的聲學(xué)潛標(biāo)用于監(jiān)測(cè)海洋內(nèi)波的振幅。作為獲取水下信息的設(shè)備，水下?lián)Q能器基陣的好壞直接關(guān)系到海洋監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體性能，深水基陣需要解決的最主要問題是耐壓，以及在高靜壓下的換能器性能，對(duì)于深海工作的換能器或基陣一般都采用壓力補(bǔ)償?shù)姆绞?，或者是溢流的形式，但充油或充液的方式可靠性較差，如果發(fā)生故障很難維修，常常會(huì)漏油或漏液等。本發(fā)明采用耐12. 5MPa壓力的水下基陣設(shè)計(jì)技術(shù)，使其能夠長(zhǎng)期工作于1000米的深水。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種結(jié)構(gòu)合理，可靠性高，水密性好，能夠長(zhǎng)時(shí)間可靠穩(wěn)定地工作于深海中的耐12. 5MPa壓力的基陣及其制備方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的這種耐12.5MPa壓力的基陣，包括換能器、基陣架、后蓋板，所述換能器為單獨(dú)密封獨(dú)立支撐分別設(shè)于基陣架上端面，所述基陣架的下端面設(shè)有網(wǎng)格狀的走線槽，走線槽圍成起支撐作用的方形凸臺(tái)，基陣架和后蓋板直接接觸。作為優(yōu)選所述換能器通過兩道第一密封圈與基陣架連接，所述換能器設(shè)有內(nèi)走線的引出線。作為優(yōu)選所述基陣架上端面和換能器包裹聚氨酯，側(cè)邊設(shè)有第一橡膠層。作為優(yōu)選所述換能器從上到下依次包括前蓋、陶瓷片、電極片、瓷片、后蓋，通過螺桿和螺母鎖緊連接前蓋和后蓋，換能器外側(cè)包裹有去藕材料、第二橡膠層。作為優(yōu)選所述后蓋板通過第三密封圈與基陣架密封固定。作為優(yōu)選所述后蓋板通過第二密封圈密封固定有接線盒。作為優(yōu)選所述換能器通過鈦合金條固定在基陣架上。作為優(yōu)選輻射面周邊安裝有承重支腳。本發(fā)明所述的這種耐12. 5MPa壓力的基陣的制備方法，步驟如下
a)對(duì)單個(gè)換能器進(jìn)行獨(dú)立裝配及硫化，過程中保證密封圈槽的清潔；b)對(duì)基陣殼體進(jìn)行加工，并在背側(cè)切割出走線槽，切槽后無數(shù)的方形凸臺(tái)起到了支撐作用，使其直接與后蓋板接觸；c)將每個(gè)換能器涂抹真空脂及裝上第一密封圈后安裝于基陣架上，并固定好換能器的壓條；d)對(duì)基陣的背側(cè)進(jìn)行焊線處理，所有的線均需埋在走線槽內(nèi)，確保不被壓線，走線并聯(lián)成8路引出；e)安裝基陣后蓋板，將8路線集中從中間的孔引出；f)安裝后蓋板的第三密封圈，通過螺釘夾緊基陣的前后蓋板；
g)對(duì)基陣側(cè)面進(jìn)行噴砂處理，硫化密封；h)進(jìn)行基陣換能器下端面的灌注處理；i)最后焊接水密接線插座，接線插座采用的是燒結(jié)方式，端面截止，并在輻射面安裝承重支腳。本發(fā)明的有益效果是采用了一種全新的耐壓方式，換能器獨(dú)立支撐，單獨(dú)密封，在基陣架一側(cè)設(shè)計(jì)了網(wǎng)格狀的走線槽，切槽后無數(shù)的方形凸臺(tái)起到了支撐作用，其直接與后蓋板接觸，能夠保證基陣在IOOOm深的海水中不發(fā)生變形，此種空間優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，在解決了走線問題的同時(shí)大大減輕了基陣的重量，與其他同類深水基陣相比，具有很大的優(yōu)勢(shì)。引出的插座采用燒結(jié)方式，端面截止，即使在深海中由于電纜損壞導(dǎo)致漏水，也不會(huì)影響到基陣的內(nèi)部。在基陣的水密方面，采用了端面密封圈，然后側(cè)面再硫化的方式，同時(shí)在基陣陣元的下半部分進(jìn)行了水密灌注，多重保護(hù)，大大提高了水密的安全系數(shù)，使基陣能夠長(zhǎng)時(shí)間可靠穩(wěn)定地工作于深海中。


圖I是基陣剖視示圖；圖2是基陣架示意圖；圖3是換能器剖視圖；附圖標(biāo)記說明換能器I、支腳2、聚氨酯3、基陣架4、第一橡膠層5、后蓋板6、第一密封圈7、接線盒8、第二密封圈9、第三密封圈10、鈦合金條11、前蓋12、去藕材料13、陶瓷片14、螺桿15、電極片16、瓷片17、第二橡膠層18、后蓋19、螺母20、凸臺(tái)21。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。雖然本發(fā)明將結(jié)合較佳實(shí)施例進(jìn)行描述，但應(yīng)知道，并不表示本發(fā)明限制在所述實(shí)施例中。相反，本發(fā)明將涵蓋可包含在有附后權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)的替換物、改進(jìn)型和等同物。如圖I至圖3所示，這種耐12. 5MPa壓力的基陣，采用換能器I獨(dú)立支撐、基陣架4網(wǎng)格狀耐壓設(shè)計(jì)，保證了基陣水密及耐深水性能。所述的換能器I單獨(dú)硫化密封，通過兩道第一密封圈7與基陣殼體連接，換能器I采取內(nèi)走線方式引出線，增強(qiáng)了耐壓性及可靠性。所述的基陣架4采用網(wǎng)格狀的設(shè)計(jì)，不僅可以減輕重量，而且突起的網(wǎng)格增強(qiáng)了基陣的耐壓。所述的基陣整體成陣后，采用側(cè)面硫化、換能器I下端部灌注等方式多重水密保護(hù)，保證了基陣高壓下的水密性。所述的基陣采用簡(jiǎn)單有效的走線方式將384個(gè)基元通過8路信號(hào)來實(shí)現(xiàn)布陣。換能器I的結(jié)構(gòu)為壓電縱向形式，在壓電元件和輻射面的外部硫化了一層橡膠，后蓋19的兩道凹槽裝上密封圈與基陣殼體連接。換能器在基陣架上安裝好后，再通過螺釘、鈦合金條11將換能器I更加牢固地固定在基陣架4上，同時(shí)也可以保證基元的輻射面的一致性?；嚰?的后側(cè)是網(wǎng)格狀的，每個(gè)換能器I的引出線在這里匯集，形成8路輸出，小凸臺(tái)21與基陣的金屬后蓋板6連接，起到支撐和耐壓的作用?；嚨幕露瞬糠侄脊嘧⒁粚泳郯滨?，增強(qiáng)水密性和耐壓性。在輻射面的周邊做了 6個(gè)承重支腳2，在搬運(yùn)的過程中可以保護(hù)輻射面不受損壞?；囍苽?b>具體實(shí)施方式
分為以下幾個(gè)步驟(I)對(duì)單個(gè)換能器I進(jìn)行獨(dú)立裝配及硫化，過程中保證密封圈槽的清潔；
(2)對(duì)基陣殼體進(jìn)行加工，并在背側(cè)切割出走線槽，切槽后無數(shù)的方形凸臺(tái)21起到了支撐作用，使其直接與后蓋板6接觸，能夠保證基陣在IOOOm深的海水中不發(fā)生變形，此優(yōu)化空間的設(shè)計(jì)，在解決了走線問題的同時(shí)大大減輕了基陣的重量，與其他同類產(chǎn)品相t匕，具有很大的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)確保換能器安裝孔的公差尺寸及表面粗糙度。(3)將384個(gè)換能器I涂抹真空脂及裝上密封圈后安裝于基陣架4上，并固定好換能器的壓條；(4)對(duì)基陣的背側(cè)進(jìn)行焊線處理，所有的線均需埋在走線槽內(nèi)，確保不被壓線，走線并聯(lián)成8路引出；(5)安裝基陣后蓋板6，將8路線集中從中間的孔引出；(6)安裝后蓋板6的第三密封圈10，通過螺釘夾緊基陣的前后蓋板；( 7)對(duì)側(cè)面進(jìn)行噴砂處理，硫化密封；(8)進(jìn)行基陣換能器I下端面的灌注處理，多重保護(hù)，大大提高了水密的安全系數(shù)；(9)最后焊接水密接線插座，接線插座采用的是燒結(jié)方式，端面截止，即使在深海中由于電纜損壞導(dǎo)致漏水，也不會(huì)影響到基陣的內(nèi)部，并安裝承重支腳2，保護(hù)輻射面。(10)基陣設(shè)計(jì)耐壓強(qiáng)度為12. 5MPa，可用于深海內(nèi)波監(jiān)測(cè)。
權(quán)利要求
1.一種耐12. 5MPa壓力的基陣，其特征在于包括換能器(I)、基陣架(4)、后蓋板(6)，所述換能器(I)為單獨(dú)密封獨(dú)立支撐分別設(shè)于基陣架(6)上端面，所述基陣架(4)的下端面設(shè)有網(wǎng)格狀的走線槽，走線槽圍成起支撐作用的方形凸臺(tái)(21)，基陣架(4)和后蓋板(6)直接接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的耐12.5MPa壓力的基陣，其特征在于所述換能器⑴通過兩道第一密封圈(7)與基陣架(4)連接，所述換能器(I)設(shè)有內(nèi)走線的引出線。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的耐12.5MPa壓力的基陣，其特征在于所述基陣架(6)上端面和換能器(I)包裹聚氨酯(3)，側(cè)邊設(shè)有第一橡膠層(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的耐12.5MPa壓力的基陣，其特征在于所述換能器(I)從上到下依次包括前蓋(12)、陶瓷片(14)、電極片(16)、瓷片(17)、后蓋(19)，通過螺桿(15)和螺母(20)鎖緊連接前蓋(12)和后蓋(19)，換能器(I)外側(cè)包裹有去藕材料(13)、第二橡月父層(18) ο
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的耐12.5MPa壓力的基陣，其特征在于所述后蓋板(6)通過第三密封圈(10)與基陣架(4)密封固定。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的耐12.5MPa壓力的基陣，其特征在于所述后蓋板(6)通過第二密封圈(9)密封固定有接線盒(8)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的耐12.5MPa壓力的基陣，其特征在于所述換能器⑴通過鈦合金條(11)固定在基陣架(4)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的耐12.5MPa壓力的基陣，其特征在于輻射面周邊安裝有承重支腳⑵。
9.一種制備如權(quán)利要求I所述的耐12. 5MPa壓力的基陣的方法，其特征在于步驟如下 a)對(duì)單個(gè)換能器(I)進(jìn)行獨(dú)立裝配及硫化，過程中保證密封圈槽的清潔； b)對(duì)基陣殼體進(jìn)行加工，并在背側(cè)切割出走線槽，切槽后無數(shù)的方形凸臺(tái)(21)起到了支撐作用，使其直接與后蓋板(6)接觸； c)將每個(gè)換能器(I)涂抹真空脂及裝上第一密封圈(7)后安裝于基陣架(4)上，并固定好換能器(I)的壓條； d)對(duì)基陣的背側(cè)進(jìn)行焊線處理，所有的線均需埋在走線槽內(nèi)，確保不被壓線，走線并聯(lián)成8路引出； e)安裝基陣后蓋板(6)，將8路線集中從中間的孔引出； f)安裝后蓋板出)的第三密封圈(10)，通過螺釘夾緊基陣的前后蓋板； g)對(duì)基陣側(cè)面進(jìn)行噴砂處理，硫化密封； h)進(jìn)行基陣換能器下端面的灌注處理； i)最后焊接水密接線插座，接線插座采用的是燒結(jié)方式，端面截止，并在輻射面安裝承重支腳⑵。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種耐12.5MPa壓力的基陣及其制備方法，包括換能器、基陣架、后蓋板，所述換能器為單獨(dú)密封獨(dú)立支撐分別設(shè)于基陣架上端面，所述基陣架的下端面設(shè)有網(wǎng)格狀的走線槽，走線槽圍成起支撐作用的方形凸臺(tái)，基陣架和后蓋板直接接觸。本發(fā)明有益的效果是換能器獨(dú)立支撐，單獨(dú)密封，在基陣架一側(cè)設(shè)計(jì)了網(wǎng)格狀的走線槽，切槽后無數(shù)的方形凸臺(tái)起到了支撐作用，其直接與后蓋板接觸，能夠保證基陣在1000m深的海水中不發(fā)生變形，此種空間優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，在解決了走線問題的同時(shí)大大減輕了基陣的重量。即使在深海中由于電纜損壞導(dǎo)致漏水，也不會(huì)影響到基陣的內(nèi)部。多重保護(hù)，大大提高了水密的安全系數(shù)，使基陣能夠長(zhǎng)時(shí)間可靠穩(wěn)定地工作于深海中。
文檔編號(hào)G01H3/00GK102879079SQ20121037546
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月29日
發(fā)明者唐義政, 仲林建, 唐軍, 施國全, 鐘琴琴, 董銘鋒, 沈斌堅(jiān), 曹海林 申請(qǐng)人:中國船舶重工集團(tuán)公司第七一五研究所