基于压电效应的MEMS三维同振型矢量水听器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于压电效应的MEMS三维同振型矢量水听器，包括同振柱体振子模块以及同振球形振子模块，同振柱体振子模块包括第一框型基座、横梁、柱形聚乙烯拾振单元、中心连接体、压电薄膜、上电极以及下电极；柱形聚乙烯拾振单元固定于中心连接体上，中心连接体通过横梁连接在第一框型基座的中心处，且横梁的内外两侧均生长有压电薄膜，压电薄膜的上下两侧的对应位置均溅射有金属作为上电极和下电极；同振球形振子模块包括第二框型基座、横梁、环形连接体、球形聚乙烯拾振单元、压电薄膜以及上电极、下电极。本发明专利技术MEMS三维同振型矢量水听器具有体积小、共模输出、差模抑制的高灵敏度，宽工作频带的优点。

【技术实现步骤摘要】
基于压电效应的MEMS三维同振型矢量水听器
本专利技术涉及MEMS传感器领域中的矢量水听器，具体涉及一种基于压电效应的MEMS三维同振型矢量水听器。
技术介绍
当前，国内外研制的矢量水听器总体上分为同振式和压差式两大类。对于压差性矢量水听器，由于其″8″字型余弦指向性凹点深度太浅，指向精度不高，从而限制了其水声领域的应用。对于同振式矢量水听器，根据质点振速水听器声波接收理论的不同可将同振型矢量水听器分为同振型柱体振子矢量水听器和同振型球形振子矢量水听器。常规同振型矢量水听器必须使用弹性悬挂元件(如橡胶绳或金属弹簧等)固定在刚性架上，悬挂原件的机械特性直接影响水听器的电声性能。该类矢量水听器都是在拾振单元中心或者是内部均匀布置一个或多个加速度传感器，来测量拾振单元振动的速度及加速度，从而得到声场中质点振速的相关信息。同时，在MEMS矢量水声传感领域，较为成熟的为基于压电原理四梁仿生纤毛水听器。不过该水听器只能测量来自水平方向上的声信号，测量空间水声信号只能通过将两个水听器相互垂直安装；或者在水平面上阵列多个该类型水听器，以测量来自竖直方向上的信号。垂直安装型将带来安装困难以及阵列型将带本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于压电效应的MEMS三维同振型矢量水听器，其特征在于，包括检测来自水平方向声信号的同振柱体振子模块以及检测来自竖直方向声信号的同振球形振子模块，同振柱体振子模块包括第一框型基座、横梁、柱形聚乙烯拾振单元、中心连接体、第一压电薄膜、上电极以及下电极；柱形聚乙烯拾振单元固定于中心连接体上，中心连接体通过横梁连接在第一框型基座的中心处，且横梁的内外两侧均生长有第一压电薄膜，同时在第一压电薄膜的上下两侧的对应位置均溅射有金属作为上电极和下电极；同振球形振子模块包括第二框型基座、横梁、环形连接体、球形聚乙烯拾振单元、第二压电薄膜以及上电极、下电极；球形聚乙烯拾振单元固定于环形连接体上，环形连接体通过横...

【技术特征摘要】
1.基于压电效应的MEMS三维同振型矢量水听器，其特征在于，包括检测来自水平方向声信号的同振柱体振子模块以及检测来自竖直方向声信号的同振球形振子模块，同振柱体振子模块包括第一框型基座、横梁、柱形聚乙烯拾振单元、中心连接体、第一压电薄膜、上电极以及下电极；柱形聚乙烯拾振单元固定于中心连接体上，中心连接体通过横梁连接在第一框型基座的中心处，且横梁的内外两侧均生长有第一压电薄膜，同时在第一压电薄膜的上下两侧的对应位置均溅射有金属作为上电极和下电极；同振球形振子模块包括第二框型基座、横梁、环形连接体、球形聚乙烯拾振单元、第二压电薄膜以及上电极、下电极；球形聚乙烯拾振单元固定于环形连接体上，环形连接体通过横梁连接在第二框型基座的中心处，同时横梁的外侧生长第二压电薄膜，第二压电薄膜上下表面溅射有金属作为上电极和下电极，且每根横梁的上电极、下电极相互独立；所述第一框型基座和第二框型基座一体成型。2.如权利要求1所述的基于压电效应的MEMS三维同振型矢量水听器，其特征在于，同振柱体振子模块所连接的四根横梁的内外侧分别生长有第一压电薄膜，同一方向上两根梁上的4个第一压电薄膜通过金属上电极、下电极串联的方式组成一路输出，用于检测该方向上声信号分量，同时可抑制其他方向声信号对该方向信号的影响。3.如权利要求1所述的基于压电效应的MEMS三维同振型矢量水听器，其特征在于，球形振子模块所连接的四根横梁在外侧设有第二压电薄膜，用于检测竖直方向上的声信号分...

【专利技术属性】
技术研发人员：丑修建，穆继亮，徐方良，石树正，高翔，张辉，何剑，耿文平，侯晓娟，薛晨阳，张文栋，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：山西,14