一种周期结构开槽圆管纵‑径振动转换水声换能器及换能方法技术

本发明专利技术涉及一种周期结构开槽圆管纵‑径振动转换水声换能器及换能方法，其中换能器包括依次连接的防水电缆、后盖板、压电陶瓷堆、密封套、喇叭形前盖板、开槽圆管、喇叭形前盖板、密封套、压电陶瓷堆、后盖板、防水电缆、螺杆以及螺帽；压电陶瓷堆采用压电陶瓷片和电极片交错压合而成，且压电陶瓷堆两端均为电极片，压电陶瓷片的一端通过电极片连接至正极引线，另一端通过电极片连接至负极引线，压电陶瓷堆的正极引线和负极引线通过后盖板的穿线孔连接至防水电缆。解决了有技术中低频换能器尺寸较大的问题。本发明专利技术的周期结构开槽圆管径向振动水声换能器550Hz‑2000Hz频率范围有平坦的发射电压响应。此外，该换能器具有整体尺寸小，结构及制作工艺简单，成本低的特点。

A slotted tube longitudinal periodic structure diameter vibration transducers and transducer conversion method

The invention relates to a slotted tube longitudinal periodic structure diameter vibration transducers and transducer conversion method, wherein the transducer includes a waterproof cable, connected in turn back, piezoelectric ceramic stack, a sealing sleeve, a horn shaped front cover, slotted tube, horn shaped front cover, a sealing sleeve, piezoelectric ceramic stack and back cover cable, waterproof, screw and nut; piezoelectric ceramic stack using the piezoelectric ceramic and electrode pressure staggered together, and both ends of the piezoelectric electrode plate, one end of the piezoelectric ceramic piece is connected to the positive electrode lead through the electrode plate, the other end is connected to the anode lead through electrodes, piezoelectric cathode leads ceramic heap and a negative lead by a threading hole connected to the rear of the waterproof cable. The problem of large size of low frequency transducer in technology is solved. The invention of the periodic structure of slotted tube radial vibration transducer 550Hz 2000Hz frequency range transmitting voltage response of flat. In addition, the transducer has the characteristics of small overall size, simple structure and manufacturing process and low cost.

【技术实现步骤摘要】
一种周期结构开槽圆管纵-径振动转换水声换能器及换能方法
本专利技术属于水声换能器领域，具体涉及一种周期结构开槽圆管纵-径振动转换水声换能器及换能方法。
技术介绍
在水下探测
，低频换能器占据着重要的位置，最常用的低频换能器主要用液腔振动和弯曲振动来实现。但这种低频换能器一般体积大和质量较大，在实际应用中会有很多限制。针对这个问题，国内外众多学者做了相关的研究。刘振君等人研制了一种基于切向极化镶拼压电陶瓷圆环的圆柱溢流型低频宽带换能器，利用液腔振动和径向振动的耦合，使换能器在3～5kHz频段具有平坦的响应，换能器尺寸为φ262mm×110mm，质量11kg。刘慧生等人用有限元法探讨了推挽式VII型弯张换能器，仿真得到了的换能器在空气中两个谐振峰分别为1.7kHz和2.9kHz，最大尺寸仅为360mm×14mm×19mm。目前的低频换能器主要是利用液腔振动和振动的耦合的方法实现水声换能器在低频范围内工作。但其结构一般较为复杂，且换能器的体积较大，不便于在某些对尺寸要求较高的场合使用。影响换能器低频工作的因素较多，谐振频率想要达到1kHz，通常需要增大换能器的体积和质量。
技术实现思路
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【技术保护点】
一种周期结构开槽圆管纵‑径振动转换水声换能器，其特征在于：所述换能器包括螺杆和依次安装在螺杆上的左端防水电缆、左端后盖板、左端纵向振动激励单元、开槽圆管、右端纵向振动激励单元、右端后盖板以及右端防水电缆；左端纵向振动激励单元包括密封套(8)、以及安装在螺杆上的压电陶瓷堆(5)和喇叭形前盖板(6)，所述密封套(8)套装在压电陶瓷堆(5)上，所述压电陶瓷堆(5)和密封套(8)均位于左端后盖板和喇叭形前盖板(6)之间，所述压电陶瓷堆(5)采用压电陶瓷片和电极片(9)交错压合而成，且压电陶瓷堆(5)的两端均为电极片(9)，从左至右，位于奇数位置的电极片连接至左端负极引线，位于偶数位置的电极片连接至左端...

【技术特征摘要】
1.一种周期结构开槽圆管纵-径振动转换水声换能器，其特征在于：所述换能器包括螺杆和依次安装在螺杆上的左端防水电缆、左端后盖板、左端纵向振动激励单元、开槽圆管、右端纵向振动激励单元、右端后盖板以及右端防水电缆；左端纵向振动激励单元包括密封套(8)、以及安装在螺杆上的压电陶瓷堆(5)和喇叭形前盖板(6)，所述密封套(8)套装在压电陶瓷堆(5)上，所述压电陶瓷堆(5)和密封套(8)均位于左端后盖板和喇叭形前盖板(6)之间，所述压电陶瓷堆(5)采用压电陶瓷片和电极片(9)交错压合而成，且压电陶瓷堆(5)的两端均为电极片(9)，从左至右，位于奇数位置的电极片连接至左端负极引线，位于偶数位置的电极片连接至左端正极引线；所述喇叭形前盖板的收口端与压电陶瓷堆(5)连接，所述喇叭形前盖板的扩口端与开槽圆管的一端连接；所述左端负极引线和左端正极引线均与左防水电缆连接；所述右端纵向振动激励单元包括密封套(8)、安装在螺杆上的压电陶瓷堆(5)和喇叭形前盖板(6)，所述密封套(8)套装在压电陶瓷堆上，所述压电陶瓷堆(5)和密封套(8)均位于右端后盖板和喇叭形前盖板(6)之间，所述压电陶瓷堆(5)采用压电陶瓷片和电极片(9)交错压合而成，且压电陶瓷堆(5)的两端均为电极片(9)，从左至右，位于奇数位置的电极片连接至右负极引线，位于偶数位置的电极片连接至右端正极引线；所述喇叭形前盖板的收口端与压电陶瓷堆(5)连接，所述喇叭形前盖板的扩口端与开槽圆管的另一端连接；所述右负极引线和右端正极引线均与右防水电缆连接。2.根据权利要求1所述的周期结构开槽圆管纵-径振动转换水声换能器，其特征在于：还包括依次间隔排列的N个中间纵向振动激励单元和N个开槽圆管，所述中间纵向振动激励单元包括密封套(8)和依次安装在螺杆上的左端喇叭形前盖板、压电陶瓷堆(5)和右端喇叭形前盖板，所述密封套(8)套装在压电陶瓷堆上，所述压电陶瓷堆(5)和密封套(8)均位于左端喇叭形前盖板和右端喇叭形前盖板之间，所述压电陶瓷堆(5)采用压电陶瓷片和电极片(9)交错压合而成，且压电陶瓷堆(5)的两端均为电极片(9)，从左至右，位于奇数位置的电极...

【专利技术属性】
技术研发人员：张光斌，邓云云，张小凤，
申请(专利权)人：陕西师范大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61