一种矢量水听器及矢量水听器单元制造技术

本实用新型专利技术涉及一种矢量水听器，包括弯曲梁加速度计，所述弯曲梁加速度计包括弯曲梁基座和2片梯形PIMNT弛豫铁电单晶晶片，所述弯曲梁基座中间设置有梯形弯曲梁，所述2片梯形PIMNT弛豫铁电单晶晶片粘附于所述梯形弯曲梁的两侧，同时本实用新型专利技术还公开了一种矢量水听器单元。PIMNT弛豫铁电单晶材料相较于传统压电陶瓷具有优异的压电性能，提升了矢量水听器的灵敏度，且不会增大矢量水听器的体积，同时制备的弯曲梁加速度计的梯形弯曲梁结构低频灵敏度高，横向灵敏度抑制效果好，所以本实用新型专利技术的矢量水听器具有体积小灵敏度高的优点。新型的矢量水听器具有体积小灵敏度高的优点。新型的矢量水听器具有体积小灵敏度高的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种矢量水听器及矢量水听器单元


[0001]本技术涉及能量转换器应用
，尤其涉及一种矢量水听器及矢量水听器单元。

技术介绍

[0002]水声学主要研究声波在水下的产生、辐射、传播和接收的过程，用以解决与水下目标探测、识别以及信息传输过程有关的声学问题，水声换能器作为声呐系统的重要部件之一，是发射和接收水中声信号的装置，应用最广泛的是电声转换的水声换能器，是水声学的一个重要的研究方向，它将水下的声信号转换为电信号或将电信号转换成水下的声信号，将电信号转换为声信号的为发射换能器，将声信号转换为电信号的为接收转换器也即水听器，现有的同振式矢量水听器主要使用普通商用加速度计或者压电陶瓷(PZT)为有源材料检测声场的质点加速度，以金属或者环氧玻璃微珠为外壳来作为支撑结构，以弹簧或者橡皮筋作为悬挂装置。现有的同振式矢量水听器若要提高灵敏度，需要增大有源材料体积，进而增大了矢量水听器体积，而大体积矢量水听器不利于阵列应用，所以亟需一种体积小灵敏度高的矢量水听器来满足研究需要。

技术实现思路

[0003]为解决现有技术的弊端，本技术公开了一种体积小灵敏度高易于阵列应用的矢量水听器，采用了如下技术方案：
[0004]一种矢量水听器，包括弯曲梁加速度计，所述弯曲梁加速度计包括梯形弯曲梁基座和2片梯形PIMNT弛豫铁电单晶晶片，所述弯曲梁基座中间设置有梯形弯曲梁，所述2片梯形PIMNT弛豫铁电单晶晶片粘附于所述梯形弯曲梁的两侧。
[0005]进一步的，所述弯曲梁加速度计为2个，分别为第一弯曲梁加速度计和第二弯曲梁加速度计，所述第一弯曲梁加速度计设置在矢量水听器的上部，所述第二弯曲梁加速度计设置在矢量水听器的下部，所述第一弯曲梁加速度计的第一梯形弯曲梁与所述第二弯曲梁加速度计的第二梯形弯曲梁相对且正交设置。
[0006]进一步的，还包括调理电路，所述调理电路设置在所述第一梯形弯曲梁和所述第二梯形弯曲梁之间。
[0007]进一步的，还包括压电陶瓷环，所述压电陶瓷环为2个，分别为第一压电陶瓷环和第二压电陶瓷环，所述第一压电陶瓷环套设于第一梯形弯曲梁外侧，所述第二压电陶瓷环套设于第二梯形弯曲梁外侧。
[0008]进一步的，还包括支撑杆，所述支撑杆设置在第一弯曲梁加速度计的第一弯曲梁基座和第二弯曲梁加速度计的第二弯曲梁基座之间。
[0009]进一步的，还包括环氧玻璃微珠支撑组件，所述环氧玻璃微珠支撑组件包括第一支撑帽、第一支撑环、第二支撑环、第三支撑环和第二支撑帽，
[0010]所述第一支撑环设置在第一压电陶瓷环和第一弯曲梁基座之间；
[0011]所述第二支撑环套设于调理电路外侧；
[0012]所述第三支撑环设置在第二压电陶瓷环和第二弯曲梁基座之间；
[0013]所述第一支撑帽设置在第一弯曲梁基座上端，包裹部分第一弯曲梁基座；
[0014]所述第二支撑帽设置在第二弯曲梁基座下端，包裹部分第二弯曲梁基座；
[0015]进一步的，所述弯曲梁加速度计的弯曲梁基座上设置有支撑杆过孔，用于固定支撑杆。
[0016]进一步的，还包括电缆，所述第二支撑帽下端设置有通孔，用于电缆穿出。
[0017]进一步的，还包括壳体，所述壳体为聚氨酯胶层。
[0018]本技术还公开了一种矢量水听器单元，包括悬挂装置和上述任一种矢量水听器，所述悬挂装置为对称设置在矢量水听器外侧的泡沫材料。
[0019]本技术的有益效果为：
[0020]1.本技术的矢量水听器使用PIMNT弛豫铁电单晶材料作为有源材料，制作弯曲梁加速度计，PIMNT弛豫铁电单晶材料相较于传统压电陶瓷具有优异的压电性能，提升了矢量水听器的灵敏度，且不会增大矢量水听器的体积，同时制备的弯曲梁加速度计的梯形弯曲梁结构低频灵敏度高，横向灵敏度抑制效果好，所以本技术的矢量水听器具有体积小灵敏度高的优点。
[0021]2.本技术的矢量水听器单元以泡沫材料作为弹性悬挂装置，形成圆周对称的外形结构，相比传统的弹簧、橡皮筋悬挂形成的复杂的外接口结构，更加方便陈列应用。
附图说明
[0022]图1为本技术矢量水听器一种实施例的爆炸示意图
[0023]图2为本技术一种实施例的弯曲梁加速度计结构示意图
[0024]图3、图4为本技术矢量水听器一种实施例的剖面示意图
[0025]图5为本技术矢量水听器单元一种实施例的示意图
[0026]图6为本技术一种实施例的阵列形式示意图
[0027]图7为梯形PIMNT弛豫铁电单晶晶片的极化方向示意图其中：11
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弯曲梁基座、111
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第一弯曲梁基座、112
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第二弯曲梁基座、12
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PIMNT弛豫铁电单晶晶片、121
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第一PIMNT弛豫铁电单晶晶片、122
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第二PIMNT弛豫铁电单晶晶片、113
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弯曲梁、131
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第一梯形弯曲梁、132
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第二梯形弯曲梁、14
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支撑杆过孔、15
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测试螺纹孔、16
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正极引线、17
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负极引线、 18
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走线孔、21
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第一压电陶瓷环、22
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第二压电陶瓷环、3
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调理电路、4
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支撑杆、51
‑
第一支撑帽、52
‑
第一支撑环、53
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第二支撑环、54
‑
第三支撑环、55
‑ꢀ
第二支撑帽、56
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通孔、6
‑
壳体、7
‑
悬挂装置、8
‑
阵元固定结构、9
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充油电缆护套。
具体实施方式
[0028]为了使本
的人员更好地理解本技术中的技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
[0029]本技术公开了一种矢量水听器，如图1和图2所示，包括弯曲梁加速度计，弯曲梁加速度计包括弯曲梁基座11和2片梯形PIMNT弛豫铁电单晶晶片12，所述弯曲梁基座11中间设置有梯形弯曲梁13，所述2片梯形 PIMNT弛豫铁电单晶晶片12粘附于所述梯形弯曲梁13的两侧。
[0030]现有技术的同振式矢量水听器通常采用压电陶瓷为有源材料检测声场的质点加速度，若要提高灵敏度，需要增大有源材料的体积，当有源材料的体积增大时，势必会导致矢量水听器体积的增大，不利于阵列应用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矢量水听器，包括弯曲梁加速度计，其特征在于：所述弯曲梁加速度计包括弯曲梁基座(11)和2片梯形PIMNT弛豫铁电单晶晶片(12)，所述弯曲梁基座(11)中间设置有梯形弯曲梁(13)，所述2片梯形PIMNT弛豫铁电单晶晶片(12)粘附于所述梯形弯曲梁(13)的两侧。2.根据权利要求1所述的矢量水听器，其特征在于：所述弯曲梁加速度计为2个，分别为第一弯曲梁加速度计和第二弯曲梁加速度计，所述第一弯曲梁加速度计设置在矢量水听器的上部，所述第二弯曲梁加速度计设置在矢量水听器的下部，所述第一弯曲梁加速度计的第一梯形弯曲梁(131)与所述第二弯曲梁加速度计的第二梯形弯曲梁(132)相对且正交设置。3.根据权利要求2所述的矢量水听器，其特征在于：还包括调理电路(3)，所述调理电路(3)设置在所述第一梯形弯曲梁(131)和所述第二梯形弯曲梁(132)之间。4.根据权利要求2或3所述的矢量水听器，其特征在于：还包括压电陶瓷环，所述压电陶瓷环为2个，分别为第一压电陶瓷环(21)和第二压电陶瓷环(22)，所述第一压电陶瓷环(21)套设于第一梯形弯曲梁(131)外侧，所述第二压电陶瓷环(22)套设于第二梯形弯曲梁(132)外侧。5.根据权利要求2或3所述的矢量水听器，其特征在于：还包括支撑杆，所述支撑杆(4)设置在第一弯曲梁加速度计的第一弯曲梁基座(111)...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓雷，周瑜，邢建新，涂其捷，滕超，陈晓奇，焦昆，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三研究所，
类型：新型
国别省市：