一种复合水声换能器制造技术

本实用新型专利技术提供一种复合水声换能器，包括：透声层；吸声层，其与所述透声层连接；换能器，其设置于透声层及吸声层形成的结构的内部，所述换能器包括辐射部、压电晶堆及质量块，其中，所述辐射部及所述质量块分别位于所述压电晶堆的两侧，并且所述辐射部的声阻抗小于所述质量块的声阻抗；以及声阻抗匹配层，其耦接并对应于所述换能器的辐射部。并对应于所述换能器的辐射部。并对应于所述换能器的辐射部。

【技术实现步骤摘要】
一种复合水声换能器


[0001]本技术涉及一种复合水声换能器。

技术介绍

[0002]目前，在水声换能器领域，按用途主要可将换能器分为三大类，即发射型换能器、接收型换能器以及收发一体型换能器。
[0003]发射型换能器主要作用是向水下目标发射声波信号；接收型换能器主要作用是接收来自目标反射或释放的声波信号；收发一体型换能器则集合了上述两类换能器的功能为一体，既能向目标发射声波信号，也能接收来自目标的声波信号，故应用范围更为广泛。
[0004]目前在水声换能器领域，针对发射型换能器，为了获得较好的远场辐射性能，故在设计时往往选择较高Q值的换能材料和结构，而针对接收型换能器，为了获得较好的信号灵敏度，却需要较低Q值的设计性能。因此，就导致了无法兼顾的状态。针对收发一体型换能器的设计也往往只能考虑单方面性能为主，另一个方面性能需要进行一定的技术让步。随着应用场景的限制性要求愈专利技术显，目前的一般应该场景需要安装多套不同应用倾向的系统，以满足不同的使用要求。这也将进一步导致了整个系统的集约化和兼容性劣化。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理的复合水声换能器。
[0006]本技术实施例解决上述问题所采用的技术方案是：一种复合水声换能器，其特征在于，包括：
[0007]透声层；
[0008]吸声层，其与所述透声层连接；
[0009]换能器，其设置于透声层及吸声层形成的结构的内部，所述换能器包括辐射部、压电晶堆及质量块，其中，所述辐射部及所述质量块分别位于所述压电晶堆的两侧，并且所述辐射部的声阻抗小于所述质量块的声阻抗；以及
[0010]声阻抗匹配层，其耦接并对应于所述换能器的辐射部。
[0011]本技术实施例所述压电晶堆包括电极及多组压电片，多组所述压电片叠置，所述电极与所述压电片配合。
[0012]本技术实施例所述声阻抗匹配层的声阻抗小于辐射部的声阻抗。
[0013]本技术实施例所述声阻抗匹配层包括压电材料及高分子材料，所述压电材料和所述高分子材料复合而成。
[0014]本技术实施例所述声阻抗匹配层的厚度方向上形成引出电极。
[0015]本技术实施例所述声阻抗匹配层通过树脂与所述换能器紧密结合，且所述树脂的厚度小于0.5mm。
[0016]本技术实施例所述换能器设置有多组，且多组所述换能器阵列设置，相邻所
述换能器之间至少填充有所述吸声层。
[0017]本技术实施例至少一部分所述声阻抗匹配层设置于所述透声层内，且所述透声层构成所述换能器的声窗口。
[0018]本技术实施例所述透声层为所述换能器向外辐射声能量的声窗口，且所述透声层的的声阻抗小于所述声阻抗匹配层的声阻抗。
[0019]本技术实施例所述辐射部的声阻抗为20MRayl～30MRayl，所述质量块的声阻抗为40MRayl～50MRayl。
[0020]本技术与现有技术相比，具有以下一条或多条优点或效果：结构简单，设计合理；将不同技术特性的换能器或换能材料进行整合设计，从而形成一种技术指标相互兼顾的复合水声换能器，从而在满足多种应用场景的条件前提下，也提升了系统的集约化和兼容性。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1是本技术实施例中的复合水声换能器的立体结构示意图。
[0023]图2是换能器的主视结构示意图。
[0024]图3是换能器的立体结构示意图。
[0025]图4是声阻抗匹配层的侧视图。
具体实施方式
[0026]为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的较佳实施例。但是，本技术可以通过许多不同的形式来实现，并不限于下面所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本技术的公开内容理解的更加透彻全面。下文中关于方向如“轴向方向”、“上方”、“下方”等均是为了更清楚的表明结构位置关系，并非对本技术的限制。在本技术中，所述“垂直”、“水平”、“平行”定义为：包括在标准定义的基础上
±
10％的情形。例如，垂直通常指相对基准线夹角为90度，但在本技术中，垂直指的是包括80度至100以内的情形。
[0027]下面结合附图并通过实施例对本技术作进一步的详细说明，以下实施例是对本技术的解释而本技术并不局限于以下实施例。
[0028]参见图1至图4，本实施例的复合水声换能器3，包括透声层1、吸声层2、换能器3和声阻抗匹配层4。
[0029]本实施例中的吸声层2，其与所述透声层1连接。吸声层2主要起到吸收换能器3发射状态转换到接收状态时的多余震动(余震)，提高换能器3整体接收灵敏度。而透声层1起到第二层声阻抗匹配层的作用，并兼顾对内部的换能器3的保护和密封作用。
[0030]本实施例中的换能器3为大功率的换能器，并作为大功率发射声源，提供了水声换能器在主动模式下的高声压信号输出的发射型换能器，并兼顾中频段的接收状态下的接受
型换能器。换能器3设置于透声层1及吸声层2形成的结构的内部，所述换能器3包括辐射部31、压电晶堆32及质量块33，其中，所述辐射部31及所述质量块33分别位于所述压电晶堆32的两侧，并且所述辐射部31的声阻抗小于所述质量块33的声阻抗。其中，本所述辐射部31的声阻抗为20MRayl～30MRayl，所述质量块33的声阻抗为40MRayl～50MRayl。具体的，辐射部31采用声阻抗为20MRayl～30MRayl的轻质金属材料，而质量块采用声阻抗为40MRayl～50MRayl的高密度金属材料。
[0031]一些实施例中，换能器也可采用其它结构，比如电磁式或静电式结构，此处不再赘述。
[0032]本实施例中的声阻抗匹配层4，其耦接并对应于所述换能器3的辐射部31。声阻抗匹配层4与换能器3一一对应配置。
[0033]本实施例所述压电晶堆32包括电极321及多组压电片322，多组所述压电片322叠置，所述电极321与所述压电片322配合。多组压电片322之间通过紧固件(如螺钉)或胶进行连接，并形成一定的预制应力固定于前后的电极321之间。电极321为金属片，且将压电片322上的电极向外部引出。换句话讲，电极321的至少一部分露于换能器3的外部。
[0034]本实施例所述声阻抗匹配层4的声阻抗小于辐射部31的声阻抗。声阻抗匹配层4作为第一层声阻抗匹配层，其声阻抗控制在5MRayl～10MRayl的范围内。
[0035本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合水声换能器，其特征在于，包括：透声层；吸声层，其与所述透声层连接；换能器，其设置于透声层及吸声层形成的结构的内部，所述换能器包括辐射部、压电晶堆及质量块，其中，所述辐射部及所述质量块分别位于所述压电晶堆的两侧，并且所述辐射部的声阻抗小于所述质量块的声阻抗；以及声阻抗匹配层，其耦接并对应于所述换能器的辐射部。2.根据权利要求1所述的复合水声换能器，其特征在于：所述压电晶堆包括电极及多组压电片，多组所述压电片叠置，所述电极与所述压电片配合。3.根据权利要求1所述的复合水声换能器，其特征在于：所述声阻抗匹配层的声阻抗小于辐射部的声阻抗。4.根据权利要求3所述的复合水声换能器，其特征在于：所述声阻抗匹配层包括压电材料及高分子材料，所述压电材料和所述高分子材料复合而成。5.根据权利要求3或4所述的复合水声换能器，其特征在于：所述声阻抗匹配层的...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪鹏飞，杜文，邹康俊，张吴天，
申请(专利权)人：浙江嘉康电子股份有限公司，
类型：新型
国别省市：