多板壳弯张换能器制造技术

本发明专利技术提供了一种涉及水声探测、海洋工程以及扬声器技术领域的多板壳弯张换能器，包括声辐射壳体和功能材料驱动体，功能材料驱动体连接于声辐射壳体内腔中；声辐射壳体包括一级声辐射板、二级声辐射板、声辐射壳体上端盖以及声辐射壳体下端盖，一级声辐射板和二级声辐射板分别位于声辐射壳体上端盖与声辐射壳体下端盖之间，一级声辐射板和二级声辐射板交替排列；当功能材料驱动体工作时推动声辐射壳体上端盖和声辐射壳体下端盖进行振动，从而带动一级声辐射板和二级声辐射板弯曲形变进而产生低频声波。本发明专利技术能够获得工作频带更宽，低频发射能力更强，水下工作深度更深且体积重量及线度更小的弯张换能器。及线度更小的弯张换能器。及线度更小的弯张换能器。

【技术实现步骤摘要】
多板壳弯张换能器


[0001]本专利技术涉及水声探测、海洋工程以及扬声器
，具体地，涉及多板壳弯张换能器。

技术介绍

[0002]在水声探测中,为了增大探测距离，一般选用低频大功率发射换能器作为主动探测声发射器。弯张换能器利用板壳弯曲振动产生低频声波，具有小尺寸大功率发射的优点，该优点非常适合水下声波远距离探测。对于低频发射换能器，通常希望其工作带宽足够的宽裕且尺寸重量较小并具有全空间相对均匀的声场分布。然而传统弯张换能器尺寸虽小但工作带宽却不够宽。另外，对于常规弯张换能器当工作频率达到一个倍频程后，声辐射能量在空间的分布往往具有明显的指向性。此外，对于低频小尺寸水声换能器还存在工作性能随着水下工作深度敏感变化的共性问题。以上问题限制了低频小尺寸声源的应用范围和适用环境，鉴于此，本专利技术提出了一种基于多板壳声辐射的新型弯张换能器，此新型弯张换能器可以显著改善小尺寸声源中面临的这些问题，同时由于其自身的特点它还可以作为空气中一种良好的扬声器使用。
[0003]经现有技术专利文献检索发现，中国专利技术专利公开号为CN103646643B，公开了一种采用PVDF压电薄膜的弯张换能器，属于水声探测
，具有低频、宽带、高接收灵敏度、大功率声辐射和水平全向指向性的特点。包括压电陶瓷晶片堆和PVDF薄膜，所述PVDF薄膜包围所述压电陶瓷晶片堆，所述PVDF薄膜与所述压电陶瓷晶片堆之间设有连接件，进一步还包括使所述PVDF薄膜产生预应力的装置。本专利技术采用PVDF薄膜代替传统弯张换能器的金属外壳，采用PVDF薄膜以及压电晶堆作为敏感元件，PVDF薄膜振动采用简支边界条件下薄膜的弯曲振动模态，压电晶堆振动采用纵振动模态，通过模态耦合可获得较高的带宽，实现宽带发射声波。而本专利技术提供了多板壳弯张换能器，解决工作带宽不够宽、限制了应用范围和适用环境等问题。因此，该文献与本专利技术所介绍的方法是属于不同的专利技术构思。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种多板壳弯张换能器。
[0005]根据本专利技术提供的一种多板壳弯张换能器，包括声辐射壳体和功能材料驱动体，功能材料驱动体连接于声辐射壳体内腔中；
[0006]声辐射壳体包括一级声辐射板、二级声辐射板、声辐射壳体上端盖以及声辐射壳体下端盖，一级声辐射板和二级声辐射板分别位于声辐射壳体上端盖与声辐射壳体下端盖之间，一级声辐射板和二级声辐射板交替排列；
[0007]当功能材料驱动体工作时推动声辐射壳体上端盖和声辐射壳体下端盖进行振动，从而带动一级声辐射板和二级声辐射板弯曲形变进而产生低频声波。
[0008]一些实施例中，一级声辐射板连接于声辐射壳体上端盖和声辐射壳体下端盖的外侧，二级声辐射板连接于声辐射壳体上端盖和声辐射壳体下端盖的内侧；
[0009]或者，二级声辐射板连接于声辐射壳体上端盖和声辐射壳体下端盖的外侧，一级声辐射板连接于声辐射壳体上端盖和声辐射壳体下端盖的内侧；
[0010]驱使一级声辐射板和二级声辐射板内外交错排列。
[0011]一些实施例中，一级声辐射板和二级声辐射板交替交错呈圆环状或多边形状排列在声辐射壳体上端盖与声辐射壳体下端盖之间。
[0012]一些实施例中，功能材料驱动体包括功能材料驱动体上盖板、功能材料驱动体下盖板以及功能材料驱动棒，功能材料驱动体上盖板和功能材料驱动体下盖板分别连接于功能材料驱动棒上下两侧。
[0013]一些实施例中，功能材料驱动体上盖板外延带有螺牙，螺牙与声辐射壳体上端盖的螺纹孔相匹配；
[0014]功能材料驱动体上盖板通过螺纹孔拧入声辐射壳体上端盖中。
[0015]一些实施例中，功能材料驱动体上盖板开有均匀分布的信号线穿线孔，信号线穿线孔的数量大于等于2。
[0016]一些实施例中，信号线穿线孔的直径为1mm。
[0017]一些实施例中，功能材料驱动体下盖板呈锥台状，功能材料驱动体下盖板的圆锥台与声辐射壳体下端盖的通孔相匹配；
[0018]将功能材料驱动体下盖板涂胶后固定于声辐射壳体下端盖的通孔中。
[0019]一些实施例中，声辐射壳体下端盖的通孔直径比功能材料驱动体下盖板的直径大0.1mm。
[0020]一些实施例中，一级声辐射板和二级声辐射板的弯曲半径、壁厚、宽度以及材质相同或不相同。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0022]本专利技术通过交错排列的一级声辐射板和二级声辐射板，能够增加弯张换能器的低频谐振峰数量，进而增加工作带宽使得工作频带内低频发射能力整体增强；声辐射壳体和功能材料驱动体的连接使弯张换能器的工作深度范围增大，减小低频宽带换能器的体积以及重量，从而降低低频宽带换能器的制作成本。
附图说明
[0023]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0024]图1为本专利技术中多板壳弯张换能器结构示意图；
[0025]图2是本专利技术中多板壳弯张换能器壳体纵向剖面图；
[0026]图3是本专利技术中多板壳弯张换能器壳体径向剖面图；
[0027]图4是本专利技术中多板壳弯张换能器与传统弯张换能器发射电压响应对比；
[0028]图5是本专利技术中多板壳弯张换能器550Hz轴向辐射方向性图；
[0029]图6是本专利技术中多板壳弯张换能器1450Hz轴向辐射方向性图。
[0030]图中标号：
[0031]声辐射壳体100、一级声辐射板1、二级声辐射板2、声辐射壳体上端盖3、声辐射壳体下端盖4、功能材料驱动体200、功能材料驱动体上盖板21、功能材料驱动体下盖板22、功
能材料驱动棒23。
具体实施方式
[0032]下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。
[0033]实施例
[0034]根据本专利技术提供的一种多板壳弯张换能器，如图1
‑
3所示，包括声辐射壳体100和功能材料驱动体200，功能材料驱动体200连接于声辐射壳体100内腔中；
[0035]声辐射壳体100包括一级声辐射板1、二级声辐射板2、声辐射壳体上端盖3以及声辐射壳体下端盖4，一级声辐射板1和二级声辐射板2交替交错呈圆环状或多边形状排列在声辐射壳体上端盖3与声辐射壳体下端盖4之间。一级声辐射板1连接于声辐射壳体上端盖3和声辐射壳体下端盖4的外侧，二级声辐射板2连接于声辐射壳体上端盖3和声辐射壳体下端盖4的内侧；驱使一级声辐射板1和二级声辐射板2内外交错排列。
[0036]功能材料驱动体200包括功能材料驱动体上盖板21、功能材料驱动体下盖板22以及功能材料驱动棒23，功能材料驱动体上盖板21和功能材料驱动体下盖板22分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多板壳弯张换能器，其特征在于，包括声辐射壳体(100)和功能材料驱动体(200)，所述功能材料驱动体(200)连接于所述声辐射壳体(100)内腔中；所述声辐射壳体(100)包括一级声辐射板(1)、二级声辐射板(2)、声辐射壳体上端盖(3)以及声辐射壳体下端盖(4)，所述一级声辐射板(1)和所述二级声辐射板(2)分别位于所述声辐射壳体上端盖(3)与所述声辐射壳体下端盖(4)之间，所述一级声辐射板(1)和所述二级声辐射板(2)交替排列；当所述功能材料驱动体(200)工作时推动所述声辐射壳体上端盖(3)和所述声辐射壳体下端盖(4)进行振动，从而带动所述一级声辐射板(1)和所述二级声辐射板(2)弯曲形变进而产生低频声波。2.根据权利要求1所述的多板壳弯张换能器，其特征在于，所述一级声辐射板(1)连接于所述声辐射壳体上端盖(3)和所述声辐射壳体下端盖(4)的外侧，所述二级声辐射板(2)连接于所述声辐射壳体上端盖(3)和所述声辐射壳体下端盖(4)的内侧；或者，所述二级声辐射板(2)连接于所述声辐射壳体上端盖(3)和所述声辐射壳体下端盖(4)的外侧，所述一级声辐射板(1)连接于所述声辐射壳体上端盖(3)和所述声辐射壳体下端盖(4)的内侧；驱使所述一级声辐射板(1)和所述二级声辐射板(2)内外交错排列。3.根据权利要求2所述的多板壳弯张换能器，其特征在于，所述一级声辐射板(1)和所述二级声辐射板(2)交替交错呈圆环状或多边形状排列在所述声辐射壳体上端盖(3)与所述声辐射壳体下端盖(4)之间。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：马雄超，刘振君，付昌，江祯，
申请(专利权)人：上海船舶电子设备研究所中国船舶重工集团公司第七二六研究所，
类型：发明
国别省市：