【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及换能器，具体领域为一种1-3型水声换能器匹配层及其制作方法。
技术介绍
1、声在传播过程中，经过不同介质的交界层面时，会产生透射以及反射，反射会消耗一定的声能。而宽带换能器从压电陶瓷振动产生声波到进入水介质进行传播的过程中，会透过若干不同的介质层，如粘接层、匹配层、水密层等，会产生一定的声能损失，不同的介质材料会有大不一样的影响，所以分析如何设置中间的介质层以提高声波的透射率以及其他技术参数是一个重要问题。在选择合适的材料做匹配层时，需要重点考虑的有两点，一是材料的声阻抗值，二是材料的厚度，这对声波的传播起到了关键的过渡作用。传统的匹配层声阻抗选择多基于经验公式计算中心频率下换能器等效电路的声透射系数，如chebyshev公式表述如下：
2、 (1)
3、其中，a代表一共有几层媒质(包括压电材料和水介质)，b代表第几层媒质，za,b代表的是b层媒质中的第a层媒质的声特性阻抗。
4、由上可知，匹配层的声阻抗值选择与压电材料声阻抗息息相关。在不同的设计需求中，颗粒大小、颗粒间距、填充物属性等参数均会对电材料的声阻抗产生影响，而直接使用现存的自然材料作为匹配层就会导致一定程度的阻抗匹配不佳。
5、以往选择高阻抗的匹配层材料都是通过声阻抗近似替代来达到阻抗匹配的目的。在阻抗匹配时，高阻抗匹配层一般选用自然存在的金属材料或石英材料，但由于不同需求导致的压电材料的多变性，不一定有满足理论声阻抗值的匹配层材料存在，此时使用声阻抗较为接近的材
6、一般实际工程实践中，受限于工艺问题，往往最多添加两层匹配层，根据chebyshev公式，可以计算得到第一层匹配层的声阻抗值往往不需要很高，在10mral~12mral左右，而该声阻抗值的材料在自然界中可作为匹配层使用的较少。且传统制作0-3型复合材料的方法——使用金属粉末混合聚合物形成0-3型复合材料，虽然方便但是很难配置出高阻抗材料，当固体颗粒占比较高时，粘稠度较高，同时容易出现颗粒沉降，出现分层现象，在进行研磨步骤时，会使得密度最高或密度最低的层损失，导致材料的物理特性发生一定的变化，产生误差。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种1-3型水声换能器匹配层，它可以灵活调节声阻抗值，且制作简便，材料整体可靠性高，误差小，可解决可用高阻抗材料较少的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种-型水声换能器匹配层，包括基板，所述基板上开设有贯穿式的孔隙；以及
3、聚合物，所述聚合物填充于孔隙内；聚合物在基板内均匀分布且聚合物的体积占基板体积的三分之一。
4、优选的，所述孔隙设有若干个，若干个所述的孔隙在基板上均匀分布。
5、优选的，所述基板为金属材质。
6、优选的，所述基板为金属铝材质。
7、优选的，所述孔隙为圆孔。
8、优选的，聚合物为环氧树脂。
9、一种1-3型水声换能器匹配层的制作方法，包括以下步骤：
10、s1.剪裁出直径为50mm的圆形铝块；
11、s2.使用激光冲击机床在铝块上周期切割直径为2mm的小圆孔，间隔2mm均匀排布，使得小孔占比为25%，忽略边缘小孔；
12、s3.加热301环氧树脂，均匀搅拌后倒入放置铝块的模具中，并抽真空处理；
13、s4.恒温固化24小时；
14、s5.取出样品，进行研磨，至两面与周身平整光滑。
15、优选的，步骤s4中恒温的稳定为60℃。
16、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：在铝质基材上均匀布设孔隙并填充聚合物，固化形成1-3型复合材料的方式制作水声换能器匹配层，且可根据需求灵活选择孔隙大小、布设方式与聚合物材料以达到制作不同声特性阻抗匹配层的目的，弥补了以往就近替代法带来的缺陷，本申请的匹配层可有效解决可用高阻抗材料较少的现实问题。
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1.一种1-3型水声换能器匹配层，其特征在于包括：
2.根据权利要求1所述的一种1-3型水声换能器匹配层，其特征在于：所述孔隙（11）设有若干个，若干个所述的孔隙（11）在基板（1）上均匀分布。
3.根据权利要求1所述的一种1-3型水声换能器匹配层，其特征在于：所述基板（1）为金属材质。
4.根据权利要求1所述的一种1-3型水声换能器匹配层，其特征在于：所述基板（1）为金属铝材质。
5.根据权利要求1所述的一种1-3型水声换能器匹配层，其特征在于：所述孔隙（11）为圆孔。
6.根据权利要求1所述的一种1-3型水声换能器匹配层，其特征在于：聚合物（2）为环氧树脂。
7.一种1-3型水声换能器匹配层的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的1-3型水声换能器匹配层的制作方法，其特征在于：步骤S4中恒温的稳定为60℃。
【技术特征摘要】
1.一种1-3型水声换能器匹配层，其特征在于包括：
2.根据权利要求1所述的一种1-3型水声换能器匹配层，其特征在于：所述孔隙（11）设有若干个，若干个所述的孔隙（11）在基板（1）上均匀分布。
3.根据权利要求1所述的一种1-3型水声换能器匹配层，其特征在于：所述基板（1）为金属材质。
4.根据权利要求1所述的一种1-3型水声换能器匹配层，其特征在于：所述基板（1）为金属铝...
【专利技术属性】
技术研发人员：夏榕健，仲林建，夏铁坚，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七一五研究所，
类型：发明
国别省市：
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