【技术实现步骤摘要】
:本专利技术属于换能器设计,具体涉及一种利用智能算法拓宽换能器工作频段的匹配层设计方法。
技术介绍
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技术介绍
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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,反射会消耗一定得声能。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:
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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、而理论上匹配层理想厚度均为1/4层中声波波长的整倍数,计算时使用的频率点一
...【技术保护点】
1.一种利用智能算法拓宽换能器工作频段的匹配层设计方法,其特征在于:包括以下步骤,
2.根据权利要求1所述的利用智能算法拓宽换能器工作频段的匹配层设计方法,其特征在于:步骤3完成后,进一步通过有限元方法仿真以及实物制作验证确定匹配层参数优化。
3.根据权利要求1所述的利用智能算法拓宽换能器工作频段的匹配层设计方法,其特征在于:步骤2中,多参数多目标优化算法为粒子群算法,基于匹配层的参数分为声阻抗值和厚度两种,而算法中的一个小单元对应携带两个待求信息,即声阻抗值和厚度,使用粒子群算法计算时,任取其中的三个小单元进行组合,携带6个参数的该单元视为一
...【技术特征摘要】
1.一种利用智能算法拓宽换能器工作频段的匹配层设计方法,其特征在于:包括以下步骤,
2.根据权利要求1所述的利用智能算法拓宽换能器工作频段的匹配层设计方法,其特征在于:步骤3完成后,进一步通过有限元方法仿真以及实物制作验证确定匹配层参数优化。
3.根据权利要求1所述的利用智能算法拓宽换能器工作频段的匹配层设计方法,其特征在于:步骤2中,多参数多目标优化算法为粒子群算法,基于匹配层的参数分为声阻抗值和厚度两种,而算法中的一个小单元对应携带两个待求信息,即声阻抗值和厚度,使用粒子群算法计算时,任取其中的三个小单元进行组合,携带6个参数的该单元视为一个粒子,当若干粒子分布在受限的参数空间中,将所有粒子参数分别带入换能器模型,通过计算并比较即可求得目前若干粒子中,获得最佳换能器性能曲线的粒子;再将其余粒子中小单元的组合进行优化,优化方向朝向上一次计算中获得的最佳换能器性能曲线的粒子。
4.根据权利要求3所述的利用智能算法拓宽换能器工作频段的匹配层设计方法,其特征在于:步骤4的匹配层材料选择原则如下,首先...
【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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