一种抛物面匹配层的真空背衬超声换能器制造技术

本发明专利技术涉及一种抛物面匹配层的真空背衬超声换能器，可以提高单一压电超声换能器主瓣能量峰值与传输中心轴线上声压。压电超声换能器由匹配层、压电层、背衬层、防水外壳构成。背衬层采用真空状态，将超声波能量向前反射。匹配层采用抛物面结构，使超声能量集中汇聚。抛物面匹配层最小厚度为辐射面中心处，取四分之一波长，最大厚度为边缘与防水外壳接触点，取四分之七波长。根据匹配层半径与超声波波长，可以确定截面抛物线y＝ax<supgt;n</supgt;的参数，将抛物线旋转一周得到抛物面结构的匹配层。这种抛物面结构的真空背衬超声换能器，可以提高换能器前方中心轴线上的辐射声压，汇聚超声波能量，适用于水下超声能量传输。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水下压电超声换能器能量传输领域，尤其涉及提高单一压电超声换能器主瓣能量峰值与传输中心轴线上声压的技术方法。

技术介绍

1、水对电磁波有很高的吸收和散射能力。特别是在可见光和无线电频段，水分子对电磁波的吸收非常强，导致信号衰减快速且距离受限。这使得电磁波在水下无法有效传播。而超声波在水中传播的损耗相对较小，且具有较好的穿透性能。因此，超声波成为水下通信或探测应用中的主要信号载体，压电超声换能器是产生和接收超声波的装置。

2、压电超声换能器主要应用于水下通信、水下探测等领域，已有压电超声换能器换能器采用平面结构或球形结构，平面结构压电超声换能器在辐射面垂直方向形成的超声波以球面波形式进行传播，球形换能器在水下工作时，以球面波形式全向辐射。以上两种压电超声换能器在传输超声波时，由于能量在球面上的扩散，会导致能量密度随距离的增加而迅速衰减。这种衰减使远距离的水下任务很难实现。

3、在医学领域，有应用成熟的聚焦超声换能器，可以将超声波能量汇聚在某一点域内，实现无创手术或超声检测。但是聚焦换能器将能量汇聚在近距离的某一区域内，无法本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种抛物面匹配层的真空背衬超声换能器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的抛物面匹配层的真空背衬层，其特征在于，所述背衬层(2)采用真空状态，能够有效阻断换能器背向辐射声波，防止能量损失。

3.根据权利要求1所述的抛物面结构匹配层，其特征在于，抛物面匹配层(1)通过抛物线函数挖取抛物面的方式制作，匹配层一侧与换能器压电层相粘接，另一侧作为换能器超声波辐射面取抛物面结构，该抛物面结构的目的是集中和汇聚前向辐射声波，以提高超声波的前向辐射，匹配层辐射面的中心为最小厚度，辐射面边缘与外壳接触的部分为最大厚度；

【技术特征摘要】

1.一种抛物面匹配层的真空背衬超声换能器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的抛物面匹配层的真空背衬层，其特征在于，所述背衬层(2)采用真空状态，能够有效阻断换能器背向辐射声波，防止能量损失。

3.根据权利要求1所述的抛物面结构匹配层，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，袁亚震，耿彦章，刘忠正，赵美兰，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：