锥洞前盖板宽带纵向振动换能器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种换能器，特别是一种锥洞前盖板宽带纵向振动换能器。
【背景技术】
[0002] 复合棒纵向振动换能器是一种常用的强功率发射器，其具有结构简单、加工容易、 效率高及功率大等优点，广泛地用于水声技术中。宽频带技术是水声领域中发展的重要趋 势，为了拓展复合棒纵向振动换能器的带宽，近年来国内外学者进行了许多研究，提出了几 种拓宽换能器带宽的方法：1)、利用前盖板的弯曲振动和换能器的纵向振动间的耦合来拓 展换能器的带宽，该方法需要控制两种模态的频率间隔和幅度大小；2)、采用双激励源来拓 展换能器的带宽，这种方法靠两个激励源产生的谐振频率来拓展换能器的带宽，由于换能 器的结构尺寸的限制该方法在实施上有一定的难度；3)、在换能器的前辐射头附加适当特 性阻抗匹配层也可以提高换能器的传输特性。这种技术在换能器阵列中得到了应用。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种锥洞前盖板宽带纵向振动换能器，对换能器前盖板进行 挖洞处理形成锥洞前盖板，选取合适的洞的尺寸，可以有效的拓宽换能器的频带宽度。
[0004] 本发明采取的技术方案为：锥洞前盖板宽带纵向振动换能器，包括前盖板、后盖 板，所述前盖板与后盖板之间安装有压电晶体，所述前盖板挖有一个圆锥形的锥洞，所述锥 洞的深度小于前盖板的厚度。所述前盖板包括：第一圆台部分和带有锥洞的第二圆台部分。
[0005] 所述锥洞的底面直径为前盖板底面直径的0. 8倍，所述锥洞的深度为前盖板厚度 的〇. 5倍。
[0006] 所述后盖板为凹槽型。
[0007] 所述前盖板为铝质材料制成，所述后盖板为铜质材料制成，所述压电晶体为PZT-4 材质。
[0008] 本发明一种锥洞前盖板宽带纵向振动换能器，利用在前盖板上挖掉一部分形成锥 洞，选择合适的洞的尺寸，带锥洞前盖板的换能器的频带宽度比前盖板为实心圆台的换能 器提高了两倍左右。
【附图说明】
[0009] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
[0010] 图1是本发明换能器结构示意图；
[0011] 图2是本发明换能器前盖板剖面结构示意图；
[0012] 图3是本发明换能器等效电路图；
[0013] 图4是本发明凹槽型后盖板的换能器结构示意图。
【具体实施方式】
[0014] 如图1、图4所示，锥洞前盖板宽带纵向振动换能器，包括前盖板3、后盖板1，所述 前盖板3与后盖板1之间安装有压电晶体2,所述前盖板3挖有一个圆锥形的锥洞6,所述 锥洞6的深度hi小于前盖板3的厚度h0。所述前盖板3包括：第一圆台部分4和带有锥 洞6的第二圆台部分5。所述后盖板1为凹槽型。
[0015] 所述锥洞6的底面直径Dl为前盖板3底面直径DO的0. 8倍。所述锥洞6的深度 hi为前盖板3厚度h0的0. 5倍。
[0016] 所述前盖板3为铝质材料制成，所述后盖板1为铜质材料制成，所述压电晶体2为 PZT-4材质。
[0017] 理论分析：
[0018] 本发明结构示意图如图1所示：图1中A-B为换能器节线位置。
[0019] 根据《水声换能器及基阵》一书中对纵向振动换能器的理论分析，纵向振动换能器 的等效电路如图3所示。图3中：
【主权项】
1. 锥洞前盖板宽带纵向振动换能器，包括前盖板（3)、后盖板（1),所述前盖板（3)与 后盖板（1)之间安装有压电晶体（2)，其特征在于，所述前盖板（3)挖有一个圆锥形的锥洞 (6)，所述锥洞（6)的深度小于前盖板的厚度。
2. 根据权利要求1所述锥洞前盖板宽带纵向振动换能器，其特征在于，所述前盖板（3) 包括：第一圆台部分（4)和带有锥洞（6)的第二圆台部分（5)。
3. 根据权利要求1所述锥洞前盖板宽带纵向振动换能器，其特征在于，所述锥洞（6)的 底面直径（Dl)为前盖板（3)底面直径（DO)的0. 8倍。
4. 根据权利要求1所述锥洞前盖板宽带纵向振动换能器，其特征在于，所述锥洞（6)的 深度（hi)为前盖板（3)厚度（h0)的0.5倍。
5. 根据权利要求1所述锥洞前盖板宽带纵向振动换能器，其特征在于，所述后盖板（1) 为凹槽型。
6. 根据权利要求1或2所述锥洞前盖板宽带纵向振动换能器，其特征在于，所述前盖板 (3)为铝质材料制成。
7. 根据权利要求1或5所述锥洞前盖板宽带纵向振动换能器，其特征在于，所述后盖板 (1) 为铜质材料制成。
8. 根据权利要求1所述锥洞前盖板宽带纵向振动换能器，其特征在于，所述压电晶体 (2) 为PZT-4材质。
【专利摘要】锥洞前盖板宽带纵向振动换能器，包括前盖板、后盖板，所述前盖板与后盖板之间安装有压电晶体，所述前盖板挖有一个圆锥形的锥洞，所述锥洞的深度小于前盖板的厚度。所述前盖板包括：第一圆台部分和带有锥洞的第二圆台部分。本发明一种锥洞前盖板宽带纵向振动换能器，利用在前盖板上挖掉一部分形成锥洞，选择合适的洞的尺寸，带锥洞前盖板的换能器的频带宽度比前盖板为实心圆台的换能器提高了两倍左右。
【IPC分类】B06B1-06
【公开号】CN104646263
【申请号】CN201310584951
【发明人】郭林发, 张绍文
【申请人】中船重工海声科技有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2013年11月20日