本发明涉及鱼类资源水声学探测领域、灌封模具领域，具体地，涉及一种灌封模具及其灌封方法，特别是一种分裂波束鱼探仪换能器匹配层灌封模具及其灌封方法。
背景技术：
新型分裂波束鱼探仪换能器对带宽要求越来越高，宽带工作特性可有效提高鱼探仪对目标的探测能力、距离分辨能力以及抗干扰能力。
对于横向振子换能器本身带宽能达到中心频率10％左右，要得到更高的带宽，匹配层技术是一种非常有效实现途径。换能器匹配层材料通常为环氧，其粘接面积过大时因自身应力和换能器振子振动不均匀导致断裂，从而影响其宽带特性。
技术实现要素：
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种灌封模具及其灌封方法。
根据本发明提供的灌封模具，包含模具主体与隔条；模具主体上设置有轴向开孔，轴向开孔的孔口所在端面上设置有第一卡槽，所述隔条可拆卸安装在所述第一卡槽中；
多个隔条形成横向隔条与纵向隔条，横向隔条与纵向隔条交错布置；多个隔条之间形成注料网格。
优选地，所述隔条包含尺条隔条与隔断隔条；尺条隔条表面光滑过渡，隔断隔条上设置有第二卡槽和/或避让槽；
隔断隔条跨设在尺条隔条上，尺条隔条能够卡入到第二卡槽中。
优选地，所述横向隔条由尺条隔条构成，所述纵向隔条由隔断隔条构成；
隔断隔条包含全隔断隔条与部分隔断隔条，全隔断隔条上仅设置有第二卡槽，部分隔断隔条上设置有避让槽。
优选地，模具主体上轴向开孔中设置有定位凸环；
模具主体材料为硬铝材料，隔条材料为不锈钢材料，隔条厚度为2mm。
本发明还提供了一种使用上述的灌封模具的灌封方法，包含以下步骤：
步骤s1：将换能器振子焊接安装在底座上后装入到模具主体内，在模具主体上安装隔条，通过隔条对换能器振子的近端盖板进行定位，使换能器振子在隔板之间形成的注料网格中均匀排列，然后再所述注料网格中灌注去耦材料，直至去耦材料到达换能器振子的近端盖板的下沿为止；
步骤s2：去耦材料固化定形后拆除隔条，取出换能器，对去耦材料表面进行修正，对换能器振子近端盖板表面喷砂处理后再装入到模具主体中；
步骤s3：再次在模具主体上安装隔条，通过隔条对换能器振子进行分组，隔条安装完成后进行整体预热，在隔条之间形成的注料网格中灌注匹配层，待匹配层固化后取出隔条，将换能器从模具主体中脱模。
优选地，在步骤s3中，所述整体预热的预热温度为60℃，预热时间为0.5小时。
优选地，在步骤s1与步骤s3中，隔条安装在模具主体上之前，在隔条表面涂覆脱模剂。
优选地，在步骤s3中，隔条对换能器振子分组后，每组换能器振子的数量为2～5个；
匹配层灌封后换能器近端表面具有在两个垂直方向上的对称形。
优选地，所述去耦材料为聚氨酯4500与空心玻璃微珠的混合物，聚氨酯4500与空心玻璃微珠的质量比为100：3；
匹配层材料为环氧树脂，密度为1.6～1.8g/cm3，纵波声速为2200m/s～3000m/s。
优选地，在步骤s1中，使用尺条隔条与全隔断隔条安装在模具主体上；
在步骤s3中，使用尺条隔条、全隔断隔条以及部分隔断隔条安装在模具主体上。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明可对换能器振子进行有效定位，使得换能器振子间距保持一致；
2、本发明通过对匹配层进行分组灌注，降低了匹配层内部的应力；
3、本发明可使得换能器辐射面分成4等份，适用于分裂波束换能器匹配层灌封；
4、模具隔条为拼装结构，结构简单，可自由组合，方便安装。
附图说明
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，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为模具主体结构示意图；
图2至模具主体结构示意图；
图3为隔条结构示意图；
图4为去耦材料灌封安装示意图；
图5为匹配层灌封安装示意图；
图6为匹配层灌封后的换能器示意图；
图7为本发明中换能器指向性曲线示意图；图中di为归一化幅度方向性函数；theta为角度。
图中示出：
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1至图3所示，本发明提供的灌封模具包含模具主体1与隔条2，模具主体1为圆柱形结构，模具主体1上设置有轴向开孔，轴向开孔的孔口所在端面上设置有第一卡槽11，所述隔条2可拆卸安装在所述第一卡槽11中。所述隔条2包含尺条隔条与隔断隔条；尺条隔条表面光滑过渡，呈直尺形状，上面无开槽结构；隔断隔条上设置有第二卡槽21和/或避让槽22，隔断隔条又包含全隔断隔条与部分隔断隔条，全隔断隔条上仅设置有第二卡槽21，部分隔断隔条上设置有避让槽22。多个所述隔条2形成横向隔条与纵向隔条，横向隔条与纵向隔条垂直交错布置并形成注料网格23。实际使用过程中，横向隔条由尺条隔条构成，所述纵向隔条由隔断隔条构成，也就是说，隔条2装入到模具主体1上的过程中，先将横向隔条卡入到第一卡槽11中，然后再装入纵向隔条，使得纵向隔条自身不仅卡入到第一卡槽11中，还得使横向隔条卡入到第二卡槽21中，呈现出隔断隔条跨设在尺条隔条上的结构。优选地，模具主体1上轴向开孔中设置有定位凸环12，在灌封过程中起到对换能器基底4的定位作用。优选地，模具主体1材料为硬铝材料，隔条2材料为不锈钢材料。优选地，所述横向隔条与纵向隔条之间还可以并不是垂直布置的，形成的注料网格23形状为菱形或平行四边形。
如图4、图5所示，实施例中，本发明提供的灌封模具配置有8种共42条隔条2，每次装配过程中在模具主体1上装入其中的30条隔条2。隔条2为2mm厚的不锈钢材料，其中第三隔条203为尺条隔条，第一隔条201为全隔断隔条，其余六种均为部分隔断隔条。在图4中，先将15条第三隔条203装入到模具主体1上形成横向隔条，然后再将15条第一隔条201装入到模具主体1上形成纵向隔条，这样横向隔条与纵向隔条之间形成的注料网格23均单独分离。在图5中，先将15条第三隔条203装入到模具主体1上形成横向隔条，然后将3条第一隔条201、2条第二隔条202、2条第四隔条204、2条第五隔条205、2条第六隔条206、2条第七隔条207、2条第八隔条208对称装入到模具主体1上形成纵向隔条，由于部分隔断隔条上避让槽22的存在，横向隔条与纵向隔条之间形成的注料网格23将部分连通，实际应用中，便于对换能器振子3进行分组，完成对换能器匹配层5的灌封后形成如图6所示的结构。优选例中，模具主体1的大小可以根据实际需要进行调整，相应地，隔板2的规格、形状、数量也可以进行调整。
本发明还提供了一种使用上述的灌封模具的灌封方法，包含以下步骤：步骤s1：将换能器振子3焊接安装在底座上后装入到模具主体1内，在模具主体1上安装隔条2，通过隔条2对换能器振子3的近端盖板进行定位，使换能器振子3在隔板之间形成的注料网格23中均匀排列，然后再所述注料网格23中灌注去耦材料，直至去耦材料到达换能器振子3的近端盖板的下沿为止；步骤s2：去耦材料固化定形后拆除隔条2，取出换能器，对去耦材料表面进行修正，对换能器振子3近端盖板表面喷砂处理后再装入到模具主体1中；步骤s3：再次在模具主体1上安装隔条2，通过隔条2对换能器振子3进行分组，隔条2安装完成后进行整体预热，在隔条2之间形成的注料网格23中灌注匹配层5，待匹配层5固化后取出隔条2，将换能器从模具主体1中脱模。匹配层5材料灌注至模具中时，灌注高度不大于隔条2的顶面。
采用实施例中提供的灌封模具进行灌封时，在步骤s1中，使用尺条隔条与全隔断隔条安装在模具主体1上，如图4所示；在步骤s3中，使用尺条隔条、全隔断隔条以及部分隔断隔条安装在模具主体1上，如图5所示。最终经过灌封获得的换能器一共用了136个基元，单个基元辐射面尺寸为12mm×12mm，基元中心之间间距14mm，每组换能器振子3数量为2～4个，共分成44组。换能器匹配层5灌封好后如图6所示，换能器被分为横向与纵向均轴对称的四个区域，具有很好的对称性。如图7所示，换能器封装后水中指向性实测结果为：水平指向性、垂直指向性均与理论计算吻合，换能器一致性好；主瓣宽度7°，第一旁瓣级小于-23db，达到了低旁瓣级的要求。
优选地，在步骤s3中，所述整体预热的预热温度为60℃，预热时间为0.5小时。优选地，在步骤s1与步骤s3中，隔条2安装在模具主体1上之前，在隔条2表面涂覆脱模剂，并保证隔条2表面平整光滑。优选地，在步骤s3中，隔条2对换能器振子3分组后，每组换能器振子3的数量为2～5个，匹配层5灌封后换能器近端表面具有在两个垂直方向上的对称形。优选地，所述去耦材料为聚氨酯4500与空心玻璃微珠的混合物，聚氨酯4500与空心玻璃微珠的质量比为100：3；匹配层5材料为环氧树脂，密度为1.6～1.8g/cm3，纵波声速为2200m/s～3000m/s。优选地，第一开槽的槽深度至换能器振子3近端盖板的下边沿，安装隔条2时可对换能器振子3近端盖板进行固定定位，并作为去耦材料灌封高度标识。
优选地，本发明不仅能够用于分裂波束鱼探仪换能器的灌封加工，还能应用于例如电路板、太阳能安装板、led显示屏等具有矩阵排列结构的设备的灌封加工。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。