专利名称：一种用于t形敏感体矢量水听器的封装结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种MEMS矢量水听器，特别涉及一种T形敏感体矢量水听器，具体为一种用于T形敏感体矢量水听器的封装结构。
背景技术：
矢量水听器不但可以测得声场中的标量信息，还可以直接、同步的测量声场同一点处质点的矢量信息，在噪声场中具有各向同性噪声抵消的优点，因此可以在极其恶劣的环境中进行目标探测定位。然而矢量水听器的灵敏度、指向性、工作的稳定性等性能与水听器的封装结构紧密相关，水听器封装结构的好坏也会直接影响水听器的检测结果。因此，一种好的封装结构对于矢量水听器的各种性能有着至关重要的影响。专利申请号为200910261830. 9的中国发明专利申请公开了一种“矢量水听器的T 形敏感体”，采用该T形敏感体制成的矢量水听器体积小、功耗低、灵敏度高、探测距离远，且具有良好的“8”字形指向性，特别是在矢量探测和高灵敏度上具有绝对的优势，各性能指标较一般水听器更胜一筹。因此，是否可以研制一种适合于T形敏感体矢量水听器的封装结构以此来进一步提高和完善其性能，就显得十分必要了。
发明内容
本发明是为了通过封装结构进一步提高和完善矢量水听器的各种性能指标，基于专利申请号为200910261830. 9的中国发明专利“矢量水听器的T形敏感体”，提供一种用于T形敏感体矢量水听器的封装结构。本发明是通过以下技术方案实现的
一种用于T形敏感体矢量水听器的封装结构，包括用于安置信号提取电路板的支撑管，支撑管的顶部延设有内置引线的缩径细管，缩径细管顶部设有支撑盘且支撑盘以缩径细管的轴线呈中心对称，支撑盘上开设有与缩径细管相通并且大小与缩径细管直径相同的中心通孔，中心通孔的两侧对称开设有一端与中心通孔相通并用于卡固T形敏感体和PCB 电路板的矩形卡槽；支撑盘上靠近边缘的位置设有环形卡槽，环形卡槽内固接有透声帽，在支撑盘上环形卡槽与中心通孔之间的位置开设有贯穿支撑盘的注油螺纹孔，透声帽内通过注油螺纹孔注有密度与水接近的硅油，注油螺纹孔内拧接有密封螺钉；支撑管的底部管口插接有金属堵头，金属堵头上开设有电缆通孔，电缆通孔内插接有输出电缆，金属堵头的电缆引出端灌封有聚氨酯层。其中，所述的T形敏感体矢量水听器是指采用现有公知技术——专利申请号为 200910261830. 9的中国发明专利“矢量水听器的T形敏感体”中的T形敏感体制作而成的
矢量水听器。本发明封装结构中，支撑管、缩径细管和支撑盘为一体化设置，这样设置会增强该封装结构的密封性，更有利于保护被封装的T形敏感体、PCB电路板和信号提取电路板等微结构，并且T形敏感体、PCB电路板、信号提取电路板之间通过引线也可以实现一体化连接，以此来尽可能的减小外界因素对水听器灵敏度的影响，提高其检测结果的准确度。支撑管和支撑盘之间的缩径细管为细长的缩径设置，这样可以有效的减小声散射对声探测的影响，从而可以提高T形敏感体矢量水听器的灵敏度和指向性。设于缩径细管顶部的支撑盘是以缩径细管的轴线而呈中心对称的，这样就实现了整个封装结构都为对称设置，从而尽量保证了 T形敏感体矢量水听器的几何中心和质心实现重合，再将T形敏感体、PCB电路板、 信号提取电路板设于整个封装结构的中心位置，这样才能不失真的获取声场质点的振动信息，使T形敏感体等敏感单元与周围介质实现同振，最终通过测量T形敏感体等敏感单元的振速信息来实现对水下信号的定位。金属堵头电缆引出端灌封的聚氨酯层可以进一步增强 T形敏感体矢量水听器的密封性，保护水听器的内部微结构以延长水听器的使用寿命。透声帽是采用高频低衰减低渗水的聚氨酯灌封材料通过声学灌封工艺制作而成，聚氨酯灌封材料具有良好的透声性，可以确保声波能够最大限度的传入到水听器内的微结构敏感体上， 声学灌封工艺为一种现有公知技术。进一步地，所述的支撑管底部外管壁上通过螺纹连接有锁紧螺母，金属堵头上设有外凸的卡圈且卡圈被压紧卡固在支撑管底部的管口和锁紧螺母之间，在金属堵头插入支撑管内的部分与支撑管之间还设有密封圈。锁紧螺母可以使支撑管底部管口的金属堵头插接的更加紧密，保证水听器内部各结构的安全和稳定；密封圈可以增强支撑管和金属堵头之间的密封性。与现有技术相比，本发明封装结构采用了由支撑管、缩径细管和支撑盘心结构设置，该封装结构一方面在不影响声传播质量的前提下，具有耐压、耐腐蚀的特性，能很好的保护了矢量水听器内部的各微结构；另一方面，该封装结构还可以减少声散射对声探测的影响，提高矢量水听器的灵敏度和指向性。此外，本发明封装结构还具有结构简单合理、易于微形化、耐压耐腐、密封性好等优点，达到了进一步提高和完善矢量水听器性能指标的目的。
图I为本发明封装结构的示意图。图2为本发明封装结构中支撑管和金属堵头的插接示意图。图3为本发明封装结构中支撑盘的俯视图。图4为应用本发明封装结构的T形敏感体矢量水听器的频响曲线。图5为应用本发明封装结构的T形敏感体矢量水听器的指向性(IKHz)。图中1-支撑管、2-支撑盘、3-缩径细管、4-中心通孔、5-T形敏感体、6-PCB电路板、7-环形卡槽、8-透声帽、9-信号提取电路板、10-矩形卡槽、11-引线、12-金属堵头、 13-电缆通孔、14-输出电缆、15-聚氨酯层、16-锁紧螺母、17-卡圈、18-密封圈、19-注油螺纹孔、20-硅油、21-密封螺钉。
具体实施例方式以下结合附图对本发明作进一步描述
如图I至图3所示，一种用于T形敏感体矢量水听器的封装结构，包括用于安置信号提取电路板9的支撑管1，支撑管I的顶部延设有内置引线11的缩径细管3，缩径细管3顶部固接有支撑盘2且支撑盘2以缩径细管3的轴线呈中心对称，支撑盘2上开设有与缩径细管3相通并且大小与缩径细管3直径相同的中心通孔4，中心通孔4的两侧对称开设有一端与中心通孔4相通并用于卡接T形敏感体5和PCB电路板6的矩形卡槽10 ;支撑盘2上靠近边缘的位置设有环形卡槽7，环形卡槽7内固接有透声帽8，在支撑盘2上环形卡槽7与中心通孔4之间的位置开设有贯穿支撑盘2的注油螺纹孔19，透声帽8内通过注油螺纹孔 19注有密度与水接近的硅油20，注油螺纹孔19内拧接有密封螺钉21 ;支撑管I的底部管口插接有金属堵头12，金属堵头12上开设有电缆通孔13，电缆通孔13内插接有输出电缆 14，金属堵头12的电缆引出端灌封有聚氨酯层15。在具体实施时，为了使支撑管I底部管口的金属堵头12插接的更加紧密，可在支撑管I底部外管壁上通过螺纹连接一个锁紧螺母16，然后在金属堵头12上设一外凸的卡圈 17，并且将卡圈17压紧卡固在支撑管I底部的管口和锁紧螺母16之间。此外，在金属堵头 12插入支撑管I内的部分与支撑管I之间还可以设两圈密封圈18，以此进一步增强其密封性。利用校准装置对对采用本发明所述封装结构的T形敏感体矢量水听器进行了测试，通过实验验证了利用本发明所述封装结构的T形敏感体矢量水听器极具可行性，其灵敏度高、水密性好，频响曲线平稳，余弦“8”字指向性好，如图4、5所示。
权利要求
1.一种用于T形敏感体矢量水听器的封装结构，其特征在于包括用于安置信号提取电路板(9)的支撑管(1)，支撑管(I)的顶部延设有内置引线(11)的缩径细管(3)，缩径细管(3)顶部设有支撑盘(2)且支撑盘(2)以缩径细管(3)的轴线呈中心对称，支撑盘(2)上开设有与缩径细管(3)相通并且大小与缩径细管(3)直径相同的中心通孔(4)，中心通孔(4) 的两侧对称开设有一端与中心通孔(4)相通并用于卡固T形敏感体(5)和PCB电路板(6) 的矩形卡槽(10);支撑盘(2)上靠近边缘的位置设有环形卡槽(7)，环形卡槽(7)内固接有透声帽(8)，在支撑盘(2)上环形卡槽(7)与中心通孔(4)之间的位置开设有贯穿支撑盘(2) 的注油螺纹孔(19)，透声帽(8)内通过注油螺纹孔(19)注有密度与水接近的硅油(20)，注油螺纹孔(19)内拧接有密封螺钉(21);支撑管(I)的底部管口插接有金属堵头(12)，金属堵头(12)上开设有电缆通孔(13)，电缆通孔(13)内插接有输出电缆(14)，金属堵头(12)的电缆引出端灌封有聚氨酯层(15)。
2.根据权利要求I所述的一种用于T形敏感体矢量水听器的封装结构，其特征在于 支撑管(I)底部外管壁上通过螺纹连接有锁紧螺母(16)，金属堵头(12)上设有外凸的卡圈(17)且卡圈(17)被压紧卡固在支撑管(I)底部的管口和锁紧螺母(16)之间，在金属堵头(12)插入支撑管(I)内的部分与支撑管(I)之间还设有密封圈(18)。
全文摘要
本发明为一种用于T形敏感体矢量水听器的封装结构，该封装结构可以进一步提高和完善T形敏感体矢量水听器的各性能指标。该封装结构包括用于安置信号提取电路板的支撑管，支撑管的顶部延设有缩径细管，缩径细管顶部设有支撑盘，支撑盘上开设有与缩径细管相通的中心通孔，中心通孔两侧对称开设有用于卡固T形敏感体和PCB电路板的矩形卡槽，支撑盘上固接有注满硅油的透声帽；支撑管底部管口插接有开设电缆通孔的金属堵头，电缆通孔内插有输出电缆，金属堵头的电缆引出端灌封有聚氨酯层。本发明封装结构可以有效的减少声散射对声探测的影响，从而增强了T形敏感体矢量水听器的灵敏度和指向性，而且该封装结构设计合理、易于微型化、密封性好。
文档编号G01H11/06GK102607694SQ201110407828
公开日2012年7月25日 申请日期2011年12月9日 优先权日2011年12月9日
发明者刘林仙, 尚剑宇, 张国军, 张文栋, 李振, 熊继军, 薛晨阳 申请人:中北大学