专利名称：一种耐12.5MPa压力的基阵及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种基阵，更具体说，它涉及一种耐12. 5MPa压力的基阵及其制备方法。
背景技术：
海洋内波监测技术是海洋动力环境研究的重要内容，如何长期定点连续监测海洋内波是海洋内波研究的关键，目前，国际上监测海洋内波的非声学手段主要有以下几类锚系仪器阵列观测、走航拖曳仪器观测、垂向下放仪器观测、中性浮子观测以及卫星遥感观测
坐 寸ο目前国内外海洋科学家用声学方法监测内波的设备主要方法有两种，一种是用现有的ADCP等设备，从ADCP测量的流速、回波信号强度等数据获取内波信息，另一种是研制专门的声学内波测量技术和设备，对海洋内波进行长期连续观察，据报道美国曾研制了一种工作频率为12kHz的声学潜标用于监测海洋内波的振幅。作为获取水下信息的设备，水下换能器基阵的好坏直接关系到海洋监测系统的总体性能，深水基阵需要解决的最主要问题是耐压，以及在高静压下的换能器性能，对于深海工作的换能器或基阵一般都采用压力补偿的方式，或者是溢流的形式，但充油或充液的方式可靠性较差，如果发生故障很难维修，常常会漏油或漏液等。本发明采用耐12. 5MPa压力的水下基阵设计技术，使其能够长期工作于1000米的深水。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种结构合理，可靠性高，水密性好，能够长时间可靠稳定地工作于深海中的耐12. 5MPa压力的基阵及其制备方法。本发明的目的是通过以下技术方案实现的这种耐12.5MPa压力的基阵，包括换能器、基阵架、后盖板，所述换能器为单独密封独立支撑分别设于基阵架上端面，所述基阵架的下端面设有网格状的走线槽，走线槽围成起支撑作用的方形凸台，基阵架和后盖板直接接触。作为优选所述换能器通过两道第一密封圈与基阵架连接，所述换能器设有内走线的引出线。作为优选所述基阵架上端面和换能器包裹聚氨酯，侧边设有第一橡胶层。作为优选所述换能器从上到下依次包括前盖、陶瓷片、电极片、瓷片、后盖，通过螺杆和螺母锁紧连接前盖和后盖，换能器外侧包裹有去藕材料、第二橡胶层。作为优选所述后盖板通过第三密封圈与基阵架密封固定。作为优选所述后盖板通过第二密封圈密封固定有接线盒。作为优选所述换能器通过钛合金条固定在基阵架上。作为优选辐射面周边安装有承重支脚。本发明所述的这种耐12. 5MPa压力的基阵的制备方法，步骤如下
a)对单个换能器进行独立装配及硫化，过程中保证密封圈槽的清洁；b)对基阵壳体进行加工，并在背侧切割出走线槽，切槽后无数的方形凸台起到了支撑作用，使其直接与后盖板接触；c)将每个换能器涂抹真空脂及装上第一密封圈后安装于基阵架上，并固定好换能器的压条；d)对基阵的背侧进行焊线处理，所有的线均需埋在走线槽内，确保不被压线，走线并联成8路引出；e)安装基阵后盖板，将8路线集中从中间的孔引出；f)安装后盖板的第三密封圈，通过螺钉夹紧基阵的前后盖板；
g)对基阵侧面进行喷砂处理，硫化密封；h)进行基阵换能器下端面的灌注处理；i)最后焊接水密接线插座，接线插座采用的是烧结方式，端面截止，并在辐射面安装承重支脚。本发明的有益效果是采用了一种全新的耐压方式，换能器独立支撑，单独密封，在基阵架一侧设计了网格状的走线槽，切槽后无数的方形凸台起到了支撑作用，其直接与后盖板接触，能够保证基阵在IOOOm深的海水中不发生变形，此种空间优化设计方法，在解决了走线问题的同时大大减轻了基阵的重量，与其他同类深水基阵相比，具有很大的优势。引出的插座采用烧结方式，端面截止，即使在深海中由于电缆损坏导致漏水，也不会影响到基阵的内部。在基阵的水密方面，采用了端面密封圈，然后侧面再硫化的方式，同时在基阵阵元的下半部分进行了水密灌注，多重保护，大大提高了水密的安全系数，使基阵能够长时间可靠稳定地工作于深海中。
图I是基阵剖视示图；图2是基阵架示意图；图3是换能器剖视图；附图标记说明换能器I、支脚2、聚氨酯3、基阵架4、第一橡胶层5、后盖板6、第一密封圈7、接线盒8、第二密封圈9、第三密封圈10、钛合金条11、前盖12、去藕材料13、陶瓷片14、螺杆15、电极片16、瓷片17、第二橡胶层18、后盖19、螺母20、凸台21。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述。虽然本发明将结合较佳实施例进行描述，但应知道，并不表示本发明限制在所述实施例中。相反，本发明将涵盖可包含在有附后权利要求书限定的本发明的范围内的替换物、改进型和等同物。如图I至图3所示，这种耐12. 5MPa压力的基阵，采用换能器I独立支撑、基阵架4网格状耐压设计，保证了基阵水密及耐深水性能。所述的换能器I单独硫化密封，通过两道第一密封圈7与基阵壳体连接，换能器I采取内走线方式引出线，增强了耐压性及可靠性。所述的基阵架4采用网格状的设计，不仅可以减轻重量，而且突起的网格增强了基阵的耐压。所述的基阵整体成阵后，采用侧面硫化、换能器I下端部灌注等方式多重水密保护，保证了基阵高压下的水密性。所述的基阵采用简单有效的走线方式将384个基元通过8路信号来实现布阵。换能器I的结构为压电纵向形式，在压电元件和辐射面的外部硫化了一层橡胶，后盖19的两道凹槽装上密封圈与基阵壳体连接。换能器在基阵架上安装好后，再通过螺钉、钛合金条11将换能器I更加牢固地固定在基阵架4上，同时也可以保证基元的辐射面的一致性。基阵架4的后侧是网格状的，每个换能器I的引出线在这里汇集，形成8路输出，小凸台21与基阵的金属后盖板6连接，起到支撑和耐压的作用。基阵的基元下端部分都灌注一层聚氨酯，增强水密性和耐压性。在辐射面的周边做了 6个承重支脚2，在搬运的过程中可以保护辐射面不受损坏。基阵制备具体实施方式
分为以下几个步骤(I)对单个换能器I进行独立装配及硫化，过程中保证密封圈槽的清洁；
(2)对基阵壳体进行加工，并在背侧切割出走线槽，切槽后无数的方形凸台21起到了支撑作用，使其直接与后盖板6接触，能够保证基阵在IOOOm深的海水中不发生变形，此优化空间的设计，在解决了走线问题的同时大大减轻了基阵的重量，与其他同类产品相t匕，具有很大的优势，同时确保换能器安装孔的公差尺寸及表面粗糙度。(3)将384个换能器I涂抹真空脂及装上密封圈后安装于基阵架4上，并固定好换能器的压条；(4)对基阵的背侧进行焊线处理，所有的线均需埋在走线槽内，确保不被压线，走线并联成8路引出；(5)安装基阵后盖板6，将8路线集中从中间的孔引出；(6)安装后盖板6的第三密封圈10，通过螺钉夹紧基阵的前后盖板；( 7)对侧面进行喷砂处理，硫化密封；(8)进行基阵换能器I下端面的灌注处理，多重保护，大大提高了水密的安全系数；(9)最后焊接水密接线插座，接线插座采用的是烧结方式，端面截止，即使在深海中由于电缆损坏导致漏水，也不会影响到基阵的内部，并安装承重支脚2，保护辐射面。(10)基阵设计耐压强度为12. 5MPa，可用于深海内波监测。
权利要求
1.一种耐12. 5MPa压力的基阵，其特征在于包括换能器(I)、基阵架(4)、后盖板(6)，所述换能器(I)为单独密封独立支撑分别设于基阵架(6)上端面，所述基阵架(4)的下端面设有网格状的走线槽，走线槽围成起支撑作用的方形凸台(21)，基阵架(4)和后盖板(6)直接接触。
2.根据权利要求I所述的耐12.5MPa压力的基阵，其特征在于所述换能器⑴通过两道第一密封圈(7)与基阵架(4)连接，所述换能器(I)设有内走线的引出线。
3.根据权利要求I所述的耐12.5MPa压力的基阵，其特征在于所述基阵架(6)上端面和换能器(I)包裹聚氨酯(3)，侧边设有第一橡胶层(5)。
4.根据权利要求I所述的耐12.5MPa压力的基阵，其特征在于所述换能器(I)从上到下依次包括前盖(12)、陶瓷片(14)、电极片(16)、瓷片(17)、后盖(19)，通过螺杆(15)和螺母(20)锁紧连接前盖(12)和后盖(19)，换能器(I)外侧包裹有去藕材料(13)、第二橡月父层(18) ο
5.根据权利要求I所述的耐12.5MPa压力的基阵，其特征在于所述后盖板(6)通过第三密封圈(10)与基阵架(4)密封固定。
6.根据权利要求I所述的耐12.5MPa压力的基阵，其特征在于所述后盖板(6)通过第二密封圈(9)密封固定有接线盒(8)。
7.根据权利要求I所述的耐12.5MPa压力的基阵，其特征在于所述换能器⑴通过钛合金条(11)固定在基阵架(4)上。
8.根据权利要求I所述的耐12.5MPa压力的基阵，其特征在于辐射面周边安装有承重支脚⑵。
9.一种制备如权利要求I所述的耐12. 5MPa压力的基阵的方法，其特征在于步骤如下 a)对单个换能器(I)进行独立装配及硫化，过程中保证密封圈槽的清洁； b)对基阵壳体进行加工，并在背侧切割出走线槽，切槽后无数的方形凸台(21)起到了支撑作用，使其直接与后盖板(6)接触； c)将每个换能器(I)涂抹真空脂及装上第一密封圈(7)后安装于基阵架(4)上，并固定好换能器(I)的压条； d)对基阵的背侧进行焊线处理，所有的线均需埋在走线槽内，确保不被压线，走线并联成8路引出； e)安装基阵后盖板(6)，将8路线集中从中间的孔引出； f)安装后盖板出)的第三密封圈(10)，通过螺钉夹紧基阵的前后盖板； g)对基阵侧面进行喷砂处理，硫化密封； h)进行基阵换能器下端面的灌注处理； i)最后焊接水密接线插座，接线插座采用的是烧结方式，端面截止，并在辐射面安装承重支脚⑵。
全文摘要
本发明公开了一种耐12.5MPa压力的基阵及其制备方法，包括换能器、基阵架、后盖板，所述换能器为单独密封独立支撑分别设于基阵架上端面，所述基阵架的下端面设有网格状的走线槽，走线槽围成起支撑作用的方形凸台，基阵架和后盖板直接接触。本发明有益的效果是换能器独立支撑，单独密封，在基阵架一侧设计了网格状的走线槽，切槽后无数的方形凸台起到了支撑作用，其直接与后盖板接触，能够保证基阵在1000m深的海水中不发生变形，此种空间优化设计方法，在解决了走线问题的同时大大减轻了基阵的重量。即使在深海中由于电缆损坏导致漏水，也不会影响到基阵的内部。多重保护，大大提高了水密的安全系数，使基阵能够长时间可靠稳定地工作于深海中。
文档编号G01H3/00GK102879079SQ20121037546
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月29日 优先权日2012年9月29日
发明者唐义政, 仲林建, 唐军, 施国全, 钟琴琴, 董铭锋, 沈斌坚, 曹海林 申请人:中国船舶重工集团公司第七一五研究所