一种减少高频宽波束发射换能器基元间耦合的方法与流程

本发明涉及换能器技术领域，特别涉及一种减少高频宽波束发射换能器基元间耦合的方法。

背景技术：

工作频率在数百khz频段的高频发射换能器是多波束图像声纳的重要组成部分。在实际应用中，为获得大的观察范围，需发射换能器具有较宽的波束和较大的发射声源级。弧形换能器可以获得较宽波束，由于弧形换能器的效率较低，为获得较高的发射声源级，有两种常用方法提高发射声源级：在换能器宽度l方向加大尺寸，意味换能器在宽度l方向的波束开角变小，这时需要换能器具有陶瓷基元分为多路或者相控发射的能力，即换能器需要在l方向上分成可以独立工作的基元；在陶瓷基元两端需要施加较高的电压，陶瓷基元两端需要施加较高的电压会降低换能器的可靠性。

现代声纳对发射换能器的声源级提出来越来越高的要求，需要同时使用上述两种方法。在陶瓷基元的辐射面绕包环氧玻璃纤维布复合材料层能有效提高发射换能器可靠性。绕包层厚度与陶瓷基元所受应力成正相关关系。有些情况下需要绕包层较厚（超过0.7mm）时，高频换能器基元尺寸小，单路基元绕包操作复杂，需要进行整体绕包。陶瓷基元振动通过环氧玻璃布复合材料层传递到邻近基元，造成相互耦合，耦合情况复杂，难以控制，造成指向性开角和理论值相差较大；高频宽波束发射换能器通常需要在宽度l方向上进行相控发射或者选择使用某些陶瓷基元工作，所以需要各路陶瓷基元振动时不相互影响。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种减少高频宽波束发射换能器基元间耦合的方法，以解决现有的高频宽波束发射换能器基元间相互耦合，难以控制的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种减少高频宽波束发射换能器基元间耦合的方法，包括：

步骤1、在陶瓷基元间设置软木，陶瓷基元的背衬处设置软木背衬；

步骤2、使用玻璃纤维布整体绕包；

步骤3、将陶瓷基元间的玻璃纤维布割开，使用聚四氟乙烯条卡在割口；

步骤4、在高温下固化完成后取出聚四氟乙烯条。

可选的，在使用玻璃纤维布整体绕包前，所述减少高频宽波束发射换能器基元间耦合的方法还包括：

在陶瓷基元的辐射面均匀涂上环氧树脂。

可选的，所述步骤4中取出聚四氟乙烯条后，使用刀片清理残余割口内的环氧树脂。

在本发明中提供了一种减少高频宽波束发射换能器基元间耦合的方法，在陶瓷基元间设置软木，陶瓷基元的背衬处设置软木背衬；使用玻璃纤维布整体绕包；将陶瓷基元间的玻璃纤维布割开，使用聚四氟乙烯条卡在割口；在高温下固化完成后取出聚四氟乙烯条。通过形成分割开的环氧玻璃纤维布复合材料层，能够有效减少相邻陶瓷基元之间的相互耦合运动。该方法操作简便，可根据实际使用情况调整去耦槽数量以及宽度，可用于声源级较高的高频宽波束发射换能器。

附图说明

图1是本发明提供的减少高频宽波束发射换能器基元间耦合的方法的流程示意图；

图2是陶瓷基元的侧面结构示意图；

图3是陶瓷基元的正面结构示意图；

图4是在陶瓷基元上形成割口的结构示意图；

图5是聚四氟乙烯条的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种减少高频宽波束发射换能器基元间耦合的方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

实施例一

本发明提供了一种减少高频宽波束发射换能器基元间耦合的方法，其流程如图1所示，包括如下步骤：

步骤s11、在陶瓷基元间设置软木，陶瓷基元的背衬处设置软木背衬；

步骤s12、使用玻璃纤维布整体绕包；

步骤s13、将陶瓷基元间的玻璃纤维布割开，使用聚四氟乙烯条卡在割口；

步骤s14、在高温下固化完成后取出聚四氟乙烯条。

具体的，首先，在陶瓷基元1间设置如图2所示的软木2去耦，陶瓷基元的背衬处设置如图3所示软木背衬3去耦；接着在陶瓷基元1的辐射面均匀涂上环氧树脂，使用玻璃纤维布4整体绕包；绕包完成后将陶瓷基元1间的玻璃纤维布割开，形成的割口6作为去耦槽，如图4所示，使用聚四氟乙烯条卡5在割口，使得陶瓷基元1的辐射面间的玻璃纤维布4完全分割，所述聚四氟乙烯条卡5的结构如图5所示，与割口的尺寸合适且不与环氧树脂结合；在高温下固化形成环氧玻璃纤维布复合材料层，取出聚四氟乙烯条5，使用刀片清理残余割口内的环氧树脂，从而使得陶瓷基元1间振动不从环氧玻璃纤维布复合材料层传递。

本发明提供的减少高频宽波束发射换能器基元间耦合的方法通过形成分割开的环氧玻璃纤维布复合材料层，能够有效减少相邻陶瓷基元之间的相互耦合运动。该方法操作简便，可根据实际使用情况调整去耦槽数量以及宽度，可用于声源级较高的高频宽波束发射换能器。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开一种减少高频宽波束发射换能器基元间耦合的方法，属于换能器技术领域。在陶瓷基元间设置软木，陶瓷基元的背衬处设置软木背衬；使用玻璃纤维布整体绕包；将陶瓷基元间的玻璃纤维布割开，使用聚四氟乙烯条卡在割口；在高温下固化完成后取出聚四氟乙烯条。通过形成分割开的环氧玻璃纤维布复合材料层，能够有效减少相邻陶瓷基元之间的相互耦合运动。该方法操作简便，可根据实际使用情况调整去耦槽数量以及宽度，可用于声源级较高的高频宽波束发射换能器。

技术研发人员：黄水兵;李治凯;唐晓倩;李勤博
受保护的技术使用者：海鹰企业集团有限责任公司
技术研发日：2018.10.19
技术公布日：2019.01.08