一种多激励的低频大功率宽带水声换能器

技术特征：
1.一种多激励的低频大功率宽带水声换能器，其特征在于，所述换能器包括：一个尾部质量块(1)、四组驱动元件(2)、两个中间辐射头(3)、两个喇叭形辐射头(4)和两个预应力螺杆(9)；其中，尾部质量块(1)的两端分别连接一个螺杆(9)，每个螺杆(9)依次穿过驱动元件(2)、中间辐射头(3)、驱动元件(2)和喇叭形辐射头(4)，驱动元件(2)的外围包覆水密封装材料，喇叭形辐射头(4)的口部向外。2.根据权利要求1所述的多激励的低频大功率宽带水声换能器，其特征在于，所述换能器还包括一个以上壳体(5)，所述壳体(5)同轴心嵌套在换能器的外层，壳体(5)的内径分别大于喇叭形辐射头(4)的最大直径以及中间辐射头(3)的直径。3.根据权利要求2所述的多激励的低频大功率宽带水声换能器，其特征在于，所述壳体(5)为两个形状相同或不同的圆柱形壳体、径向尺寸增大的宽体壳体、喇叭形壳体或其他形状壳体，两个壳体(5)分别设置在换能器的两端，每个壳体(5)均通过连接件与尾部质量块(1)固定连接，两个壳体(5)之间留有间隔。4.根据权利要求2所述的多激励的低频大功率宽带水声换能器，其特征在于，所述壳体(5)为一个圆柱形壳体、径向尺寸增大的宽体壳体、喇叭形壳体或其他形状壳体。5.根据权利要求4所述的多激励的低频大功率宽带水声换能器，其特征在于，所述壳体(5)设置在换能器的端部或几何中心位置，通过连接件与尾部质量块(1)固定连接，与其他部件无直接接触。6.根据权利要求1所述的多激励的低频大功率宽带水声换能器，其特征在于，驱动元件(2)包括压电晶堆，压电晶堆由若干片压电片粘接而成，压电片沿厚度方向极化，相邻的两片压电片极化方向相反，压电片间设置薄电极片，经由薄电极片引出晶堆的输入电线，各片压电片电学上并联连接，驱动元件(2)在电学上并联连接。7.根据权利要求1所述的多激励的低频大功率宽带水声换能器，其特征在于，驱动元件(2)包括若干个驱动单元，驱动单元在同一平面内并行排列，封闭在导磁体(8)构成的闭合磁路里，各个驱动单元电学上串联或并联连接，每个驱动单元包括磁致伸缩材料(6)和永磁体(7)，在磁致伸缩材料(6)两端设有提供偏置磁场的永磁体(7)，磁致伸缩材料(6)外套有激励线圈，各驱动元件(2)在电学上串联或并联连接。8.根据权利要求1所述的多激励的低频大功率宽带水声换能器，其特征在于，所述水密封装材料为硫化橡胶层、环氧树脂或聚氨酯。9.根据权利要求1所述的多激励的低频大功率宽带水声换能器，其特征在于，激励信号对四组驱动元件(2)分别实施独立的振幅控制与相位控制。

技术总结
本发明属于水声换能器技术领域，尤其涉及一种多激励的低频大功率宽带水声换能器。该换能器包括：一个尾部质量块(1)、四组驱动元件(2)、两个中间辐射头(3)、两个喇叭形辐射头(4)和两个预应力螺杆(9)；其中，尾部质量块(1)的两端分别连接一个螺杆(9)，每个螺杆(9)依次穿过驱动元件(2)、中间辐射头(3)、驱动元件(2)和喇叭形辐射头(4)，驱动元件(2)的外围包覆水密封装材料，喇叭形辐射头(4)的口部向外。本发明可以产生更多的工作模态，通过结构优化设计调整工作模态之间的频率间隔，实现模态耦合以拓展工作带宽；驱动方式灵活多样，满足不同使用需求，大幅提高换能器的综合性能。大幅提高换能器的综合性能。大幅提高换能器的综合性能。


技术研发人员：柴勇 刘文钊
受保护的技术使用者：中国科学院声学研究所
技术研发日：2022.11.16
技术公布日：2023/3/31