低頻Ⅵ型彎張小尺寸聲源研究.pdf

1、當(dāng)前的水聲裝備呈現(xiàn)出越來(lái)越明顯的向低頻發(fā)展的趨勢(shì),水聲裝備對(duì)于低頻聲源的需求也正變得越來(lái)越迫切。低頻聲源在平臺(tái)使用時(shí)往往對(duì)聲源的體積和重量有比較苛刻的要求,所以能工作于低頻的小尺寸的聲源技術(shù)是當(dāng)前換能器領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一,本文一方面研究了一種新型的小尺寸的Ⅵ型彎張換能器單元的設(shè)計(jì)與制造,并成功研制出了相應(yīng)的換能器單元樣品;另一方面將小型Ⅵ型彎張換能器單元應(yīng)用于組合式MPS聲源系統(tǒng)的設(shè)計(jì),研究了構(gòu)造更低工作頻率聲源的方法。
　　在小

2、尺寸的換能器單元的研究方面,本文對(duì)當(dāng)前主要的低頻發(fā)射換能器技術(shù)展開(kāi)了深入調(diào)查和研究,選擇了Ⅵ型彎張換能器作為本文的研究對(duì)象。在換能器單元設(shè)計(jì)方面充分借鑒了當(dāng)前較熱門(mén)的Cymbal型Ⅴ型彎張換能器的設(shè)計(jì)思路,并對(duì)Ⅵ型彎張換能器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了大膽的改進(jìn)。研究建立了基于非等厚彎張殼體的參數(shù)化模型,小型Ⅵ型彎張換能器殼體的結(jié)構(gòu)形式基本都能通過(guò)參數(shù)調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn),這為該類(lèi)型換能器的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化創(chuàng)造了便利條件。在換能器驅(qū)動(dòng)源的設(shè)計(jì)方面采用壓電陶瓷拼鑲圓

3、環(huán)取代純壓電陶瓷圓環(huán),有效地解決了以往元件對(duì)Ⅵ型彎張換能器在尺寸和制造工藝方面的限制,使得換能器不僅在性能方面有明顯的提高、而且更加便于低頻聲源的設(shè)計(jì)和制造。對(duì)小型Ⅵ型彎張換能器的制造工藝進(jìn)行了研究,并設(shè)計(jì)研制了若干個(gè)小型Ⅵ型彎張換能器單元樣品,換能器單元直徑100mm、厚度35mm、重量不到1kg,對(duì)其性能進(jìn)行了測(cè)試,單元工作頻率3.5kHz,發(fā)送電壓響應(yīng)級(jí)125dB左右,工作電壓900V時(shí)聲源級(jí)181dB以上。對(duì)換能器單元進(jìn)行了水壓

4、試驗(yàn),換能器單元能夠經(jīng)受10MPa以上的高靜水壓而不受損傷,表現(xiàn)出卓越的深水適應(yīng)性。研究過(guò)程表明本文是對(duì)小型Ⅵ型彎張換能器設(shè)計(jì)和制造的一次較為成功的探索研究。
　　在組合式低頻聲源的研究方面,參考加拿大超電公司組合式MPS聲源的設(shè)計(jì)思路,將所研制的4個(gè)小型Ⅵ型彎張換能器單元近距離組合使用,利用換能器單元之間的互作用,形成一個(gè)新的低頻聲源系統(tǒng),這個(gè)聲源系統(tǒng)的工作頻率明顯低于單元的工作頻率,當(dāng)換能器單元間間距為0.8mm時(shí),該組合式聲