低頻Ⅵ型彎張小尺寸聲源研究.pdf

1、當前的水聲裝備呈現(xiàn)出越來越明顯的向低頻發(fā)展的趨勢,水聲裝備對于低頻聲源的需求也正變得越來越迫切。低頻聲源在平臺使用時往往對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是當前換能器領域研究的熱點之一,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計與制造,并成功研制出了相應的換能器單元樣品;另一方面將小型Ⅵ型彎張換能器單元應用于組合式MPS聲源系統(tǒng)的設計,研究了構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,本文對當前主要的低頻發(fā)射換能器技術展開了深入調(diào)查和研究,選擇了Ⅵ型彎張換能器作為本文的研究對象。在換能器單元設計方面充分借鑒了當前較熱門的Cymbal型Ⅴ型彎張換能器的設計思路,并對Ⅵ型彎張換能器的結構進行了大膽的改進。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構形式基本都能通過參數(shù)調(diào)節(jié)來實現(xiàn),這為該類型換能器的設計和結構優(yōu)化創(chuàng)造了便利條件。在換能器驅(qū)動源的設計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計和制造。對小型Ⅵ型彎張換能器的制造工藝進行了研究,并設計研制了若干個小型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,對其性能進行了測試,單元工作頻率3.5kHz,發(fā)送電壓響應級125dB左右,工作電壓900V時聲源級181dB以上。對換能器單元進行了水壓

4、試驗,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)出卓越的深水適應性。研究過程表明本文是對小型Ⅵ型彎張換能器設計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聲源的設計思路,將所研制的4個小型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,形成一個新的低頻聲源系統(tǒng),這個聲源系統(tǒng)的工作頻率明顯低于單元的工作頻率,當換能器單元間間距為0.8mm時,該組合式聲