內(nèi)凹式Cymbal換能器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及水聲換能器【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種內(nèi)凹式Cymbal換能器。包括圓盤(pán)形金屬密閉殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)置有壓電元件，所述圓盤(pán)形金屬殼體的兩個(gè)端面呈內(nèi)凹形，所述壓電元件為壓電驅(qū)動(dòng)圓環(huán)，所述壓電驅(qū)動(dòng)圓環(huán)與圓盤(pán)形金屬殼體的側(cè)壁之間設(shè)置有絕緣層，所述壓電驅(qū)動(dòng)圓環(huán)與絕緣層粘接，所述絕緣層與圓盤(pán)形金屬殼體的側(cè)壁粘接。本發(fā)明用于水聲換能器技術(shù)，具有較高的聲輻射效率、耐靜水壓強(qiáng)度高，而且性能更加良好。
【專(zhuān)利說(shuō)明】?jī)?nèi)凹式Cymbal換能器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水聲換能器【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種內(nèi)凹式Cymbal換能器。
【背景技術(shù)】
[0002]上世紀(jì)80年代后期，美國(guó)賓州大學(xué)發(fā)明了如圖1所示的壓電陶瓷與金屬兩相復(fù)合的Moonie換能器結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的換能器的金屬帽，能夠把壓電陶瓷元件小的徑向位移和振動(dòng)轉(zhuǎn)化為金屬帽頂部大很多的軸向位移和振動(dòng)。后來(lái)，該結(jié)構(gòu)不斷被改進(jìn)，換能器的振幅放大效果得到更加顯著的提升，本世紀(jì)初形成了較為成熟的如圖2所示的Cymbal換能器結(jié)構(gòu)。
[0003]Cymbal結(jié)構(gòu)具有顯著的位移放大效應(yīng)，使該結(jié)構(gòu)在最近的十多年里成為換能器領(lǐng)域重要的研究熱點(diǎn)，在壓電復(fù)合材料、大位移執(zhí)行器等方面，特別是在水聲換能器領(lǐng)域展開(kāi)了廣泛而深入的研究。但目前關(guān)于Cymbal換能器的研究幾乎局限于接收型換能器以及中高頻段使用的小尺寸水聲換能器及基陣，而在低頻發(fā)射水聲換能器方面，由于受到壓電陶瓷元件尺寸的限制、膠黏劑結(jié)合強(qiáng)度等因素的限制，現(xiàn)有的Cymbal換能器存在聲輻射效率低，抗靜水壓強(qiáng)度不高等不足，性能仍然有待提升。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種內(nèi)凹式Cymbal換能器，該產(chǎn)品具有較高的聲輻射效率、耐靜水壓強(qiáng)度高，而且性能更加良好。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明包括圓盤(pán)形金屬殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)置有壓電元件，所述圓盤(pán)形金屬殼體的兩個(gè)端面呈內(nèi)凹形。
[0006]優(yōu)選地，所述壓電元件為壓電驅(qū)動(dòng)圓環(huán)。
[0007]進(jìn)一步，所述壓電驅(qū)動(dòng)圓環(huán)與圓盤(pán)形金屬殼體的側(cè)壁之間設(shè)置有絕緣層。
[0008]進(jìn)一步，所述壓電驅(qū)動(dòng)圓環(huán)與絕緣層粘接，所述絕緣層與圓盤(pán)形金屬殼體的側(cè)壁粘接。
[0009]本發(fā)明提出的內(nèi)凹式Cymbal換能器結(jié)構(gòu)不僅能全面?zhèn)鹘y(tǒng)繼承Cymbal換能器結(jié)構(gòu)高集成度、高效率等各種優(yōu)勢(shì)，與傳統(tǒng)Cymbal換能器結(jié)構(gòu)相比，內(nèi)凹式Cymbal換能器還具備其他重要優(yōu)勢(shì):
1，在低頻基模工作時(shí)，換能器整個(gè)輻射表面基本不存在反相區(qū)，換能器能夠以近似呼吸模態(tài)工作，因此該結(jié)構(gòu)換能器具備很高的聲輻射效率。
[0010]2，換能器耐靜水壓性能優(yōu)越:一方面換能器在深水高靜壓工作時(shí)不會(huì)使換能器的預(yù)應(yīng)力失效；另一方面結(jié)構(gòu)的耐靜水壓破壞的能力較Cymbal結(jié)構(gòu)有明顯提升，實(shí)踐證明該換能器結(jié)構(gòu)具備1000米以上的深水工作能力，這在彎張換能器領(lǐng)域是罕見(jiàn)的。
[0011]3，用壓電驅(qū)動(dòng)圓環(huán)取代了單壓電陶瓷片作為驅(qū)動(dòng)源，克服了原來(lái)Cymbal換能器壓電驅(qū)動(dòng)圓片只能利用低效的壓電陶瓷橫向振動(dòng)模式的限制、以及壓電陶瓷與金屬帽之間粘接強(qiáng)度對(duì)最大工作振幅的限制，使Cymbal換能器突破了大尺寸壓電圓片無(wú)法制備和可靠性低下的瓶頸問(wèn)題，大大提升了換能器的性能。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為Moonie換能器結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為傳統(tǒng)Cymbal換能器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]本發(fā)明所列舉的實(shí)施例，只是用于幫助理解本發(fā)明，不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明思想的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求保護(hù)的范圍內(nèi)。
[0014]如圖3所不,本發(fā)明包括圓盤(pán)形金屬密閉殼體1，所述殼體內(nèi)設(shè)置有壓電驅(qū)動(dòng)圓環(huán)2，所述圓盤(pán)形金屬殼體I的兩個(gè)端面呈內(nèi)凹形，所述壓電驅(qū)動(dòng)圓環(huán)2與圓盤(pán)形金屬殼體I的側(cè)壁之間設(shè)置有絕緣層3，絕緣層3可采用陶瓷材料或其他剛性較好的絕緣材料制作。所述壓電驅(qū)動(dòng)圓環(huán)2與絕緣層3粘接，所述絕緣層3與圓盤(pán)形金屬殼體I的側(cè)壁粘接，形成一個(gè)牢固的整體結(jié)構(gòu)。為了便于壓電驅(qū)動(dòng)圓環(huán)2的電纜引出，所述圓盤(pán)形金屬密閉殼體I上可以開(kāi)設(shè)一個(gè)穿孔4，并進(jìn)行水密封處理。
【權(quán)利要求】
1.內(nèi)凹式Cymbal換能器,包括圓盤(pán)形金屬密閉殼體(I),所述殼體內(nèi)設(shè)置有壓電兀件，其特征在于，所述圓盤(pán)形金屬殼體(I)的兩個(gè)端面呈內(nèi)凹形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)凹式Cymbal換能器，其特征在于，所述壓電元件為壓電驅(qū)動(dòng)圓環(huán)(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)凹式Cymbal換能器，其特征在于，所述壓電驅(qū)動(dòng)圓環(huán)(2)與圓盤(pán)形金屬殼體(I)的側(cè)壁之間設(shè)置有絕緣層(3 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)凹式Cymbal換能器，其特征在于，所述壓電驅(qū)動(dòng)圓環(huán)(2)與絕緣層(3 )粘接，所述絕緣層(3 )與圓盤(pán)形金屬殼體(I)的側(cè)壁粘接。
【文檔編號(hào)】G10K9/122GK103886856SQ201410118988
【公開(kāi)日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)明者】葛騎岐, 李嘉, 朱皓, 蔣云新, 戴旅龍, 周偉, 葉建祥, 張艷麗, 程明, 張 育, 張永華 申請(qǐng)人:海鷹企業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司