原理上是 慣性器件的原理。利用振動臺可以測試MEMS矢量水聽器進行頻率響應曲線。實驗中采用 丹麥的B&K公司生產(chǎn)的8305標準加速度計。本次測試中將水聽器的輸出的最大方向垂直 于振動臺，測試曲線如圖5所示。從圖中可以看到聚氨酯透聲帽的共振峰為790Hz，而改進 后的Parylene薄膜封裝的共振峰為1400Hz。測試中由于透聲帽的共振峰測試時，透聲帽的 外部為空氣，根據(jù)流固耦合原理，其峰值比實際應用中大一些。從實驗中Parylene無透聲 帽的水聽器的頻帶得到了拓寬。
[0023] 靈敏度測試曲線如圖6所示，水聽器的頻帶上限低于共振峰的2/3頻程，從頻率響 應曲線上可以得出聚氨酯封裝水聽器工作頻帶上限約為300Hz，而Parylene封裝水聽器工 作頻帶上限超過了 1000Hz，結(jié)論和以上的實驗一致。
[0024] 本發(fā)明的有益效果有：1)本發(fā)明中的采用Parylene薄膜材料，實現(xiàn)了無透聲帽封 裝，消除了聚氨酯透聲帽共振峰的影響，并且消除了粘滯硅油的對共振峰的影響；2)本發(fā) 明中采用Parylene薄膜材料，具有良好的化學特性，是一種化學惰性和電絕緣性能優(yōu)異的 薄膜材料，對水有極好的阻隔防護能力，在〇. 2 μ m厚時就沒有針孔，5 μ m時能耐1000V以上 直流擊穿電壓；3)本發(fā)明的加工成本簡單，易于制作，適用于批量化制造。
【附圖說明】
[0025] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026] 圖2質(zhì)點位移。
[0027] 圖3聲壓梯度。
[0028] 圖4為絕緣測試電阻變化圖。
[0029] 圖5為振動臺頻響曲線。
[0030] 圖6為水聽器靈敏度曲線。
[0031] 圖1中：1-信號處理電路板、2-不銹鋼電路管殼、3-導線、4-縮頸管殼、5-電纜、 6_堵頭、7-固定圓盤、8-安裝槽、9-絕緣環(huán)形托盤、10-凸臺、11-環(huán)形卡槽、12-密封螺釘、 13-鍍鎳螺釘、14-圓形PCB板、15-水聽器探測芯片、16-螺孔。
【具體實施方式】
[0032] 以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明：
[0033] 如圖1所示，一種仿海豹胡須的寬頻帶MEMS矢量水聽器，包括內(nèi)置信號處理電路 板1的不銹鋼電路管殼2,不銹鋼電路管殼2頂部延設有內(nèi)置導線3的縮頸管殼4、底部管 口插接有連接電纜5的堵頭6,縮頸管殼4內(nèi)的導線與不銹鋼電路管殼2內(nèi)的信號處理電路 板1的輸入端連接，同時信號處理電路板1的輸出端通過導線3與堵頭6上的電纜5連接； 縮頸管殼4的頂部固接有開設中心通孔的固定圓盤7,固定圓盤7上開設有安裝槽8,安裝 槽8內(nèi)通過聚氨酯無縫隙地粘接安裝有絕緣環(huán)形托盤9,絕緣環(huán)形托盤9上設有凸臺10,絕 緣環(huán)形托盤9上靠近邊緣的位置設有環(huán)形卡槽11，絕緣環(huán)形托盤9上以其圓心為對稱中心 開設有八個貫穿絕緣環(huán)形托盤9及凸臺10的螺孔16,其中任意兩個螺孔16為注油螺孔、 剩余六個螺孔16為信號螺孔，注油螺孔內(nèi)安裝有密封螺釘12、信號螺孔內(nèi)安裝有鍍鎳螺釘 13,并且各鍍鎳螺釘13與縮頸管殼4內(nèi)的導線3連接；絕緣環(huán)形托盤9上的凸臺10上安裝 有圓形PCB板14,圓形PCB板14上正對絕緣環(huán)形托盤9上八個螺孔16的位置同樣開設有 八個螺孔16,并且圓形PCB板14通過密封螺釘12和鍍鎳螺釘13固定于絕緣環(huán)形托盤9的 凸臺10上，圓形PCB板14的中心處安裝有水聽器探測芯片15 ;不銹鋼電路管殼2、縮頸管 殼4、固定圓盤7、絕緣環(huán)形托盤9、凸臺10、水聽器探測芯片15均位于同一軸線上；所述的 圓形PCB板14和水聽器探測芯片15的整體表面沉積Parylene薄膜以形成絕緣封裝。
[0034] 具體實施時，所述的固定圓盤7的外徑為39mm、高為5mm，其上的安裝槽8直徑為 35mm ;所述的絕緣環(huán)形托盤9的直徑為35mm、高9mm，其上的環(huán)形卡槽11寬為6mm、深為1mm， 其上的凸臺10直徑為20mm、高為4mm。所述的Parylene薄膜的厚度為4 μ m。
【主權項】
1. 一種仿海豹胡須的寬頻帶MEMS矢量水聽器，包括內(nèi)置信號處理電路板（1)的不銹 鋼電路管殼（2)，不銹鋼電路管殼（2)頂部延設有內(nèi)置導線（3)的縮頸管殼（4)、底部管口插 接有連接電纜（5)的堵頭（6)，縮頸管殼（4)內(nèi)的導線與不銹鋼電路管殼（2)內(nèi)的信號處理 電路板（1)的輸入端連接，同時信號處理電路板（1)的輸出端通過導線（3)與堵頭（6)上的 電纜（5)連接；縮頸管殼（4)的頂部固接有開設中心通孔的固定圓盤（7)，固定圓盤（7)上 開設有安裝槽（8)，安裝槽（8)內(nèi)通過聚氨酯無縫隙地粘接安裝有絕緣環(huán)形托盤（9)，絕緣 環(huán)形托盤（9 )上設有凸臺（10 )，絕緣環(huán)形托盤（9 )上靠近邊緣的位置設有環(huán)形卡槽（11)，絕 緣環(huán)形托盤（9)上以其圓心為對稱中心開設有八個貫穿絕緣環(huán)形托盤（9)及凸臺（10)的螺 孔（16)，其中任意兩個螺孔（16)為注油螺孔、剩余六個螺孔（16)為信號螺孔，注油螺孔內(nèi) 安裝有密封螺釘（12)、信號螺孔內(nèi)安裝有鍍鎳螺釘（13)，并且各鍍鎳螺釘（13)與縮頸管殼 (4)內(nèi)的導線（3)連接；絕緣環(huán)形托盤（9)上的凸臺（10)上安裝有圓形PCB板（14)，圓形PCB 板（14)上正對絕緣環(huán)形托盤（9)上八個螺孔（16)的位置同樣開設有八個螺孔（16)，并且 圓形PCB板（14)通過密封螺釘（12)和鍍鎳螺釘（13)固定于絕緣環(huán)形托盤（9)的凸臺（10) 上，圓形PCB板（14)的中心處安裝有水聽器探測芯片（15);不銹鋼電路管殼（2)、縮頸管殼 (4)、固定圓盤（7)、絕緣環(huán)形托盤（9)、凸臺（10)、水聽器探測芯片（15)均位于同一軸線上； 其特征在于：所述的圓形PCB板（14)和水聽器探測芯片（15)的整體表面沉積Parylene薄 膜以形成絕緣封裝。2. 根據(jù)權利要求1所述的仿海豹胡須的寬頻帶MEMS矢量水聽器，其特征在于：所述的 固定圓盤（7)的外徑為39mm、高為5mm，其上的安裝槽（8)直徑為35mm;所述的絕緣環(huán)形托 盤（9)的直徑為35mm、高9mm，其上的環(huán)形卡槽（11)寬為6mm、深為1mm，其上的凸臺（10)直 徑為20_、高為4mm。3. 根據(jù)權利要求1或2所述的仿海豹胡須的寬頻帶MEMS矢量水聽器，其特征在于：所 述的Parylene薄膜的厚度為4ym。
【專利摘要】本發(fā)明為一種仿海豹胡須的寬頻帶MEMS矢量水聽器，該水聽器極大地提高了MEMS矢量水聽器的探測水里微弱聲源信號的能力。本發(fā)明包括不銹鋼電路管殼、縮頸管殼、固定圓盤、帶凸臺的絕緣環(huán)形托盤，凸臺上安裝有圓形PCB板和探測芯片，探測芯片包括四梁微結(jié)構(gòu)、敏感柱體和浮力球，圓形PCB板和探測芯片的整體表面采用Parylene薄膜絕緣封裝。本發(fā)明水聽器是針對以前的仿魚類側(cè)線系統(tǒng)的MEMS矢量水聽器，在不影響水聽器靈敏度的情況下，極大提高納機電矢量水聽器的頻帶寬度，消除聚氨酯透聲帽對水聽器頻響曲線的影響，為水聽器的應用和發(fā)展提供了良好的前景。
【IPC分類】G01H11/06
【公開號】CN105181118
【申請?zhí)枴緾N201510670121
【發(fā)明人】王任鑫, 徐偉, 劉源, 白冰, 劉夢然, 王麗娟, 張國軍, 薛晨陽, 劉俊, 張斌珍, 張文棟
【申請人】中北大學
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年10月17日