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我國(guó)水聲換能器技術(shù)研究進(jìn)展與發(fā)展機(jī)遇

發(fā)布時(shí)間:2019-04-09 16:14:08  |  來源:中國(guó)網(wǎng)·中國(guó)發(fā)展門戶網(wǎng)  |  作者:莫喜平  |  責(zé)任編輯:趙斌宇
關(guān)鍵詞:低頻換能器,寬帶換能器,矢量水聽器,深水換能器

長(zhǎng)型旋轉(zhuǎn)體彎張換能器。該類換能器由縱向伸縮振子驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱彎曲振動(dòng)殼體(圖?4),換能器的振動(dòng)殼體是一個(gè)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱結(jié)構(gòu)體,或者沿圓周分布的一系列桶條梁,一般由?1?個(gè)縱向伸縮的振子驅(qū)動(dòng),包括?I?型彎張換能器、II?型彎張換能器、III?型彎張換能器的凸型結(jié)構(gòu)和凹型結(jié)構(gòu)等。圖?4a?為?I?型彎張換能器的凹型結(jié)構(gòu),亦稱為凹筒彎張換能器,蔡志恂等研制了?Terfenol-D?驅(qū)動(dòng)的凹筒彎張換能器。圖?4b?為?III?型彎張換能器的凸型結(jié)構(gòu),亦稱為葫蘆式彎張換能器,Chai?等研究了?PZT?和?PZT+Terfenol-D?聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的葫蘆式彎張換能器,對(duì)聯(lián)合激勵(lì)的發(fā)射特性參數(shù)進(jìn)行了仿真分析。圖?4c?為磁致伸縮-壓電聯(lián)合激勵(lì)的凹筒彎張換能器,設(shè)計(jì)中應(yīng)用了?Terfenol-D?和?PZT?兩種激勵(lì)元件組成復(fù)合縱向振子。圖?4d?為多壓電堆激勵(lì)的凹筒彎張換能器,在殼體不變和壓電陶瓷材料總體積相同前提下,分析不同個(gè)數(shù)(1—4個(gè))壓電堆驅(qū)動(dòng)對(duì)換能器性能的影響,設(shè)計(jì)研制了三壓電堆激勵(lì)的凹筒彎張換能器。

 圖 4 長(zhǎng)型旋轉(zhuǎn)體彎張換能器

扁型旋轉(zhuǎn)體彎張換能器。該類換能器由徑向擴(kuò)張振子驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱彎曲振動(dòng)殼體,換能器的振動(dòng)殼體為?1?個(gè)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱結(jié)構(gòu)體,一般為?1?對(duì)凸或凹的球冠(或類球冠)或圓盤等組成,由?1?個(gè)徑向擴(kuò)張的圓環(huán)或圓片振子驅(qū)動(dòng),包括?V?型彎張換能器、VI?型彎張換能器、圓盤型彎張換能器等,在此介紹小尺寸?V?型彎張換能器——Cymbal和圓盤型彎張換能器。圖?5a?為小尺寸?V?型彎張換能器,由徑向振動(dòng)的壓電陶瓷圓片驅(qū)動(dòng)?1?對(duì)金屬端帽產(chǎn)生彎曲振動(dòng);圖?5b?為圓盤型彎張換能器,設(shè)計(jì)中采用?PZT-4?徑向極化壓電陶瓷環(huán)驅(qū)動(dòng)彎曲圓盤,圓盤沿徑向切縫分成?16?等分的扇形結(jié)構(gòu)減少橫向振動(dòng)耦合。這?2?種結(jié)構(gòu)形式的彎張換能器具有諧振頻率低、幾何尺寸小、電聲效率高等特點(diǎn)。

 圖 5 扁型旋轉(zhuǎn)體彎張換能器

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