一种可调节阻抗的纵向振动换能器制造技术

本发明专利技术公开一种可调节阻抗的纵向振动换能器，用于低频相控阵多普勒计程仪声基阵，属于换能器技术领域。所述可调节阻抗的纵向振动换能器包括多片压电陶瓷，各片压电陶瓷之间通过高分子胶黏剂串联胶合；在顶部的压电陶瓷上设有前盖板，在底部的压电陶瓷上设有后盖板。本发明专利技术可实现同等体积下纵向振动换能器的谐振频率、发射响应、接收灵敏度与传统纵向换能器相当；满足了设备战技要求，实现了降低激励功放输出电流的作用，减轻传输电缆的压力和发热量，提高设备可靠性；而且通过优化串联压电陶瓷的尺寸和个数，可实现子阵阻抗一定范围内调节，适应不同功放使用。该方法简易、可靠和效果明显，且串联结构的纵向换能器制作简易、方便。

A Longitudinal Vibration Transducer with Adjustable Impedance

The invention discloses a longitudinal vibration transducer with adjustable impedance, which is used for the acoustic array of low frequency phased array Doppler log, and belongs to the technical field of transducer. The longitudinal vibration transducer with adjustable impedance comprises a plurality of piezoelectric ceramics, each piece of piezoelectric ceramics is bonded in series by a polymer adhesive, a front cover plate is arranged on the top piezoelectric ceramics, and a back cover plate is arranged on the bottom piezoelectric ceramics. The invention can realize the resonant frequency, transmitting response and receiving sensitivity of the longitudinal vibration transducer under the same volume as the traditional longitudinal transducer; meets the technical requirements of the equipment, achieves the function of reducing the output current of the exciting power amplifier, reduces the pressure and heat of the transmission cable, and improves the reliability of the equipment; moreover, it can be realized by optimizing the size and number of piezoelectric ceramics in series. Subarray impedance is adjusted within a certain range to adapt to different power amplifiers. The method is simple, reliable and effective, and the longitudinal transducer with series structure is simple and convenient to fabricate.

【技术实现步骤摘要】
一种可调节阻抗的纵向振动换能器
本专利技术涉及换能器
，特别涉及一种可调节阻抗的纵向振动换能器。
技术介绍
低频相控阵多普勒计程仪是舰船或水下潜器自主导航设备之一。采用一个平面基阵即可进行相控发射和接收，一个收发共用阵可完成多个定向波束的形成。该平面阵中的基元数一般在1000个左右，为满足舰船或水下潜器在大深度海域自主导航，声基阵工作频率一般不会超过30kHz，同样的波束开角，工作频率越低，作用距离越远，但声基阵孔径也相应越大。综合作用距离以及安装空间要求，声基阵直径一般控制早直径从1000mm~1500mm不等，频率为10kHz~30kHz范围。在此频段，按照常规手段，1000多个换能器阵元一般采用纵向振动模式。每个阵元作为一个振动单元，与周围八个阵元分属于不同的子阵，整个基阵共分为X和Y两个方向共8个子阵，平均下来每个子阵至少120多个纵向振动模式的纵向振动换能器。纵向振动换能器一般采用多个压电陶瓷并联，再在前后加上前盖板（辐射面）和后盖板（尾质量），通过预应力螺杆连接。此种方式比较适合作为大功率发射换能器，但是由于所有有源器件——压电陶瓷全部并联，单个换能器的阻抗很低，50欧姆左右，当将每个子阵中120个换能器全部并联时，子阵阻抗变为2欧姆左右，按照一般施加100伏有效值电压计算，激励每个子阵的功放需提供50A的电流。这么高输出的电流对功放设计以及传输电缆选型均带来困难，实际应用中，往往通过牺牲设备战技指标，保证功放的长期可靠性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可调节阻抗的纵向振动换能器，以达到降低激励功放输出电流的作用，减轻传输电缆的压力和发热量，提高设备可靠性。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种可调节阻抗的纵向振动换能器，用于低频相控阵多普勒计程仪声基阵，所述可调节阻抗的纵向振动换能器包括：多片压电陶瓷，各片压电陶瓷之间通过高分子胶黏剂串联胶合；在顶部的压电陶瓷上设有前盖板，在底部的压电陶瓷上设有后盖板。可选的，所述前盖板和所述后盖板均通过高分子胶黏剂与压电陶瓷胶合。可选的，所述低频相控阵多普勒计程仪声基阵还包括辐射板，所述可调节阻抗的纵向振动换能器设置在所述辐射板上。在本专利技术中提供了一种可调节阻抗的纵向振动换能器，用于低频相控阵多普勒计程仪声基阵。所述可调节阻抗的纵向振动换能器包括多片压电陶瓷，各片压电陶瓷之间通过高分子胶黏剂串联胶合；在顶部的压电陶瓷上设有前盖板，在底部的压电陶瓷上设有后盖板。本专利技术可实现同等体积下纵向振动换能器的谐振频率、发射响应、接收灵敏度与传统纵向换能器相当；满足了设备战技要求，实现了降低激励功放输出电流的作用，减轻传输电缆的压力和发热量，提高设备可靠性；而且通过优化串联压电陶瓷的尺寸和个数，可实现子阵阻抗一定范围内调节，适应不同功放使用。该方法简易、可靠和效果明显，且串联结构的纵向换能器制作简易、方便。附图说明图1是本专利技术提供的可调节阻抗的纵向振动换能器的结构示意图；图2是低频相控阵多普勒计程仪声基阵的结构示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的一种可调节阻抗的纵向振动换能器作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。实施例一本专利技术提供了一种可调节阻抗的纵向振动换能器，用于低频相控阵多普勒计程仪声基阵。所述可调节阻抗的纵向振动换能器的结构如图1所示，包括多片压电陶瓷3，各片压电陶瓷3之间通过高分子胶黏剂串联胶合；在顶部的压电陶瓷上设有前盖板1，在底部的压电陶瓷上设有后盖板2。进一步的，所述前盖板1和所述后盖板2均通过高分子胶黏剂与压电陶瓷胶合。具体的，所述低频相控阵多普勒计程仪声基阵如图2所示，还包括辐射板4，所述可调节阻抗的纵向振动换能器设置在所述辐射板4上。本专利技术提供的可调节阻抗的纵向振动换能器工作原理为：传统并联方式的纵向振动换能器将使用的有源器件——压电陶瓷并联，因此相应的阻抗会下降陶瓷片的数量分之一，比如采用8片PZT4型压电陶瓷片，阻抗下降为八分之一。本专利技术将传统意义上的纵向振动换能器进行简化，去除连接螺杆，将有源器件——压电陶瓷采用串联胶合方式与前、后盖板连接，并将压电陶瓷的厚度加厚，只采用三片PZT5型压电陶瓷串联。一方面，压电陶瓷的厚度增加，阻抗变大；由发射型PZT4型陶瓷改为接收型PZT5型陶瓷，其阻抗也会变大；再串联变为3倍，单个可调节阻抗的纵向振动换能器的阻抗至少变为原先的24（3×8）倍以上，算上压电陶瓷厚度变化增加的阻抗以及类型变化增加的阻抗，单个可调节阻抗的纵向振动换能器增加的阻抗可以超过至少30倍以上，相应的激励功放输出电流同样可以降低30倍以上，这样极大地降低了激励功放的压力，同时可以成倍降低输出电缆线径（电缆体积），而且能够保证在相同功率条件下，设备的电声性能保持不变。在实际使用时，在设计和制作可调节阻抗的纵向振动换能器时，通过调节压电陶瓷的直径和厚度，可以在一定范围内调节声基阵中子阵的阻抗，便于声基阵可以适应不同现成功放激励。上述描述仅是对本专利技术较佳实施例的描述，并非对本专利技术范围的任何限定，本专利
的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可调节阻抗的纵向振动换能器，用于低频相控阵多普勒计程仪声基阵，其特征在于，所述可调节阻抗的纵向振动换能器包括：多片压电陶瓷，各片压电陶瓷之间通过高分子胶黏剂串联胶合；在顶部的压电陶瓷上设有前盖板，在底部的压电陶瓷上设有后盖板。

【技术特征摘要】
1.一种可调节阻抗的纵向振动换能器，用于低频相控阵多普勒计程仪声基阵，其特征在于，所述可调节阻抗的纵向振动换能器包括：多片压电陶瓷，各片压电陶瓷之间通过高分子胶黏剂串联胶合；在顶部的压电陶瓷上设有前盖板，在底部的压电陶瓷上设有后盖板。2.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘汉文，高峰，
申请(专利权)人：海鹰企业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32