[发明专利]纵振亥姆霍兹深水低频宽带换能器

说明书

本发明涉及纵振亥姆霍兹深水低频宽带换能器，该换能器包括：压电陶瓷堆7和绝缘垫片12通过预应力螺杆9和上、下质量块5、6相连构成，上端盖3、下端盖2分别与上质量块5、下质量块6刚性连接，薄壁外壳1与上下端盖3和2刚性相连；压电陶瓷堆7外套设水密层11；上下端盖3、2上连有亥姆霍兹管4；预应力螺杆9和上质量块6有密封10结构，腔内置顺性管13。本发明的优点在于：采用纵振激励源来驱动亥姆霍兹薄壁外壳共鸣器，具有大功率发射、大深度、低频、宽带、重量轻的特点。

技术领域

本发明涉及水声通信、探测、声诱饵、声除雷，海洋勘测领域，具体地，本发明涉及一种纵振亥姆霍兹深水低频宽带换能器。

背景技术

水声换能器是军、民用声纳设备的“耳目”，在水声通信、探测、声诱饵、声除雷，海洋勘测广泛应用。随着各国对海洋资源和海洋领土的重视，开发海洋，保卫海洋成为各国的重要政治任务。深海开发技术成为热点，需要满足深海工作要求的换能器，由于换能器深水工作受到很大压力，一般结构很难承受高压，亥姆霍兹换能器采用溢流结构可很好的实现深水工作，目前亥姆霍兹换能器多采用弯曲圆片激励形式，具体结构如图1所示，具有功率容量小，带宽窄的缺点。

发明内容

本发明的目的在于，为克服上述问题，本发明提供一种深水亥姆霍兹低频宽带换能器。

本发明提供的一种纵振亥姆霍兹深水低频宽带换能器，所述换能器包含：薄壁外壳1、下端盖2、上端盖3、若干亥姆霍兹管4和中心驱动单元；所述上端盖3、下端盖2分别与薄壁外壳1的上端口和下端口相连，形成腔体；所述亥姆霍兹管4位于上端盖和下端盖上，实现腔体内外贯通；其中，所述中心驱动单元为：固定于上端盖3且深入腔体中的预应力螺杆9，该预应力螺杆9的外壁相隔一定距离的圆周上设置压电陶瓷堆7；所述压电陶瓷堆7的外表面铺设水密层11。

上述中心驱动单元为一个，布放于上端盖3的中部。

上述中心驱动单元为多个，且多个中心驱动单元在腔体中关于轴线为中心的圆周上均匀布放。

上述压电陶瓷堆7上表面和下表面分别经过绝缘块12与上端盖3和下端盖2相接触。

上述上端盖3和下端盖2的中部分别设置上质量块6和下质量块5中；且所述上质量块6与所述预应力螺杆9的上部固定相连，该上质量块6下端可深入腔体中，所述绝缘片12的上表面与上质量块6的下表面相接触；

所述预应力螺杆9的下部深入下质量块5中，且下质量块5的上表面与另一绝缘片12的下表面相接触。

上述压电陶瓷堆7的上表面和下表面分别经过绝缘块12与上质量块6和下质量块5相接触。

上述的压电陶瓷堆7包含压电陶瓷材料、稀土超磁致伸缩材料或压电单晶材料之一。

当压电陶瓷堆7采用稀土超磁致伸缩材料时，所述中心驱动单元为：预应力螺杆9的螺母部分定位于上质量块6中，预应力螺杆9从上向下依次穿过：上质量块6、上导磁块17、和由永磁材料16和稀土超磁致伸缩材料14构成的重复结构，然后穿过下导磁块17，最后将该预应力螺杆9固定于下质量块5中；且距预应力螺杆9圆周外侧一定距离同心布放永磁材料16和稀土超磁致伸缩材料14，所述线圈15套在永磁材料16和稀土超磁致伸缩材料14的外径上，圆周导磁块17套在线圈结构15外侧，并和连接上质量块6和下质量块5的上下两个导磁块17形成闭合磁路。

上述亥姆霍兹管4长度等于上端盖3或下端盖2的厚度；或亥姆霍兹管4的长度分别向上端盖3和下端盖2两端延长。

上述薄壁外壳1采用凸壳、圆筒或凹壳形式。

上述腔体内部设置若干顺性管13，软连接于薄壁外壳1；其中，所述软连接所采用的材料包含：绳或网；顺性管13为内部密封空气的圆柱壳体。

压电陶瓷堆7中各压电片正负极分别通过电极引线8连接，形成机械串联、电学并联形式。