[发明专利]一种用于弯张换能器多途径散热结构

说明书

本发明属于声学传感器技术领域，具体地说，涉及一种用于弯张换能器多途径散热结构，包括：多个散热片组件(1)、发射换能器主壳体(2)、发射换能器副壳体(4)、驱动振组件(16)、拾热棒组件(7)、多个弹簧(10)和多个水密结构(3)；发射换能器副壳体(4)嵌入发射换能器主壳体(2)内；发射换能器副壳体(4)的顶端和底端的内腔壁上相对设置多个弹簧(10)，驱动振组件(16)和拾热棒组件(7)交叉放置；发射换能器副壳体(4)的顶部和底部分别向外延伸一圆柱结构，其中两个散热片组件(1)固定在对应的圆柱结构；发射换能器主壳体(2)的外圆周侧面上开设多个安装接口，剩余的散热片组件(1)安装在对应的安装接口处。

技术领域

本发明属于声学传感器技术领域，具体地说，涉及一种用于弯张换能器多途径散热结构。

背景技术

潜艇降噪和隐身技术的发展给潜艇目标探测带来了巨大挑战，因此，主动探测将是远距离探测潜艇的唯一有效的技术手段。大功率水声发射换能器是主动探测声纳的重要组成部分，其主要性能指标直接决定了声纳的技术水平。

随着现代发射换能器技术的不断发展，单个大功率水声发射换能器的输入电功率可达近100千瓦量级，由于换能器存在着电声转换效率，且一般的水声换能器在30％-60％，因此，约有40％以上的输入电功率，以各种形式的无用能量消耗掉，其中，大部分以热量的形式，从换能器的有源驱动元件中散出。该部分热量如果不及时与水声换能器外部介质(例如海水)进行热交换，会导致换能器内部的温度急剧增加，短时间内就可造成发射换能器的性能降低，甚至是毁坏水声发射换能器。

目前，弯张换能器具有体积小、重量轻、频率低、功率大的特点，是多年来换能器研究领域的热点之一，也是比较适合应用于低频声纳的发射换能器类型。其中，Ⅳ型弯张换能器又是最常用的弯张结构，利用振动壳体的弯曲模态来减小换能器的尺寸和重量，该小尺寸换能器对散热结构的设计带来了挑战。目前，应用于大功率发射换能器的有源材料主要包括：压电陶瓷(PZT)和超磁致伸缩材料(T-D)，在换能器大功率工作时，在相对小体积的弯张换能器内腔，会短时间急剧积累大量的热量，需要设置有效、充足的散热结构来保持换能器内部的温度平衡。热量的传递方式有传导、对流和辐射等，综合利用多种热交换方式，有利于加快大功率发射换能器的散热过程。

发射换能器的散热结构包括：主动式散热结构和被动式散热结构；其中，主动式散热结构采用水冷的方式，通过在换能器内部增设循环水冷结构，使发射换能器的热量通过热交换后，尽快被带走，其散热能力较强，可长时间使用，但是，该主动式散热结构是循环散热结构，其结构比较复杂，为了满足循环和耐腐蚀的要求，要添加各种辅助设备，不适于大深度、便捷操作。

发明内容

为解决现有技术存在的上述缺陷，本发明提出了一种用于弯张换能器多途径散热结构，该结构为高效、被动式散热结构，通过在Ⅳ型弯张换能器的内部和外部添加有利于热传递和热交换的散热组件和传导热通道，达到一定程度的热平衡能力。

本发明提供的一种用于弯张换能器多途径散热结构，该散热结构包括：多个散热片组件、发射换能器主壳体、发射换能器副壳体、驱动振组件、拾热棒组件、多个弹簧和多个水密结构；

发射换能器主壳体为两端开口的椭圆形柱结构，发射换能器副壳体为口字形结构；发射换能器副壳体嵌入发射换能器主壳体内，形成内部为空腔的推拉式抽屉结构；

发射换能器副壳体的顶端的内腔壁上相对设置多个等间距分布的弹簧，发射换能器副壳体的底端的内腔壁上相对设置多个等间距分布的弹簧，驱动振组件设置在发射换能器副壳体的内腔，拾热棒组件设置在发射换能器主壳体的内腔，且驱动振组件和拾热棒组件交叉放置；

发射换能器主壳体的顶部与发射换能器副壳体的顶部之间的边缘间隙通过中部开有椭圆形孔的水密结构进行水密包裹，发射换能器主壳体的底部与发射换能器副壳体的底部之间的边缘间隙通过中部开有椭圆形孔的水密结构进行水密包裹；