[发明专利]控制预紧力的换能器阵元成型装置及操作方法

说明书

本发明提供了一种控制预紧力的换能器阵元成型装置及操作方法，包括：主体支架、推力计传感器、推力计控制器、阵元安装底座以及换能器纵阵子阵元；主体支架上安装推力计传感器和阵元安装底座，推力计传感器连接推力计控制器；推力计传感器一端连接阵元安装底座，另一端通过推力杆沿轴向推动；换能器纵阵子阵元安装在阵元安装底座上；换能器纵阵子阵元安装在阵元安装底座和主体支架之间，当推力杆对推力计传感器和阵元安装底座施加推力后对换能器纵阵子阵元施加预紧力；推力计传感器、阵元安装底座、换能器纵阵子阵元以及推力杆安装在同一直线上。本发明可监控换能器纵阵子阵元装配时的螺杆预紧力，提高了产品一致性及合格率节约产品成本。

技术领域

本发明涉及水声工程技术，具体地，涉及控制预紧力的换能器阵元成型装置及操作方法。

背景技术

水声领域中，换能器基阵作为声纳的核心部件，其制作工艺步骤往往需要严格的把控，而换能器基阵一般需要大量的阵元布阵完成，常规纵阵子由于便与制作，可靠性高，目前广泛应用于各类换能器基阵的布阵中。而纵阵子的装配一般由手工装配完成，由于其数量多，并且目前难以实现自动化装配，人为参与的步骤太多，导致阵元一致性往往得不到保证，从而导致产品合格率下降。

以往在制作换能器纵阵子时，我们将换能器阵子的后盖板，压电陶瓷元件，电极片，阵子前盖板均匀涂抹胶水，用螺杆将上述零件拧紧固定，通过夹具将阵子排列整齐，通过对螺杆手工施加预紧力来微调阵元频率，在对胶水进行固化后，得到布阵所需阵元。此过程由于所有步骤手工完成，不可控因素较多，如：

阵元数量较大时，施加的预紧力由于换人操作，长时间疲劳操作导致预紧力一致性下降；胶水固化所需时间较长，胶水固化后阵元频率固定无法修改，导致产品成本的提高；无法得知阵元预紧力导致全凭经验操作，在换一个产品操作时导致工艺没有继承性；基于这些因素，本发明寻求设计一种装置，用于优化换能器阵元的成型步骤，同时减小换能器阵元制作时的人为干预，来保证产品的一致性，提高工作产量及成品率。

专利文献CN208738304U提供了一种压电陶瓷换能器素坯的制备装置，包括计算机控制器、投射装置、容器和成型平台；所述计算机控制器分别与所述投射装置、所述成型平台电连接；所述成型平台上设有用于支撑成型素坯的可上下移动的支撑底座，所述支撑底座始终位于所述投射装置的图像投射范围内。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种控制预紧力的换能器阵元成型装置及操作方法。

根据本发明提供的一种控制预紧力的换能器阵元成型装置，包括：主体支架、推力计传感器、推力计控制器、阵元安装底座以及换能器纵阵子阵元；

所述主体支架上安装推力计传感器和阵元安装底座，所述推力计传感器连接所述推力计控制器；

所述推力计传感器一端连接阵元安装底座，另一端通过推力杆沿轴向推动；

所述换能器纵阵子阵元安装在所述阵元安装底座上；

所述换能器纵阵子阵元安装在阵元安装底座和主体支架之间，当所述推力杆对推力计传感器和阵元安装底座施加推力后对所述换能器纵阵子阵元施加预紧力；

推力计传感器、阵元安装底座、换能器纵阵子阵元以及推力杆安装在同一直线上。

优选地，所述推力计传感器背向阵元安装底座一端安装在传感器固定板上；

所述传感器固定板背向所述推力计传感器一侧连接推力挡板。

优选地，所述主体支架中部设置为柱状的导向底座，所述导向底座两端垂直向一侧分别延伸出第一挡块和第二挡块。

优选地，所述导向底座上设置第一凹槽和第二凹槽；

所述第一凹槽内安装第一限位板，所述第二凹槽内安装第二限位板。