宽带换能器及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110227639A(43)申请公布日2019.09.13(21)申请号201910362878.2(22)申请日2019.04.30(71)申请人上海船舶电子设备研究所（中国船舶重工集团公司第七二六研究所）地址201100上海市闵行区金都路5200号(72)发明人胡健辉王敏慧赵欢沈明杰张鸿磊(74)专利代理机构上海段和段律师事务所31334代理人李佳俊郭国中(51)Int.Cl.B06B1/06(2006.01)G01H3/00(2006.01)G01H11/08(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称宽带换能器及其制备方法(57)摘要本发明提供了一种宽带换能器及其制备方法，包括灌封材料(1)、压电材料(2)、填充材料(3)、背衬材料(4)、换能器底座(5)、电缆(6)，压电材料(2)包括底面和底面上排列的阵列柱，压电材料(2)阵列柱之间填充有填充材料(3)，压电材料(2)底面作为辐射面，压电材料(2)辐射面朝外安装到背衬材料(4)上，背衬材料(4)连接换能器底座(5)，电缆(6)连接压电材料(2)的正极和负极，灌封材料(1)将连接好的压电材料(2)、填充材料(3)、背衬材料(4)、换能器底座(5)封装。本发明采用压电材料切割留底的方式，并将留底面作为辐射面，增大了换能器的有效辐射阻，提高了换能器的带宽与接收灵敏度。CN110227639ACN110227639A权利要求书1/1页1.一种宽带换能器，其特征在于，包括灌封材料(1)、压电材料(2)、填充材料(3)、背衬材料(4)、换能器底座(5)、电缆(6)，所述压电材料(2)包括底面和底面上排列的阵列柱，压电材料(2)阵列柱之间填充有填充材料(3)，压电材料(2)底面作为辐射面，压电材料(2)辐射面朝外安装到背衬材料(4)上，背衬材料(4)连接换能器底座(5)，所述电缆(6)连接压电材料(2)的正极和负极，所述灌封材料(1)将连接好的压电材料(2)、填充材料(3)、背衬材料(4)、换能器底座(5)封装。2.根据权利要求1所述的宽带换能器，其特征在于，所述压电材料(2)阵列柱的宽度为0.5mm～8mm，所述压电材料(2)阵列柱等间距均匀排列在压电材料(2)底面上形成1-3型压电复合材料。3.根据权利要求1所述的宽带换能器，其特征在于，所述压电材料(2)的厚度为1mm～25mm，所述压电材料(2)底面的厚度为0.5mm～2mm。4.根据权利要求1所述的宽带换能器，其特征在于，所述压电材料采用PZT4、PZT5或PZT8。5.根据权利要求1所述的宽带换能器，其特征在于，所述填充材料(3)的密度为1.0×103kg/m3～2.2×103kg/m3，声波在所述填充材料(3)中的传播速度为1500m/s～2700m/s。6.根据权利要求1所述的宽带换能器，其特征在于，所述填充材料(3)采用环氧树脂或聚氨酯。7.根据权利要求1所述的宽带换能器，其特征在于，所述背衬材料(4)采用密度为0.2×103kg/m3～2.2×103kg/m3的硬质聚氨酯泡沫塑料。8.根据权利要求1所述的宽带换能器，其特征在于，所述灌封材料(1)采用聚氨酯灌封胶；所述换能器底座(5)采用硬铝、不锈钢或钛合金材料制成。9.一种宽带换能器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：将压电材料(2)通过切割机进行横纵两个方向的切割形成压电材料(2)阵列柱，切割厚度小于压电材料(2)的厚度，对压电材料(2)进行留底；步骤2：在切割后的压电材料(2)阵列柱之间填充填充材料(3)；并将压电材料(2)的正、负极与电缆(6)连接；步骤3：将填充有填充材料(3)的压电材料(2)以压电材料(2)留底面朝外安装在背衬材料(4)上，并通过背衬材料(4)安装在换能器底座(5)上；步骤4：将安装在换能器底座(5)上的压电材料(2)用灌封材料(1)进行封装。10.根据权利要求9所述的宽带换能器制备方法，其特征在于，步骤1中所述切割机的切割刀锋宽度为0.2mm～1.2mm，留底的厚度为0.5mm～2mm。2CN110227639A说明书1/4页宽带换能器及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及水声换能器技术领域，具体地涉及一种宽带换能器及其制备方法，尤其是一种高频耐压高灵敏度宽带换能器及其制备方法。背景技术[0002]高频宽带水声换能器可以广泛应用于水下无人航行器、航行前视避障、水下反恐警戒、水下近程锚雷或沉底雷的探测发现和图像识别等等。这是因为工作频率较高的声呐系统分辨率较高，可以识别尺寸较小的目标。高频宽带换能器还可以提升整个声呐系统的性能，因为它可以携带更多的信息进行水下探测与识别。宽带的换能器在信号传输方面也具有显著优势，如减少波形