一種大深度收發合置換能器的製造方法
2023-10-16 18:48:34 1
一種大深度收發合置換能器的製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種大深度收發合置換能器，屬於水聲【技術領域】。換能器包括法蘭、換能器圓環、支撐板、油膜和油膜保護蓋；換能器圓環的兩端分別與法蘭和支撐板固定連接，換能器圓環的一端由法蘭完全封閉，換能器圓環的另一端由支撐板的中心孔與外界貫通，換能器圓環的外表面硫化一層橡膠層，油膜通過油膜保護蓋的水平凸沿固定在支撐板的下表面，油膜的邊緣與橡膠層硫化成一體，油膜將支撐板的中心孔完全封閉，使換能器圓環內部形成封閉的油腔，油腔內充滿油液；電纜通過法蘭從換能器圓環引出與外部設備連接。本實用新型既可以在超過8000米大深度環境下安全工作，同時能保持換能器的良好性能。
【專利說明】一種大深度收發合置換能器
【技術領域】
[0001]實用新型涉及一種大深度換能器，屬於水聲【技術領域】。
【背景技術】
[0002]海洋的開發和利用逐步從淺海走向深海，而換能器是海洋活動中所用聲納設備的基本部分，因此深海用換能器的需求也提上日程。現有深水用換能器為實現在大深度環境下使用，部分在換能器結構中採用內部充氣囊的結構形式，
[0003]這種氣囊根據工作深度有一定的壓強，換能器的性能隨著水深的不同換能器的性能變化比較大，不適合做大深度使用。或者採用溢流圓環形式，即在換能器圓環外部包覆橡膠，內部和外部水可以自由流通，這種結構形式的換能器雖然可以在大深度條件下使用，但其發射能量會被溢流腔體振動和徑向振動分散，
[0004]使換能器工作效能大大降低。
實用新型內容
[0005]有鑑於此，本實用新型提供了一種大深度收發合置換能器，既可以在超過8000米大深度環境下安全工作，同時能保持換能器的良好性能。
[0006]本實用新型的大深度收發合置換能器包括法蘭、換能器圓環、支撐板、油膜和油膜保護蓋；其中，支撐板為帶中心孔的圓形板，油膜保護蓋具有水平的凸沿，凸沿用於與支撐板實現連接，油膜保護蓋的底面上開有進水孔；
[0007]其連接關係為:換能器圓環的兩端分別與法蘭和支撐板固定連接，換能器圓環的一端由法蘭完全封閉，換能器圓環的另一端由支撐板的中心孔與外界貫通，換能器圓環的外表面硫化橡膠層，橡膠層起到對換能器圓環的密封和透聲作用，油膜通過油膜保護蓋的水平凸沿固定在支撐板的下表面，油膜的邊緣與橡膠層硫化成一體，油膜將支撐板的中心孔完全封閉，使換能器圓環內部形成封閉的油腔，油腔內充滿油液；油膜保護蓋的內表面與油膜外表面之間留有間隙；電纜通過法蘭從換能器圓環引出與外部設備連接。
[0008]進一步的，油膜採用橡膠材料製成，油膜的厚度為1-3毫米，橡膠層的厚度為5-8毫米。
[0009]工作原理:換能器處於發射狀態時，換能器圓環把電能轉換成機械振動能，從而推動水介質進行振動，輻射聲能；當它處於接收狀態時，換能器圓環的機械振動系統受到水中聲壓的作用而產生振動，換能器圓環把機械振動能轉換成電振蕩的能量通過電纜傳輸給外部設備。
[0010]當此換能器整體工作在大深度水域時，海水通過油膜保護蓋上的進水孔進入到油膜部分的外表面，由於油膜本身具有彈性，因此油膜產生一定的形變將壓力傳遞到換能器內部腔體的油液上，進而換能器圓環內部就受到和外部大小一樣的壓力，達到了壓力平衡。
[0011]有益效果:
[0012]1、本實用新型的換能器通過油膜向油液傳遞海水壓力，巧妙的利用了連通器的原理，通過了國家海洋計量中心的壓力罐中SOMPa (等效於8000米)的靜水壓力試驗，因此能保證換能器在大深度水域長時間安全工作。
[0013]2、本實用新型的換能器在淺水中使用和在深水中使用聲學性能變化較小，其變化幅度不超過15%，保證了換能器的深水條件下的工作效能。
[0014]3、本實用新型的換能器工作帶寬為8kHz_16kHz，帶內起伏小於6dB，最大發射響應可達143dB，最高接收靈敏度-183dB，因此能保證換能器在大深度條件下的工作靈敏度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的整體結構示意圖；
[0016]其中，1-電纜，2-法蘭、3-換能器圓環、4-橡膠層、5-油液、6-支撐板、7_油膜、8_油膜保護蓋、9_進水孔。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖並舉實施例，對本實用新型進行詳細描述。
[0018]如附圖1所示，本實用新型提供了一種大深度收發合置換能器，包括法蘭2、換能器圓環3、支撐板6、油膜7和油膜保護蓋8 ;其中，支撐板6為帶中心孔的圓形板，油膜保護蓋8具有水平的凸沿，凸沿用於與支撐板實現連接，油膜保護蓋8的底面上開有進水孔9 ；
[0019]其連接關係為:換能器圓環3的兩端分別與法蘭2和支撐板6固定連接，換能器圓環3的一端由法蘭2完全封閉，換能器圓環3的另一端由支撐板6的中心孔與外界貫通，換能器圓環3的外表面硫化橡膠層4，橡膠層4起到對換能器圓環3的密封和透聲作用，油膜7通過油膜保護蓋8的水平凸沿固定在支撐板6的下表面，以上的固定形式均是由螺栓固定，油膜7的邊緣與橡膠層4硫化成一體，油膜7將支撐板6的中心孔完全封閉，使換能器圓環3內部形成封閉的油腔，油腔內充滿油液5 ;油膜保護蓋8的內表面與油膜7外表面之間留有間隙；電纜I通過法蘭2從換能器圓環3引出與外部設備連接。
[0020]本實施例中，油膜7採用橡膠材料製成，油膜的厚度為3毫米，橡膠層的厚度為5毫米，換能器圓環3硫化橡膠層4後的直徑為99mm，諧振頻率為10.SkHz ;油液5通過法蘭2上的電纜接口充入到油腔內，油液5充滿後對油腔抽真空，由電纜I實現對電纜接口的密封。
[0021]工作原理:換能器處於發射狀態時，換能器圓環3把電能轉換成機械振動能，從而推動水介質進行振動，輻射聲能；當它處於接收狀態時，換能器圓環3的機械振動系統受到水中聲壓的作用而產生振動，換能器圓環3把機械振動能轉換成電振蕩的能量通過電纜I傳輸給外部設備。
[0022]當此換能器整體工作在大深度水域時，海水通過油膜保護蓋8上的進水孔9進入到油膜部分的外表面，由於油膜7本身具有彈性，因此油膜7產生一定的形變將壓力傳遞到換能器內部腔體的油液5上，進而換能器圓環3內部就受到和外部大小一樣的壓力，達到了壓力平衡。
【權利要求】
1.一種大深度收發合置換能器，其特徵在於，所述換能器包括法蘭(2)、換能器圓環(3)、支撐板(6)、油膜(7)和油膜保護蓋(8);其中，支撐板(6)為帶中心孔的圓形板，油膜保護蓋(8)具有水平的凸沿；油膜保護蓋(8)的底面上開有進水孔(9)； 其連接關係為:換能器圓環(3)的兩端分別與法蘭(2)和支撐板(6)固定連接，換能器圓環(3)的一端由法蘭(2)完全封閉，換能器圓環(3)的另一端由支撐板(6)的中心孔與外界貫通，換能器圓環(3)的外表面硫化橡膠層(4)，油膜(7)通過油膜保護蓋(8)的水平凸沿固定在支撐板(6)的下表面，以上的油膜(7)的邊緣與橡膠層(4)硫化成一體，油膜(7)將支撐板(6)的中心孔完全封閉，使換能器圓環(3)內部形成封閉的油腔，油腔內充滿油液(5);油膜保護蓋(8)的內表面與油膜(7)外表面之間留有間隙；電纜(I)通過法蘭(2)從換能器圓環(3)引出與外部設備連接。
2.如權利要求1所述的大深度收發合置換能器，其特徵在於所述固定形式均是由螺栓固定。
3.如權利要求1或2所述的大深度收發合置換能器，其特徵在於所述油膜(7)採用橡膠材料製成。
4.如權利要求3所述的大深度收發合置換能器，其特徵在於所述油膜(7)的厚度為1-3毫米。
5.如權利要求4所述的大深度收發合置換能器，其特徵在於所述橡膠層(4)的厚度為5-8暈米。
【文檔編號】H04R1/44GK203482380SQ201320529509
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年8月28日 優先權日:2013年8月28日
【發明者】孫淑珍, 劉公俠, 王印 申請人:北京長城電子裝備有限責任公司