[实用新型]一种声学聚焦换能装置

说明书

技术领域

本实用新型属于电信号转换为声信号，以及声信号聚焦的技术领域，具体来说，涉及一种声学聚焦换能装置。 

背景技术

声学聚焦换能器被广泛用于材料分析、声学显微成像、遥测遥控等领域。大多声学聚焦换能器利用输入的电信号产生的不同形式驱动力，带动振膜振动，实现电信号转换为声信号，再通过声学透镜等手段将声信号聚焦。在申请号为200420003466.9的中国专利申请文件中，公开了一种减小主瓣宽度并延长景深的声学聚焦换能器，该换能器由引线、声学透镜和压电薄膜组成，其压电薄膜的两面分别镀有圆形电极和环形电极，其圆形电极同声学透镜的平面端连接，脉冲调制的微波信号通过引线分别施加压电薄膜的两个电极上，在压电薄膜中激发出机械振动，该振动通过声学透镜被汇聚到焦点区域内。该专利申请文件中，采用的就是传统声学聚焦换能器，即具有振动部件(压电薄膜)的声学聚焦换能器。传统声学聚焦换能器制作工艺复杂、并且长期使用过程中振膜易受潮、压电陶瓷部件会出现疲劳以致破裂。传统声学聚焦换能器中诸如压电薄膜等振动部件的工作性能不稳定、使用过程中易损坏，从而限制了传统声学聚焦换能器的发展。 

发明内容

技术问题：本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种声学聚焦换能装置，利用电热材料焦耳效应、气体的热胀冷缩原理和凹面聚焦特性，将输入电信号转换为声信号，并实现对声信号进行聚焦的装置，在该装置中省略了传统声学聚焦换能装置中的振动部件，从而提高了声学聚焦换能装置的工作稳定性，延长整个装置的使用寿命。 

技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是声学聚焦换能装置，包括信号源、导线和热致声辐射源，其中，所述的热致声辐射源包括加热层、电绝缘层和支撑块，支撑块的一面设置为曲面，电绝缘层覆盖在支撑块的曲面的表面，加热层覆盖在电绝缘层的表面，并且加热层是具有焦点的曲面；所述的导线分别连接信号源和热致声辐射源的加热层，使导线、信号源和加热层构成一闭合电路。 

有益效果：与现有技术相比，采用本实用新型的技术方案的有益效果是：提高了声学聚 焦换能装置的工作稳定性，延长整个装置的使用寿命。传统的声学聚焦换能装置包括了振动部件，通过振动部件来实现电信号向声信号的转换，以及声信号的聚焦。而本技术方案从另一种角度出发，利用电热材料焦耳效应、气体的热胀冷缩原理和凹面聚焦特性，将输入电信号转换为声信号，并实现对声信号进行聚焦。本技术方案中仅设置了信号源、导线和热致声辐射源，整个装置结构简单。同时，本技术方案的声学聚焦换能装置不包含任何振动部件，从而减少了电信号转换为声信号的中间处理环节，提高了整个装置的工作稳定性，延长了整个装置的使用寿命。另外，本技术方案中的信号源是具有调节输出功率功能的函数信号发生器，所以声学聚焦换能装置的工作频率和工作功率可选择。根据实验要求，声学聚焦换能装置的大小也可以根据需要做任意的改变，容易满足实验要求。本技术方案的声学聚焦换能装置在材料分析、声学显微成像、航空航天，军事等领域有着广泛的应用前景。 

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。 

图2是本实用新型中的热致声辐射源的俯视图。 

图3是图2中的A-A剖视图。 

图中有：信号源1、加热层2、电绝缘层3、支撑块4、导线5、热致声辐射源6。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步的说明。 

如图1、图2和图3所示，本实用新型的一种声学聚焦换能装置，包括信号源1、导线5和热致声辐射源6。热致声辐射源6是将加热层2产生的热能转换为声能，并将声波辐射出去的一种声源装置。热致声辐射源6包括加热层2、电绝缘层3和支撑块4。支撑块4的一面为曲面。该曲面可以设置在支撑块4的侧面。优选在支撑块4的顶面设置曲面，这样便于声学聚焦换能装置进行电信号转换为声信号，以及声信号聚焦的操作。电绝缘层3覆盖在支撑块4的曲面的表面，加热层2覆盖在电绝缘层3的表面。这样，电绝缘层3嵌至在支撑块4和加热层2之间。加热层2为具有焦点的曲面，例如可以是抛物面或者凹球面。由于加热层2覆盖在电绝缘层3上，电绝缘层3覆盖在支撑块4中的曲面上，所以，当支撑块4的一侧为抛物面或凹球面时，电绝缘层3和加热层2也相应地为抛物面或凹球面。导线5分别连接信号源1和热致声辐射源6的加热层2，使导线5、信号源1和加热层2构成一闭合电路。