[发明专利]将有机硅凝胶用作深水换能器及其阵缆压力补偿材料的方法

说明书

本发明公开了一种将有机硅凝胶用作深水换能器及其阵缆压力补偿材料的方法。该方法利用有机硅凝胶的固体特性、憎水性能、自修复性、化学稳定性等特性，将其灌封填充于深水换能器及其阵缆内，真空脱泡，既保障了换能器能经受足够高的静水压，又确保换能器的结构具备良好的透声性能，显著提高深水换能器的使用可靠性和稳定性。设计方法简单易行，工程实现性强，可广泛用于深水换能器及其阵缆的密实灌封。

技术领域

本发明涉及将有机硅凝胶用作深水换能器及其阵缆压力补偿材料的方法，属水声设备设计与制造领域。

背景技术

水声换能器及其阵缆是当前进行水下探测最主要的技术手段，深海水声探测必须依靠能够深水工作的换能器及其阵缆。

适应于深水环境长期工作的换能器，既需保障其能经受足够高的静水压而有效工作，又需使换能器的结构具备良好的透声性能，这就给换能器的耐静水压设计带来难题。深水换能器的耐深水性能不能简单地通过加强换能器结构的机械强度来实现。通常深水换能器的耐静水压设计主要依靠两种方法：1、密闭腔及其腔内充油压力补偿方法；2、聚氨酯或橡胶材料全填充方法。本发明主要针对以上第一种方法的优化。

用密闭腔及其腔内充油压力补偿方法设计深水换能器及换能器阵缆时，换能器的声敏感机构通常被安置在一个密闭腔体内，由于换能器透声的需求，该密闭腔体需要接触水介质的一部分面积被设计成透声窗口，透声窗通常是密封焊接的金属薄膜结构或橡胶密封层，透声窗结构本身的机械强度通常承受不了换能器深水工作时来自换能器透声层外侧的单向静水压力，为了避免薄弱的透声窗部位被深水静水压所损伤，通常在深水换能器的密封腔体内部注满绝缘性能良好的液态油。这样，当换能器在深水使用时，其透窗内外的压力是平衡的，透声膜的结构强度要求也就大大降低了。

密闭腔及其腔内充油压力补偿方法虽然能够在一定程度上解决了换能器在深水环境中的透声和耐压保护问题，但是还存在一些不足，主要是：1、对腔体的密封要求非常高，如果有微小的孔隙，则油将连续不断溢出而水将同步渗入，造成对换能器绝缘性能的致命破坏；2、灌油时抽真空的要求高，由于油是流动的，弥散在油中残存的微小气泡也是游动的，如果灌油时抽真空不彻底，当换能器长期存放后，这些残存的气体将凝聚成气泡，如果活动到换能器的敏感面将会影响换能器的声学性能。

发明内容

本发明的目的，就是针对上述现有技术中存在的问题，提出一种将有机硅凝胶用作深水换能器及其阵缆压力补偿材料的方法。

本发明的技术方案：一种一种将有机硅凝胶用作深水换能器及其阵缆压力补偿材料的方法，如图1所示，该方法包括如下步骤：

a．按照内部压力补偿设计原理，根据深水换能器及其阵缆的具体要求设计加工保护换能器的密闭腔体，在换能器的密闭腔体上设置注胶孔和排气孔;

b.选择在换能器灌注操作温度下，流动性和操作时间均能满足密封腔灌注和排气要求的双组份有机硅凝胶，按比例和型腔填充量称量取用各个组分，将双组份胶按组分比例配调并充分搅拌均匀，制成流动性良好的有机硅凝胶胶液;

c.打开换能器密闭腔的排气孔和注胶孔，从注胶孔注入配调好的有机硅凝胶胶液，灌注胶液时应根据内部结构特征，合理调整换能器的姿态，使胶液能够充满整个换能器内部型腔;

d.根据需要对灌胶后的换能器进行真空脱气处理，将灌注胶液内残存的气体进一步排除干净。

可选的，在所述步骤d将灌注胶液内残存的气体进一步排除干净之后，e采用机械密封或化学密封方法将注胶孔和排气孔密封处理。

可选的，在所述步骤e将注胶孔和排气孔密封处理之后，f根据选用的有机硅凝胶的固化要求，对灌胶后的换能器进行固化处理。

可选的，在所述步骤f对灌胶后的换能器进行固化处理之后，g用汽油对封装后的换能器的表面进行全面清洁处理。