[发明专利]一种超低频弯曲圆盘换能器

说明书

本发明公开了一种超低频弯曲圆盘换能器，涉及水声换能器技术领域；包括：压电陶瓷圆片1、第一金属圆盘2a、第二金属圆盘2b、电缆线孔3、导线孔4、卡槽5、柱型凹槽6、螺纹孔7、金属背板8、第三金属圆盘9a与第四金属圆盘9b；第一金属圆盘2a与第二金属圆盘2b圆盘通过卡槽5配合保证同轴度，然后通过粘接形成换能器外壳，压电陶瓷圆片1通过柱型凹槽6实现镶嵌粘接；然后分别焊接导线，穿过导线孔4与电缆连接在一起；压电陶瓷圆片1通过螺纹孔7固定一个电极片，然后焊线连接电缆；电缆通过电缆线孔3引出。本发明通过多个小尺寸压电陶瓷圆片替代大尺寸压电陶瓷圆片克服了传统换能器体积大的缺点。

技术领域

本发明涉及水声换能器技术领域，具体涉及一种超低频弯曲圆盘换能器。

背景技术

声波是人类迄今为止已知的唯一能在海水中远距离传播的能量载体。作为能够发射声波的水声换能器，无论是在民用领域，如海洋地质地貌探测、海底资源开发等，还是在军事领域，如潜艇探测、水声通信等，都具有十分重要的应用价值。

超低频声源是指发射低于100Hz声波的声源，应用于海洋声层析、对潜通讯、反水雷战等领域，代表性的超低频声源有电动势换能器、电磁式换能器、亥姆赫兹换能器等，但是都具有体积大的特点。

弯曲圆盘换能器能够在小尺寸下产生低频声波，具有低频、小尺寸、结构简单等特点，在航空吊放声纳、声纳浮标中得到使用。但是弯曲圆盘换能器的设计是有下限频率的，想要获得更低的谐振频率有两种方法：1、金属圆盘和压电陶瓷作薄，会带来降低工作深度和工作电压的问题；2、金属圆盘和压电陶瓷作大，但是目前压电陶瓷的制作工艺实现不了超低频弯曲圆盘换能器的需求。

综上所述，需要一种超低频弯曲圆盘换能器，以解决传统超低频换能器体积大的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超低频弯曲圆盘换能器，在保持弯曲圆盘能够以小体积实现低频发射的基础上，实现较大功率超低频发射。

一种超低频弯曲圆盘换能器，其特征在于，包括：压电陶瓷圆片1、第一金属圆盘2a、第二金属圆盘2b、电缆线孔3、导线孔4、卡槽5、柱型凹槽6、螺纹孔7、金属背板8、第三金属圆盘9a与第四金属圆盘9b；所述的第一金属圆盘2a与第二金属圆盘2b圆盘截面呈现为U型，外表面进行磨砂处理，通过卡槽5配合保证同轴度，然后通过粘接形成换能器外壳，第一金属圆盘2a与第二金属圆盘2b内外表面都有柱型凹槽6，用于粘接压电陶瓷圆片1，实现镶嵌粘接结构，构成类似于“三叠片”；然后对粘接完成的第一金属圆盘2a与第二金属圆盘2b分别焊接导线，作为正极；导线穿过导线孔4最终与电缆连接在一起；通过螺纹孔7固定一个电极片，焊线作为负极，同样连接电缆；最终电缆通过电缆线孔3引出。

所述换能器外壳也可通过第二金属圆盘2b与金属背板8或第三金属圆盘9a与第四金属圆盘9b或第四金属圆盘9b与金属背板8粘接而形成。

所述金属背板8采用铝合金或钢材质，其一侧边缘位置有卡槽5，与第二金属圆盘2b或第四金属圆盘9b的卡槽相配合，保证同轴度。

所述压电陶瓷圆片1数量不固定，大小不一致；压电陶瓷圆片并联粘接在单个金属圆盘的柱型凹槽中，实现镶嵌粘接结构，粘接时极化方向一致，然后将两个金属圆盘的电连接并联。

本发明的有益效果在于：

本发明克服了传统的超低频换能器如：电动势换能器、电磁式换能器、亥姆赫兹换能器等换能器体积大的缺点，以小尺寸的弯曲圆盘换能器实现较大功率超低频发射。

本发明克服了压电陶瓷制作工艺无法制作大尺寸陶瓷的缺点，以多个小尺寸压电陶瓷圆片替代大尺寸压电陶瓷圆片，实现弯曲圆盘换能器的较大功率超低频发射。

附图说明

图1是本发明换能器结构的示意图；