[发明专利]一种大尺寸深水换能器基阵设计制造结构及方法

权利要求书

1.一种大尺寸深水换能器基阵设计制造结构，其特征在于：主要包括公共盖板(6)、辐射面硫化橡胶层(7)、外壳(8)、支撑柱(11)、穿线板(12)、注油孔(13)、插塞(14)、固定板(15)、安装法兰(16)、水密接插件(17)、水密电子仓(18)、绝缘油(19)、橡皮压力补偿器(20)、橡胶减震器(21)、后端盖(22)、换能器振子(23)，公共盖板(6)和外壳(8)采用一体化橡胶热硫化密封的硫化工艺，外壳(8)上设计注油孔(13)，公共盖板(6)表面硫化一层辐射面硫化橡胶层(7)作为相控阵的辐射面，公共盖板(6)一侧表面连接若干换能器振子(23)，公共盖板(6)通过支撑柱(11)连接穿线板(12)，穿线板(12)上安装插塞(14)，插塞(14)固定在固定板(15)上，后端盖(22)安装水密电子仓(18)和橡皮压力补偿器(20)，水密电子仓(18)内部设计有水密接插件(17)用于安装驱动换能器工作的电子设备，后端盖(22)通过橡胶减震器(21)连接安装法兰(16)，基阵腔体内充满绝缘油(19)。

2.根据权利要求1所述的一种大尺寸深水换能器基阵设计制造结构，其特征在于：所述公共盖板(6)和外壳(8)的硫化工艺采用大尺寸的橡胶硫化模具和大尺寸的平板硫化机，橡胶硫化模具包括底模(3)、模体(2)、上模(1)组成，底模(3)安装固定在平板硫化机的底板上，上模(1)安装固定在平板硫化机的顶板上，模体(2)固定在上模(1)上，公共盖板(6)和外壳(8)安装固定在底模(3)上，上模(1)和模体(2)通过螺钉(5)连接固定钩(4)。

3.根据权利要求1所述的一种大尺寸深水换能器基阵设计制造结构，其特征在于：所述换能器振子(23)的金属前辐射面分割为两部分结构，一部分与有源元件和后盖板装配在一起成为一个换能器振子(23)，所有换能器振子(23)前盖板另一部分合成为一块公共盖板(6)，公共盖板(6)通过高精度数控设备加工数百个高精度定位结构来安装定位换能器振子(23)。

4.根据权利要求1或3所述的一种大尺寸深水换能器基阵设计制造结构，其特征在于：所述换能器振子(23)前盖板与换能器的负极电路联通，换能器振子(23)的前盖板安装固定在公共盖板(6)上，所有换能器振子(23)的负极与公共盖板(6)是电路联通的。

5.根据权利要求1所述的一种大尺寸深水换能器基阵设计制造结构，其特征在于：所述外壳(8)与后端盖(22)采用机械密封方式进行密封，保证基阵在深水条件下水密性能。

6.根据权利要求1所述的一种大尺寸深水换能器基阵设计制造结构，其特征在于：所述换能器基阵腔体内充满绝缘油(19)实现腔体内外压力平衡。

7.根据权利要求1所述的一种大尺寸深水换能器基阵设计制造结构，其特征在于：所述公共盖板(6)的另一面按照布阵设计要求加工去耦隔离槽，精确定位出每个换能器振子(23)的安装位置。

8.一种大尺寸深水换能器基阵设计制造方法，其特征在于：主要包括以下步骤：

第一：根据换能器基阵的布阵设计要求，进行公共盖板(6)设计加工，公共盖板(6)是一面是平板，另一面通过高精度机床加工切割出的去耦槽，加工换能器振子(23)的安装定位孔，公共盖板(6)与外壳(8)整体一体化硫化，公共盖板(6)平板面硫化透声橡胶，作为相控阵的辐射面，在换能器基阵的外壳(8)上加工标识明显的直角坐标标志线，通过定位结构保证标志线与公共盖板(6)的相控阵的直角坐标重合，将橡胶硫化模具各部分结构安装完成后，公共盖板(6)与外壳(8)直接的结合面填剪裁好的胶料，胶料预先剪裁成圆片，平铺在公共盖板(6)上，上模(1)点动加压、排气数次、合模，硫化完成后，点动升起上模(1)，如有缺陷进行修补，再取出模体(2)，通过专用工装取出底模(3)，橡胶硫化模具在硫化过程需要预先加热，而基阵硫化结构件在室温状态下喷砂涂胶，两者的配合要求必须恰到好处；

第二：换能器振子(23)制作完成后，安装定位公共盖板(6)上，焊接数百个换能器振子(23)的正负极引线，每个换能器振子(23)正极引线焊线完成后，必须及时检查换能器的通断和绝缘电阻；

第三：换能器振子(23)引出线焊接完成后，安装环氧垫板、安装后端盖(22)，在后端盖(22)上安装橡皮压力补偿器(20)和水密连接器(17)，基阵内腔充绝缘油(19)，基阵内腔充绝缘油(19)首先将绝缘油(19)抽真空，灌注在基阵内腔内，将基阵放入真空箱内，再抽真空，确保基阵内部没有空气，再注油再抽真空，反复多次直到基阵内部全部充满油为止，将注油孔(13)用密封塞密封，基阵的后端盖(22)安装水密电子仓(18)、橡胶减震器(21)和安装法兰(16)，通过安装法兰(16)将基阵安装固定在船体上。