[发明专利]一种新型复合换能器

说明书

本发明公开了一种新型复合换能器，主要包括驱动振子、金属连接块A、金属连接块B和镶拼陶瓷圆弧，驱动振子的两端分别连接金属连接块A和金属连接块B的端面，金属连接块A和金属连接块B的侧面通过镶拼陶瓷圆弧相连接，驱动振子和镶拼陶瓷圆弧之间形成空腔。本发明的有益效果为：新型复合换能器将镶拼圆环换能器与IV型弯张换能器相结合，用镶拼的压电陶瓷圆弧代替IV型弯张换能器的金属振动壳体，在维持原有IV型弯张换能器基本尺寸不变的下情况，这种改变可以增加功率元件的体积，增大了换能器的功率密度，可以显著提升换能器声源级。需保护的是外部陶瓷与内部陶瓷相结合的结构形式。

技术领域

本发明涉及水声换能器，主要是一种新型复合换能器。

背景技术

IV型弯张换能器和镶拼圆环换能器是常用的两种换能器。

如图1所示，IV型弯张换能器由振动壳体6和柱形的驱动振子3组成。工作时驱动振子作长轴伸张、收缩运动，并激励壳体的弯曲振动进行声辐射。IV型弯张换能器具有低频、小尺寸的优点，在300Hz至3000Hz频率范围内获得广泛的应用。IV型弯张换能器壳体尺寸远小于工作时水中波长(最大尺寸约为水中波长1/4)，在频率较高的情况下(2kHz以上)，换能器尺寸较小，内部空间受限，功率原件尺寸难以做大，换能器功率密度较低，声源级难以提升。

如图2所示，镶拼圆环换能器7是采用矩形陶瓷条配合楔形金属条或梯形陶瓷条拼接而成。工作时，镶拼圆环换能器在径向方向做伸张收缩运动。镶拼圆环换能器具有圆周方向无指向性、高效、宽带等优点。然而相比于同频率的IV型弯张换能器，镶拼圆环换能器尺寸、重量较大(1.5kHz的IV型弯张换能器尺寸约为300mm*220mm*180mm，重量约为25kg，1.5kHz的镶拼圆环换能器尺寸约为Φ650mm*200mm，重量约为100kg)。

这两种换能器的性能主要取决于材料、设计、工艺三大方面。目前换能器材料方面难以短时间内实现较大突破，换能器设计也随着相关设计方法、设计软件的应用而逐渐成熟，换能器工艺也随多年工程实践而逐渐固化，所以常规方法难以大幅度提升换能器性能(主要是声源级、带宽等)。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种能够提升换能器功率密度和发送电压响应的新型复合换能器。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的。一种新型复合换能器，主要包括驱动振子、金属连接块A、金属连接块B和镶拼陶瓷圆弧，驱动振子的两端分别连接金属连接块A和金属连接块B的端面，金属连接块A和金属连接块B的侧面通过镶拼陶瓷圆弧相连接，驱动振子和镶拼陶瓷圆弧之间形成空腔。

作为优选，所述的镶拼陶瓷圆弧包括镶拼陶瓷圆弧A和镶拼陶瓷圆弧B，镶拼陶瓷圆弧A和镶拼陶瓷圆弧B的两端分别与金属连接块A和金属连接块B的两个侧面相连接，镶拼陶瓷圆弧A和驱动振子之间及镶拼陶瓷圆弧B和驱动振子之间形成空腔。

更进一步的，所述的镶拼陶瓷圆弧A和镶拼陶瓷圆弧B对称设置。

更进一步的，所述的驱动振子和镶拼陶瓷圆弧设置有预应力。

作为优选，所述的驱动振子采用的是压电陶瓷、稀土、铁镓或铽镝铁功率元件。

作为优选，所述的镶拼陶瓷圆弧A和镶拼陶瓷圆弧B采用矩形陶瓷条配合楔形金属条或梯形陶瓷条拼接而成。

作为优选，所述的驱动振子呈柱形设置。

本发明的有益效果为：新型复合换能器将镶拼圆环换能器与IV型弯张换能器相结合，用镶拼的压电陶瓷圆弧代替IV型弯张换能器的金属振动壳体，在维持原有IV型弯张换能器基本尺寸不变的下情况，这种改变可以增加功率元件的体积，增大了换能器的功率密度，可以显著提升换能器声源级。需保护的是外部陶瓷与内部陶瓷相结合的结构形式。

附图说明