[实用新型]一种小尺寸动圈式超低频水声换能器

说明书

本实用新型提供一种小尺寸动圈式超低频水声换能器，它包括在水密壳体内安装径向布置的磁路系统结构和与之相对应的辐射系统结构，线圈有电流流过时，在磁路气隙中，受磁场作用产生驱动力，驱动辐射系统按照一定规律振动，由辐射板向外辐射声波。本实用新型具备体积小、质量轻、使用方便的优点，具有良好的适装性，能够实现40Hz～1kHz的超低频宽带声发射。可作为声学载荷，装备于声呐设备、声学对抗装置，尤其是对于小口径航行体，具有良好的适装性；亦可作为通用超低频声源，用于实验室以及湖、海试验。

技术领域

本实用新型属于水声换能器技术领域，特别涉及一种小尺寸动圈式超低频水声换能器。

背景技术

迄今为止，声波被认为是唯一能在海洋中远距离传播的信息载体。利用水声换能器可以实现声波信息的发射或接收，声波的频率越低，在水中的传播损失越小，越适合远距离传播。随着声隐身技术的发展，潜艇等水下航行体辐射噪声的中高频部分已被抑制到海洋背景噪声以下水平，辐射噪声中低频及超低频部分成为探测水下航行体的关键因素。超低频水声换能器作为水声技术的关键部件之一，可用在探潜和反潜、噪声模拟、水声诱骗干扰等军事技术领域，具有重要的研究价值和军事意义。

通常，工作频率越低的换能器其体积越大，质量越重。采用压电陶瓷元件设计的工作频率低于100Hz的超低频发射换能器，其重量通常达数百公斤以上。利用弯曲振动设计的谐振频率为75Hz的超低频发射换能器HX-554直径达0.94m，总长度达2.05m，空气中重量更是高达2300kg。利用亥姆霍兹谐振器结构设计的谐振频率为65Hz的超低频发射换能器空气中重量也高达1900kg。英国G.W公司生产的UW350换能器，工作频带为20Hz-20kHz，平均声源级为165dB，长达935mm，重达100kg；UW600型动圈式超低频发射换能器的重量同样高达1070kg，换能器直径达到880mm，该换能器的工作频带为4Hz～1kHz。

上述水声换能器均能实现超低频声发射，而显然，以上换能器都存在体积大，质量重，使用不便等不足。特别地，受限于水声对抗装备平台，作为声学载荷的超低频水声换能器，其体积和重量均不宜过大，上述换能器明显无法直接应用于常规水声对抗平台，采用传统的压电式换能器要达到100Hz以下的超低频声发射，技术实现难度较大。

因此，如何设计一种具备体积小、质量轻、结构简单、电声转换效率高以及使用方便等优点的超低频水声换能器，现已成为本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的上述不足，现提供了一种小尺寸动圈式超低频水声换能器，具备体积小、质量轻、使用方便的优点，具有良好的适装性，能够实现40Hz～1kHz的超低频宽带声发射。可作为声学载荷，装备于声呐设备、声学对抗装置，尤其是对于小口径航行体，具有良好的适装性；亦可作为通用超低频声源，用于实验室以及湖、海试验。

具体的，本实用新型是这样实现的：

一种小尺寸动圈式超低频水声换能器，在水密壳体内安装径向布置的磁路系统结构和与之相对应的辐射系统结构，所述磁路系统结构包括：置于水密壳体内部的外软铁，置于外软铁内的径向永磁体，置于径向永磁体内的内软铁；所述辐射系统结构包括：外露并安装在水密壳体顶部的定心簧片；安装在定心簧片下方与其刚性连接的辐射板；辐射板下方安装有置入在内软铁与径向永磁体之间的磁路气隙中的线圈；辐射板的外缘通过橡胶折环安装在水密壳体上，实现往复运动；辐射板下方的区域构成水密区域，线圈的线圈出线头从内软铁中部的通道连接至水密壳体底部外侧的接插件。

进一步的，所述橡胶折环的至少一侧加工为中部向上有半圆形凸起结构，并具有足够的顺性和一定的阻尼，能改善超低频水声换能器的频响特性，便于进行阻抗匹配和响应均衡。

进一步的，还包括环状的锥形支撑板，锥形支撑板安装在水密壳体上，锥形支撑板的外壁上周向开有O形圈密封槽并通过第一O形密封圈与水密壳体紧触实现径向密封。