[发明专利]用于改进的声传输效率的挡板结构体

权利要求书

1.一种用于换能器的声匹配结构体，所述结构体包括：

在使用中包含流体的腔体，所述腔体具有基本平面的形状；

界定所述腔体的所述基本平面的形状的两个端壁；

界定所述腔体并基本垂直于所述端壁的侧壁；

所述结构体限定由所述端壁之间的所述腔体的平面尺寸中的平均截面面积给出的面积A_cavity，

其中所述腔体具有定义如下的有效侧壁半径r_cavity：

r_cavity＝(A_cavity/π)^1/2；以及

放置在所述端壁和所述侧壁中的至少一个中的至少一个孔径；

其中所述腔体高度h_cavity被定义为所述端壁的平均间隔；

其中r_cavity和h_cavity满足如下不等式：

r_cavity大于h_cavity；

其中在操作中，对所述腔体端壁之一起作用的换能元件在所述腔体内的所述流体中产生声振荡；

因此，在使用中，所述腔体内的所述流体中的所述声振荡会导致压力波传播到周围声介质中。

2.根据权利要求1所述的声匹配结构体，

其中在操作中，所述腔体支持所述流体中的声振荡的共振频率，其中：所述共振频率确定由定义的波长，其中c是所述流体中的声速；其中h_cavity基本上小于所述波长的一半，并且

其中r_cavity基本上等于或大于所述波长的一半；

至少一个孔径被放置在所述端壁和所述侧壁中的至少一个中；以及

至少一个声换能元件位于所述端壁和所述侧壁中的至少一个上；

使得所得到的声腔将所述声介质限制在所述腔体内，以引发共振模式，从而大大改善了声能从所述换能元件到所述孔径外部的所述介质的传输。

3.根据权利要求1所述的声匹配结构体，其中所述换能器包括致动器，所述致动器引起所述端壁中的至少一个沿着基本垂直于所述端壁的所述平面的方向的振荡运动。

4.根据权利要求1所述的声匹配结构体，其中至少一个孔径位于所述端壁中在距所述侧壁小于r_cavity/2的距离内。

5.根据权利要求1所述的声匹配结构体，其中所述形状为长宽比小于2的圆形、椭圆形、正方形、多边形中的一种。

6.根据权利要求1所述的声匹配结构体，其中所述孔径的面积A_aperture和A_cavity之和满足如下不等式：

A_cavity/A_aperture大于2。

7.根据权利要求1所述的声匹配结构体，其中r_cavity/h_cavity大于5。

8.根据权利要求1所述的声匹配结构体，其中所述腔体中包含的所述流体是空气，并且所述声速在300m/s至400m/s之间。

9.根据权利要求1所述的声匹配结构体，其中h_cavity²/r_cavity大于10^-8米。

10.根据权利要求1所述的声匹配结构体，其中在使用中，所述腔体内的径向压力振荡的最低共振频率在200Hz至2MHz的范围内。