[发明专利]一种耐70MPa标准水听器及制作方法

说明书

本发明公开了一种耐70MPa标准水听器及制作方法，涉及水声测量领域，主要包括压电陶瓷球壳、高强度复合泡沫、橡胶去耦件、支撑结构、防水透声层、前置放大器、耐高压连接器和耐高压水密电缆，压电陶瓷球壳选用厚壁空心压电陶瓷球壳，厚度不小于直径十分之一，由两个半球粘接而成；高强度复合泡沫位于压电陶瓷球壳内部，通过粘接剂与压电陶瓷球壳内壁紧密连接，水听器内置抗冲击放置前置放大器，提高了水听器压力稳定性。该结构形式及制作工艺保证水听器最大工作深度7000米，并具有良好压力稳定性，适合作为超高静水压条件下水声声压校准、水声测量用标准水听器。

技术领域

本发明涉及水声测量领域的领域，具体涉及一种耐70MPa标准水听器及制作方法。

背景技术

21世纪海洋产业的开发是国民经济的重要组成部分。我国领海广阔，海洋中蕴藏着丰富的财富。如在我国广袤的南海海域蕴藏着丰富的油气资源，整个南海盆地群石油、天然气总地质资源量占我国油气总资源量的三分之一，其中70％位于深海区域。因此，随着海洋开发的不断发展，深水资源的开发利用已提上议事日程。2012年6月27号，由我国自行设计、自主集成的载人潜水器“蛟龙号”下潜成功突破7000米大关，到达7062.68米。2016年6月22日至8月12日，我国自主研制的“海斗”号无人潜水器下潜10767米。这次“海斗”号不仅创造了我国水下机器人的最大下潜纪录，并为我国首次获取了万米以下深渊及全海深剖面的温盐深数据，标志着我国深潜科考开始进入万米时代。声学探测是深海探测的重要手段，需要对安装在上面的水声设备以及换能器、声学材料等开展声学性能测试和评价工作，如果缺乏在高静水压下性能稳定的标准水听器，那么，检测深水换能器的电声参数就难以得到准确、可靠的保证，甚至还会造成严重差错。因此，研制耐70MPa(最大工作深度7000米，可探索占世界海洋面积99.8％的海域)标准水听器就显得十分紧迫和必要。

标准水听器在水声计量工作中是水声量值传递的关键器具，在水声科研、生产和试验中也是不可缺少的声压量值传递器具，使用十分广泛。常用的标准水听器主要在浅水水域工作，最大工作深度为1000米左右，压力继续增加会造成水听器结构破坏。何涛等人利用承压层设计了一种球形高静压标准水听器，最大工作深度为5000米(ZL201420802374.0)。美国 High-tech公司研制的多型高静水压水听器，最大工作深度6000米。利用PZT压电材料来设计耐70MPa标准水听器还未见报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种耐70MPa标准水听器及制作方法，解决了在最高70MPa静水压条件下，水听器声压灵敏度的校准、发射换能器性能测量的难题。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的：一方面本发明提供了一种耐70MPa标准水听器，主要包括压电陶瓷球壳、高强度复合泡沫、支撑结构、耐高压连接器和耐高压水密电缆，所述的压电陶瓷球壳由两个空心半球粘接而成，在其内部置入高强度复合泡沫，所述的高强度复合泡沫由两个空心半球形结构组成，通过粘接剂与压电陶瓷球壳的内壁紧密连接；压电陶瓷球壳的下半部向下延伸开设小孔供导线接出，并通过橡胶去耦件与支撑结构连接，在压电陶瓷球壳外周包覆有防水透声层；所述的支撑结构内部开设通孔可供导线通过，支撑结构尾部固定在前放盒上，设置在前放盒内的前置放大器输入端通过导线与压电陶瓷球壳连接，用于接收压电陶瓷球壳的输出信号；所述的耐高压连接器由可在水下插拔的插座和插头两部分组成，插座固装在前放盒末端并与前置放大器的输出端插针连接，插头与耐高压水密电缆直接连接，利用锁紧套锁紧，所述的耐高压水密电缆用于信号传输并为前置放大器供电。

作为优选的技术方案，所述的压电陶瓷球壳为厚壁球壳，其厚度不小于直径的1/10，该压电陶瓷球壳为球对称结构。

作为优选的技术方案，所述的高强度复合泡沫密度为0.7±0.05g/cm3，压缩强度大于 90MPa，具有良好的耐压性能及高静压去耦性能。

作为优选的技术方案，所述的防水透声层由氯丁橡胶硫化而成。