[发明专利]一种用于平面薄壁结构的膜状换能器、装置和系统

说明书

本发明公开了一种用于平面薄壁结构的膜状换能器，其包括磁致伸缩合金片薄膜，其可粘贴覆盖于平面薄壁结构材料的一个平面上；激励线圈，其贴附于磁致伸缩合金片薄膜的外表面上，缠绕方式被构造为使得激励线圈所产生的磁场的方向与平面薄壁结构的平面垂直；若干偏置磁场合金条，其在激励线圈的上方均布地设置，各偏置磁场合金条均贴附于激励线圈的外表面上。此外，还公开了一种抑制船体外壁海生物附着孳生的装置和系统，该膜状换能器以粘结覆盖的方式设于船体内壁，能够以低成本且易于安装的方式大范围覆盖于平面薄壁结构的船体内壁，通过膜状换能器产生的电磁超声场抑制海生物生长，从而能够有效解决船体外壁海生物附着孳生的问题。

技术领域

本发明涉及换能器技术领域，尤其是涉及一种适用于船体外壁等平面薄壁结构材料上抑制海生物附着孳生的膜状换能器、装置和系统。

背景技术

海洋中大量海生物的卵和幼虫，能在处于海洋环境中的平面薄壁结构表面上附着孳生。如在船体外壁，形成船舶外壁污损，增加航行阻力；或进入船体内部，附着孳生于冷却器等设备的内壁，因此对船舶和海洋工程造成了极大的困扰。

已有的试验证明，超声波声场能够有效的抑制海生物的孳生。但传统既有的超声波换能器均为柱状结构，对于已有的平面薄壁结构设备存在安装困难且换能器作用范围受限的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的其中目的是提供一种用于平面薄壁结构的膜状换能器、装置和系统，其可以有效利用电磁超声场抑制海生物生长，解决处于海洋环境中的平面薄壁结构表面海生物附着孳生的问题。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种用于平面薄壁结构的膜状换能器，包括磁致伸缩合金片薄膜、激励线圈以及若干偏置磁场合金条；

所述磁致伸缩合金片薄膜，其粘贴覆盖于平面薄壁结构的一个平面上；

所述激励线圈，其贴附于所述磁致伸缩合金片薄膜的表面上，所述激励线圈的缠绕方式被构造为使得激励线圈所产生的磁场的方向与所述平面薄壁结构的平面垂直方向一致；

若干所述偏置磁场合金条，其沿磁致伸缩合金片薄膜均布地设置，各所述偏置磁场合金条均贴附于所述激励线圈的外表面上。

通过上述技术方案，构成膜状换能器主要部分的磁致伸缩合金片薄膜和单层激励线圈通过粘结覆盖的方式安装于平面薄壁结构材料的一个表面(如船体钢板内壁)，激励线圈产生的交变磁场方向与安装平面(如船体内壁平面)垂直，此交变磁场与偏置磁场合金条的偏置磁场共同作用于磁致伸缩合金片薄膜，所产生的电磁超声场能量通过平面薄壁结构一个表面(内壁)传导到另一个接触海水的表面(外壁)，由此抑制海生物在外壁上的附着孳生。

该换能器具有可逆特性，在平面薄壁结构表面上粘贴的磁致伸缩合金薄膜的振动，能够使处于偏置磁场中的激励线圈切割磁力线产生微弱的电信号，从而使该膜状换能器可以复用成为接收超声信号的传感器。

本发明所述的膜状换能器可以以低成本且易于安装的方式大范围覆盖于平面薄壁结构的一个表面(如船体内壁)上，从而达到抑制平面薄壁结构的另一个接触到海水的表面(如船体外壁)海生物附着孳生的问题。

需要说明的是，在本发明所述的技术方案中，可以根据所安装平面的具体尺寸对磁致伸缩合金片薄膜进行裁剪。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述磁致伸缩合金片薄膜包括铁钴镍合金片薄膜。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述偏置磁场合金条包括永磁合金条。