[实用新型]一种高频二维矢量水听器

说明书

本实用新型公开了一种高频二维矢量水听器，属于水声换能器技术领域。该水听器包括声压通道压电陶瓷环、矢量通道压电陶瓷环和金属外壳，三者的轴线重合；声压通道压电陶瓷环和矢量通道压电陶瓷环的内壁和外壁均设有镀银层；声压通道压电陶瓷环的内镀银层作为作为压电陶瓷敏感单元的P+极，外镀银层作为压电陶瓷敏感单元的PGND极；矢量通道压电陶瓷环内壁的镀银层通过与轴线平行的分割线分割为四等份，且四等分的镀银层分别作为压电陶瓷敏感单元的X+极、X‑极、Y+极和Y‑极；金属外壳内设有调理电路。本实用新型实现水下声场声压梯度的感知和拾取；将信号调理电路安装于传感器端，减小了环境对水声信号采集传输的影响。

技术领域

本实用新型涉及到水声换能器技术领域，特别涉及一种高频二维矢量水听器。

背景技术

水下高频声信号主要包括水声通信信号和主动声纳信号等。高频水声接收换能器主要有声压传感器和矢量传感器等形式。声压传感器接收标量声压，通常为全向接收器，不具有空间指向性，为了实现水声目标探测，通常需要由声压传感器组成较大规模的接收阵列。相比声压传感器，矢量传感器的矢量通道具有空间偶极子指向性，通过声压、振速联合处理，单个矢量传感器即可实现水声目标的检测和测向，是未来水声换能器领域的发展趋势之一。

常规的高频矢量水听器按照拾振原理，可分为同振式和压差式两种，同振式矢量水听器体积较大，受限于其拾振原理，可用频带上限不高；压差型矢量水听器体积相对较小，可用频带上限高，通常以分立声压传感器差分结构为主，差分单元的加工工艺直接影响通道指向性和一致性。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种高频二维矢量水听器。该水听器实现水下声场声压梯度的感知和拾取；同时，将信号调理电路安装于传感器端，减小了环境对水声信号采集传输的影响。

为了实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案为：

一种高频二维矢量水听器，包括压电陶瓷敏感单元和调理电路单元；所述压电陶瓷环敏感单元包括声压通道压电陶瓷环和矢量通道压电陶瓷环；所述调理电路单元包括调理电路；

所述声压通道压电陶瓷环和矢量通道压电陶瓷环的内壁和外壁均设有镀银层；所述声压通道压电陶瓷环的内镀银层作为作为压电陶瓷敏感单元的P+极，外镀银层作为压电陶瓷敏感单元的PGND极；所述矢量通道压电陶瓷环内壁的镀银层通过与所述轴线平行的分割线分割为四等份，且四等分的镀银层分别作为压电陶瓷敏感单元的X+极、X-极、Y+极和Y-极，其中，作为X+和X-极的镀银层正对，作为Y+和Y-极的镀银层正对；所述调理电路的输入端分别连接X+极、X-极、Y+极、Y-极、P+极和PGND极。

进一步的，所述压电陶瓷环敏感单元还包括上盖板、下盖板和后盖，所述上盖板和下盖板分别位于声压通道压电陶瓷环的顶部和底部，所述矢量通道压电陶瓷环位于下盖板的底部。

进一步的，所述调理电路单元还包括金属外壳和后盖；所述金属外壳的一端设有开口，所述后盖盖于开口处；金属外壳的另一端设有基座，基座中心处设有刚性支柱；所述矢量通道压电陶瓷环位于基座上，刚性支柱穿过矢量通道压电陶瓷的轴线，并连接在下盖板下表面的凹槽内；所述调理电路位于金属外壳内。

进一步的，所述压电陶瓷敏感单元的外设有聚氨酯外护套。

进一步的，所述后盖为一锥形空腔结构，锥形结构的尖端位置延伸出水密电缆，所述调理电路的输出端通过导线与水密电缆的内端连接。

进一步的，所述后盖旋入金属外壳的部分上设有环形凹槽，且环形凹槽内安装有O型密封圈。

进一步的，所述后盖旋入金属外壳的端部设有至少两个垂直于后盖外壁面的弧形凸起，中间位置设有垂直于后盖外壁面的环形凸起；所述金属外壳的内壁上设有与弧形凸起对应的限位块；后盖安装时，限位块穿过相邻弧形凸起之间的空腔，并抵在环形凸起上，旋转后盖，使限位块位于环形凸起和弧形凸起之间。