专利名称：一种声压水听器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及水声领域中的海洋探测和水声通讯装置，特别是一种声压水听器。
背景技术：
海底资源勘探、海洋生物研究和海洋警备等活动中，声纳处在重要的地位，声纳的 水听器部分是我们研究的关键部分，早期很多声压水听器都存在着灵敏度低的问题，近来 许多文献中对新型声压水听器进行研究，获得的声压水听器又有结构、制造工艺复杂、造价 较高的问题，针对这个现状我们设计了一种新型的声压水听器，该水听器具有结构简单，制 作方便和灵敏度相对较高的优点。
发明内容本实用新型针对上述技术背景中的缺点进行了改进，设计制作出了一种新型声压 水听器。本实用新型的目的是这样实现的一种声压水听器，包括压电元件，振动腔的至少 一个端面上设有至少一压电元件，振动腔两端设有柔性材料密封。振动腔由成“ Π”形的两部分缺口相对组成。压电元件为两个，安装于振动腔较 大的两个相对的端面上。两个压电元件采用并联连接。压电元件由单个或多个压电单元组 成，位于中部的压电单元面积大于位于两侧的压电单元面积。压电元件采用ΡΖΤ-5压电陶瓷材料。振动腔两端使用的柔性材料是采用能够和灌封材料相粘接且杨氏模量比较低的 胶材料，胶材料是硅胶，或者环氧树脂，或者是JA-S浇注型聚氨酯橡胶材料。灌封材料是采用水密且透声的柔性材料，柔性材料是氯丁橡胶材料，或JA-S浇注 型聚氨酯橡胶材料。本实用新型提供的一种声压水听器，有益效果如下压电元件由原有的厚度方向 振动转变成弯曲振动，有效提高灵敏度；本实用新型加工方法比较简单，能够有效的减少加 工过程中高温焊接导致压电元件性能的下降；封闭的振动腔两端的密封胶为柔性材料，能 够将振动腔的谐振频率降低，同时提高了水听器的灵敏度。

图1是本实用新型结构示意图；图2是本实用新型中压电元件在振动腔表面的位 置示意图；图3是本实用新型中振动腔结构示意图；图4是本实用新型中改进振动腔结构 示意图；图5是本实用新型中压电元件的极性分布示意图；图6是本实用新型中压电元件 改进方案的极性分布示意图。
具体实施方式
如图1中，振动腔3的至少一个端面上设有至少一压电元件2，振动腔3两端设有 柔性材料4密封。振动腔3由成“Π，，形的两部分缺口 6相对组成。压电元件2为两个， 安装于振动腔3较大的两个相对的端面上。两个压电元件2采用并联连接。压电元件2由 单个或多个压电单元2组成，位于中部的压电单元面积大于位于两侧的压电单元面积。如图2所示的是本实用新型使用的压电元件2采用PZT-5压电陶瓷材料制成厚度 方向极化的薄片结构，其尺寸决定了最终水听器的性能。振动腔3起到了支撑压电元件2 作用，并且柔性材料4将振动腔3的内部形成了空气腔。灌封层采用JA-S浇注型聚氨酯橡胶材料及相关工艺、通过硫化后形成，既要求水 密又要求能够透过声。如图4所示的是本实用新型对原有振动腔3改进获得的振动腔，灵敏度更高，谐振 频率更低。如图5所示的是压电元件2的极性分布示意图，并展示了在水听器工作时的状态， Vo是在声压P作用在水听器上的输出电压。如图5所示的是压电元件2改进方案的极性分布示意图，通过两端添加的压电单 元，并联连接，增大了压电元件两极电荷量，提高了灵敏度。2.本实用新型声压水听器具体实施1 :(1).取适两端带开口的振动腔3，振动腔采 用如图图3方形管腔，表面处理好后用柔性材料4将两端的开口封闭，保留适当的空气腔； (2).将压电元件2表面处理后粘到振动腔3表面的适当位置，凝固后引出导线；(3).放入 灌封模具后灌封。3.本实用新型声压水听器具体实施2 :(1).取适两端带开口的振动腔3，振动腔3 采用如图4 “Γ ，，形的两部分缺口 6，表面处理好后用柔性材料4将两端的开口封闭，保留 适当的空气腔；(2).将压电元件2表面处理后粘到振动腔3表面的适当位置，凝固后引出 导线；(3).放入灌封模具后灌封。与现有的声压水听器相比，本实用新型制造工艺简单、造价低。
权利要求一种声压水听器,包括压电元件(2)，其特征是振动腔(3)的至少一个端面上设有至少一压电元件(2)，振动腔(3)两端设有柔性材料(4)密封。
2.根据权利要求1所述的一种声压水听器，其特征是所述的压电元件(2)为两个，安 装于振动腔(3)较大的两个相对的端面上。
3.根据权利要求2所述的一种声压水听器，其特征是所述的两个压电元件(2)采用并 联连接。
4.根据权利要求3所述的一种声压水听器，其特征是所述的压电元件(2)由单个或多 个压电单元组成，位于中部的压电单元面积大于位于两侧的压电单元面积。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的一种声压水听器，其特征是所述的压电元件(2)采 用PZT-5压电陶瓷材料。
6.根据权利要求1所述的一种声压水听器，其特征是所述的柔性材料(4)为氯丁橡胶 材料、聚氨酯橡胶材料、硅胶或环氧树脂。
专利摘要一种声压水听器，包括压电元件，振动腔的至少一个端面上设有至少一压电元件，振动腔两端设有柔性材料密封，振动腔由成形的两部分缺口相对组成，压电元件为两个，安装于振动腔较大的两个相对的端面上，两个压电元件采用并联连接。压电元件由单个或多个压电单元组成，位于中部的压电单元面积大于位于两侧的压电单元面积。本实用新型加工方法比较简单，能够有效的减少加工过程中高温焊接导致压电元件性能的下降；封闭的振动腔两端的密封胶为柔性材料，能够将振动腔的谐振频率降低，同时提高了水听器的灵敏度。
文档编号G01S7/521GK201697713SQ20102019478
公开日2011年1月5日 申请日期2010年5月19日 优先权日2010年5月19日
发明者张椿, 杨松涛 申请人:杨松涛