20~40kHz压电圆管换能器设计及测试

提出了一种水声测量领域常用的压电圆管换能器的设计,并应用有限元方法对压电圆管换能器进行研究。利用有限元分析软件ANSYS建立了圆管换能器的有限元模型,旨在优化换能器结构,分析换能器振动特性、电导特性和辐射特性。在此基础上,设计和制作了一个宽带无指向性圆管换能器.结果表明:换能器工作带宽为20~40 kHz,发射电压响应最大值为142 dB,发送电压响应起伏不超过±5 dB,具有良好的水平无指向性的发射性能。     

水声信道高速率数据传输的换能器研制

在复杂的水声信道中 ,实现高速率的数据传输 ,水声换能器的带宽是一个重要的技术问题。实验中 ,为了拓宽换能器的带宽 ,我们利用圆柱形压电换能器的径向振动与液腔振动相耦合原理研制自由溢流式换能器和利用纵向振动与前盖板弯曲振动相耦合原理研制纵向振动复合棒换能器。本文介绍适应于复杂的水声信道中 ,进行高速率数据传输的两种宽频带换能器的研制     

多孔结构换能器等效质量的计算方法

利用多孔结构增加换能器频带宽度,是换能器设计方面的一个新的理论问题。本文指出,换能器辐射块钻孔引起等效质量的减少,是导致频带变宽的主要原因。 对园台形辐射块钻孔的换能器,用一般解析法求其振速分布是困难的。本文采用有限元方法求其振速的数值解,并算出了换能器的等效质量及带宽变化。该计算方法同样适用于辐射块前端或中间沿轴向钻孔的复合式和夹心式压电换能器等效质量的计算。     

数字式水声语音通信发射器系统的研制

利用纵振换能器的纵向振动与换能器前盖板的弯曲振动相耦合原理，采用纵振换能器与声反射器配合，研制出一种适应在复杂海洋声信道进行高速率传输，具有低频，宽带，大功率等优点的水声换能器。     

水声通讯仪换能器系统的研制

利用溢流式换能器的液腔振动和径向振动耦合原理获得较宽的频率响应;采用声反射系统使换能器在垂直方向形成高指向性,换能器的方向性能指数增加２２ｄＢ。     

PVDF换能器技术在多波束测深仪中的应用

美国ODOM公司是国际上著名的测深仪生产厂家。1993年,该公司开发了多波束测深仪,并把PVDF换能器技术成功地应用于换能器设计。本文简要介绍了海洋地貌测量技术的发展,并以其多波束测深仪所采用的PVDF条带换能器技术为例,从理论及实验两方面,阐述了PVDF换能器技术的先进性。     

高频宽带发射换能器的研制

在水声领域中 ,宽频带换能器是一个极其重要的研究方向。许多学者利用压电陶瓷圆柱各种振动模式的耦合 ,研究设计出各种类型的宽带换能器。Ｍｃｍａｈｏｎ１９６４年采用开口式压电陶瓷圆管 ,利用液柱共振频率与圆管径向共振频率相耦合设计宽带自由溢流式换能器。袁易全１９８３年 ,利用有限长压电薄圆管的径、长耦合设计宽频带发射换能器。上述学者均是对低频宽带换能器进行研究。在作者承担的利用超声波辐射提高海水鱼类精子受精能力的研究课题中 ,需要应用水平方向性均匀、高频宽频带发射器。为此 ,通过合理地设计换能器的结构尺寸 ,采用…     

纵向压电换能器预应力的研究

本文介绍根据压电效应原理，对纵向压电换能器进行预应力控制。在纵向压电换能器的制作中，通过调整预应力的大小以保证换能器性能的一致性。     

多孔结构换能器等效质量的计算方法

利用多孔结构增加换能器频带宽度，是换能器设计方面的一个新的理论问题。本文指出，换能器辐射块钻孔引起等效质量的减少，是导致频带变宽的主要原因．对园台形辐射块钻孔的换能器，用一般解析法求其振速分布是困难的。本文采用有限元方法求其振速的数值解，并算出了换能器的等效质量及带宽变化。该计算方法同样适用于辐射块前端或中间沿轴向钻孔的复合式和夹心式压电换能器等效质量的计算。     

多孔结构换能器等效质量的计算方法

利用多孔结构增加换能器频带宽度，是换能器设计方面的一个新的理论问题。本文指出，换能器辐射盖板钻孔引起等效质量的减小，是导致频带变宽的主要原因。     

声波对海洋生物影响实验中换能器的研制

本文介绍利用圆柱形换能器水平无方向性和换能器的近场波束特性，采用压电陶瓷圆柱的径向振动和壁厚振动不同振动模式，设计适宜于声波对海洋生物影响实验使用的换能器。     

一种多波束换能器水平旋转控制系统的设计

在多波束换能器一系列指标检测中,需要控制多波束换能器在不同方向进行声波的发射与接收。介绍了一种以单片机为控制核心、以伺服电机为执行机构的多波束换能器水平旋转控制系统。经过实际运行,该系统实现了对多波束换能器在水平面内旋转角度、速度的良好控制和显示,并利用该系统对多波束测深仪进行了声学指标检测。     

垂直探鱼仪换能器的稳定性

本文针对“东方红3型”垂直探鱼仪换能器的性能稳定性问题,从理论上分析了影响换能器性能稳定性的主要因素,并提出了改进的方案。采取对压电陶瓷进行温度加速老化,降低粘合剂的固化温度,加预应力螺杆提高压电陶瓷的抗张强度等措施。经过大量实验证明这对提高垂直探鱼仪换能器的性能稳定性是行之有效的,从而大大地提高了垂直探鱼仪换能器的成品率。     

夹心型水声换能器的温度稳定性

本文从理论上分析了影响夹心型水声换能器温度稳定性的主要原因。提出了采用温度稳定性较好,谐振频率及温度系数较小的压电陶瓷,并在压电陶瓷圆片和钢片之间设置缓冲层,进一步改变换能器的结构,从而提高了夹心型水声换能器的温度稳定性。     

匹配层高频宽带水声换能器研究

为了获取更多的水下信息,提高声呐的探测和识别能力,设计高频宽带换能器是极为重要的。 匹配层技术是拓宽换能器带宽的有效方式。从理论上对匹配层拓宽换能器带宽的机理进行了分析,并利用数值计算和有限元仿真分析了匹配层对换能器性能的影响。结果表明：随着匹配层层数增加,换能器的谐振峰数目增加,峰与峰之间通过耦合能够实现拓宽带宽的效果。通过有限元仿真指导制成中心频率为 187.5 kHz 的双匹配层宽带换能器,其最大发送电压响应为 150.3 dB,–3 dB 带宽为 145 kHz。     

水声换能器动态吃水与传感器技术探讨

分析了水声换能器静态吃水和动态吃水的差异,以及由这种差异带来的测量精度误差。对压力式验潮仪测量潮汐变化的基本原理和工作模式进行了剖析,探讨了采用压力传感器进行测量水声换能器动态吃水的可能性,并提出了测量水声换能器动态吃水的新概念、新方法。     

一种水声换能器基阵仿真研究

文中以RDI公司生产的声相关海流剖面仪换能器基阵为例,推导了发射换能器基阵的简洁的表达式,方向图仿真结果与理论分析相一致。     

深水压电换能器电声性能的研究

本文通过电换能器的等效机电图,根据压电陶瓷材料的有关参数随压力的变化关系,研究了深水压电换能器在深水高静压力下的电声性能。     

夹心型换能器纵振动的工程计算

本文介绍在设计夹心换能器纵振动的谐振频率计算中，由振子的厚度等效于基波的半波长出发，导出纵向振动换能器的频率方程。使谐振频率计算更加简便。实验表明，该方法计算方便，精确，适用于设计夹心换能器纵向振动的谐振频率计算。     

RTK GPS在超短基线声学定位系统安装校准中的应用

超短基线（uhra short base line,USBL）声学定位系统的换能器安装是具有一定方向性的,但是,在安装过程中,不能保证换能器方向与船艏方向严格一致,必然存在不可忽视的系统误差,影响了测量精度;因此,必须通过校准消除系统误差。本文应用高精度RTKGPS实现了换能器安装方向的校准,取得了满意的结果。