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     

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。     

多维耦合振动复合压电振子的设计

运用表观弹性法,采用二次径向谐振频率计算表观弹模量,设计高度与直径可比拟,谐振频率不满足压电晶片和金属圆片最低径向谐振频率方程的多维耦合振动复合电振子。用本方法设计垂直探鱼仪的换能器和提高优质单胞藻饲料多不饱和脂肪酸含量的超声辐射仪换能器。计算结果表明,理论与值与实验值相符合。这种方法简单,方地压电晶片的径向谐振频率低于换能器揩能器谐振频率的多维耦合振动复合压电振的设计。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

复合式纵振压电换能器辐射面波节线的测量与分析

由压电陶瓷作为驱动元件的复合式纵向振动换能器,具有结构简单,加工容易,机械强度高,效率高等优点,是目前国内外比较广泛使用的一种换能器。