聚氨酯密封对高频换能器声性能影响的实验研究

水声换能器，小型水声换能器基阵的水密工艺有注油压力平衡密封、透声橡胶硫化密封以及真空结构密封等。近年发展使用的聚氨酯浇注密封，具有工艺简单，耐水压性能高等优点，而广受欢迎。同时发现，采用聚氨酯浇封后对水声换能器声学性能会产生一些影响，特别是高频水声换能器。设计人员往往为之不能接受，意见纷纭。本文一方面以充分的实验数据阐述了聚氨酯密封对换能器性能产生的不可忽视的变化，同时又以有力的实验数据阐明了只要水声换能器设计合理，聚氨酯密封对换能器性能影响可减低到最小。本文笔者认为聚氨酯密封值得推广，但工艺尚须进一步改进。     

PMNT及其在水声换能器中的应用

本文阐述了弛豫铁电单晶PMN-PT、PZN-PT材料的性能特征及其在国内外水声领域应用的现状和发展趋势。并利用上海硅酸盐研究所提供的PMN-PT元件设计制作了单晶纵振换能器、厚度模换能器及加速度计。通过对PMNT换能器性能测试数据的分析，得到了一些较有意义的结论。     

声纳换能器的新进展

换能器对整个声纳系统的性能有很大影响。随着科学技术的迅速发展，水声换能器在分析方法、设计理论、材料和制作技术上都有了很大的发展，从而使换能器性能有了很大提高。超磁致伸缩稀土换能器、高性能电致伸缩陶瓷换能器、压电复合材料换能器、矢量水听器、低频大面积PVDF水听器、光纤水听器等是当前换能器研究的热点。文章回顾了20世纪80年代以来，以上几种换能器的最新进展情况。     

一种利用前盖板弯曲扩展带宽的纵向换能器仿真计算

在水声设备中常用水声换能器获取海洋信息,从而完成对水下目标的探测和识别工作.水声换能器已向低频、宽带、大功率、高效率、高灵敏度和小尺寸方向发展.本文对前盖板弯曲拓宽频率的纵向换能器进行了仿真计算,并对实物进行了测量,测量的结果表明,有限元仿真能有效计算压电换能器的性能.     

水声宽带换能器匹配技术研究

低频宽带大功率换能器是现代水声发展的一项关键技术。换能器与功放匹配是宽带大功率水声发射的关键技术之一,本文对一种宽带大功率匹配匹配网络进行了设计分析,通过该匹配网络可改善宽带匹配效果,同时拓宽工作频带。文中还给出了一台功放驱动两只宽带换能器的匹配网络。     

TZT型换能器阻抗测试仪——产品介绍

换能器是水声设备的重要元部件之一，它的性能好坏直接影响到水声设备的总体技术性能。TZT换能器阻抗测试仪是一台专用数字式、智能型换能器阻抗测试仪，适用于一般中、低频声纳换能器阻抗测试，能在一定频率范围内完成信号频率、被测换能器阻抗及相位三种测试功能。该仪器经专业人员多年使用，认为使用方便、性能可靠，具有较高的性价比，能满足实验室、湖海试验与舰船现场维修的需要，已成为换能器科研、生产和维护不可缺少的工具之一。     

一种有效减小换能器温飘的反声材料

由于受水温变化影响，换能器的谐振频率、电导等会产生飘移。这主要是由于换能器中使用的无源高分子材料受温度变化的影响，引起材料的弹性模量和密度变化，导致了材料的特性阻抗等声学性能发生变化而造成的。因此，减小无源高分子材料对温度的敏感性是解决换能器温飘问题的关键方法之一。本文通过分析水声换能器温飘主要产生的原因，对橡胶、纤维素质(软木)材料特性分析，软木复合材料电声性能测试以及两种材料制作的换能器在不同水温下谐振频率、电导性能试验对比，说明软木复合反声材料在减小换能器温飘、提高换能器性能稳定性方面有明显效果。     

压电水声换能器宽带匹配特性研究

采用等效电路变换和多物理场有限元仿真计算进行压电水声换能器宽带匹配特性研究,得出不同匹配电路下的换能器电声性能的变化规律,合理选择电感电容值和串并联方式进行调谐匹配实现双峰谐振,一方面提高换能器的工作带宽,另一方面提高工作频率范围内的发送电压响应值并减小工作频带内响应值的起伏,依照仿真数据设计制作了一款球形换能器,采用串联电感进行调谐匹配,并测试调谐匹配前后的水中电声性能,对比匹配前后换能器性能的差异。结果表明,测试结果和仿真计算吻合,运用多物理场仿真计算手段对于预测分析水声换能器电声性能具有较好的指导意义。     

深水换能器现状及展望

国家近年来加强了对深海声学系统的应用研究,而深水水声换能器为深海科学研究提供技术支撑。为了对深水换能器的材料特性、耐压结构设计、在深水环境下发射性能和接收性能的测试手段能够深入了解,特别介绍了美国及中国深水换能器发展现状,并提出开展耐高静压换能器有源材料、耐高静压水声无源材料、换能器耐压结构和工艺、高静水压测量技术等方面的研究。     

圆环换能器故障成因评判的实验设计

在实际工程中，批量的圆环换能器在工作一段时间后出现侧边打火、绝缘下降的故障现象，为摸清故障出现的原因，设计了评判故障成因的实验。实验环境模拟换能器的实际工作条件，实验过程中检测圆环换能器的阻抗、静态电容、绝缘电阻、外观及手感温度等变化情况，然后测试换能器的电声性能，并与正常性能的换能器进行对比。实验数据和结果表明：圆环换能器出现故障的原因为其在空气中进行大功率发射。     

基于近场测量法的水声换能器声场重建方法研究

为了提高对水声换能器声场分析的效率,开展了基于近场测量法的水声换能器的声场重建方法研究,首先将水声换能器的全息测量面近似为等效声源面,通过积分得到声场重建模型,然后利用自主研发的水下声场测量系统获得发射换能器全息测量面的复声压,实现对其声场的重建,最后比较不同全息测量面的重建结果和实测数据,并分析全息测量面的位置对重建结果的误差影响,得到了重建方法的有效测量区间。该声场重建方法可快速得到水声换能器的声场分布,并且准确可靠。     

复频超声换能器的研究

研究了一种具有多个共振频率的功率超声换能器，即复频超声换能器。换能器由一个纵向振动夹心式压电超声振子和一个弯曲振动薄圆盘复合而成。给出了换能器的理论共振频率方程，对实际制作的换能器的共振频率，等效电阻抗及有效机电耦合系数进行了实验测试，并对换能器的大功率工作性能进行了定性的测量及观察。实验结果表明，给出的换能器可以在不同的振动模式上工作，因此具有许多共振频率，且对应换能器不同的共振频率，换能器的等     

高灵敏度纳米PZT水声换能器研究

总结了纳米材料的特性,通过实验研究给出了制备高性能纳米PZT粉体的有效实验方法并成功制备了纳米PZT粉体,阐述了纳米PZT材料在水声换能器中的应用优势,为纳米技术应用于水声换能器提供了有益的尝试.     

半波长夹心式换能器的理论分析和计算(Ⅱ)

本文所讨论的半波长夹心式换能器的设计方法是先选定节点，然后分前后两部分进行设计，以确定三部分的长度。从一般形式出发，按一维问题考虑，从理论上推导出了有负载情况下，夹心式换能器的频率方程，同时导出了夹心式换能器各点的位移，振速，应变，纵向弹性力，应力和振速放大系数的一般表达式，为各种形状的半波长夹心式换能器设计提供理论依据。     

弯张换能器的有限元设计

IV型弯张换能器是水声领域中一类低频、大功率换能器，其理论分析通常采用有限元法。利用ANSYS软件建立了800Hz的IV型弯张换能器的有限元模型，进行结构分析与设计。根据分析的结果制作出样机，测试的结果与理论分析基本符合。     

准1-3复合型压电换能器的研制

水声高频换能器在水声领域具有广泛运用,然而常规厚度振动高频换能器在高频段存在强烈的高次径向耦合振动,制作出的换能器出现了阻抗曲线杂乱,相位一致性差,电声效率低的问题。设计制作了一种单一振动模态的换能器,通过将常规厚度振动换能器陶瓷片切割成密排矩形颗粒,再用环氧树脂将切缝填充满。制作两片直径为55mm的准1-3复合材料,由该材料制作的换能器谐振频率为293kHz,谐振点阻抗50,3dB阻抗带宽23.5 kHz,3dB开角为5.75°,50W电功率输出声源级达到217.5dB。通过该工艺可以消除高频厚度振动换能器的高次径向耦合振动,提高高频厚度振动换能器的电声转换效率和一致性,并能实现批量制作,为高频换能器在水声领域的广泛运用提供了新的手段。     

铁磁流体水声换能器研制概要

本文介绍了铁磁流体换能器的工作物质（FERROFLUID）的物理性能分析，换能器理论分析和实验研究，同时给出了理论计算和实验值的比较。     

宽带换能器基阵的计算机辅助设计

宽带换能器基阵的计算机辅助设计杨瑞科，陈启敏，魏忠仁（陕西师范大学物理系、声学所西安·７１００６２）１前言换能器（或基阵）是超声及水声设备中必不可少的关键部件，且是声学检测设备区别于其它设备的主要标志。由于换能器向着大功率、高指向性、宽带等方向发展，...     

夹心式复频功率超声压电换能器及其电端匹配电路的研究

本文研究了夹心式复频功率超声压电换能器的理论设计及其电端匹配电路.探讨了换能器的电端电抗元件对换能器振动性能的影响,并提出了一种利用电抗元件改变换能器不同振动模式共振频率的方法.所得结果可用于复频换能器匹配电路的设计及换能器不同振动模式共振频率的调节.     

探索弯曲圆盘换能器在水声对抗设备中的应用

１使用条件和研制目标用于对抗声纳的水声对抗设备，总希望其声学系统工作“带宽”越宽，下限工作频率越低越好，以便尽可能复盖各种声纳的工作频率。然而由于潜艇空间的限制，水声对抗设备的尺寸十分有限，要求换能器系统的径向尺寸不能大于１８０ｍｍ，重量约７．５ｋｇ。对抗设备的电源也很有限，对那些需加大偏置电流才能工作的换能材料也无法承受。此外，其最大工作水深为３００ｍ。我们已对一种自由浸没式切向极化圆环做了一些研究，最近我们又对弯曲圆盘换能器做了一些探索。大家知道，在同样尺寸和重量条件下，弯曲圆盘换能器能够获…