一种矩形辐射面宽波束换能器的设计

设计了一种可以宽波束发射的矩形辐射面换能器。通过设计矩形辐射面,适当减小矩形辐射面短边的长度,从而达到了减小换能器的横向尺寸,且增大短边平行截面上的波束宽度的目的,再引入聚氨酯硬质泡沫障板技术改变换能器的辐射声场,进一步改善了换能器的方向性。有限元分析和试制换能器测试结果表明:设计制作的13 k Hz工作频率矩形辐射面换能器,在12~15 k Hz工作频率范围内,换能器短边平行截面上的波束宽度达到105°~135°。     

圆柱形换能器垂直方向性计算

对于圆柱换能器，由于直径高度比不同，其辐射声场变化比较复杂，表现在垂直方向性上，这给换能器的设计与测量带来了一定的困难。本文采用解析法与有限元法，对两种径高比不同情况下的垂直方向性进行了计算，并对样品进行了测量，结果表明这两种方法都能正确预报圆柱换能器的声场分布，而有限元法更精确些。     

被动定向声纳浮标偶极子方向性测量

本文叙述了定向声呐浮标偶极子方向性测量法，给出了某型被动定向声呐浮标换能器及整机系统偶极子方向性的实测结果，并对结果作了初步分析。     

被动定向声呐浮标偶极子方向性测量

本文叙述了定向声呐浮标偶极子方向性测量方法,给出了某型被动定向声呐浮标换能器及整机系统偶极子方向性的实测结果,并对结果作了初步分析。     

由小振子组成的高频圆柱换能器宽方向性初探

采用有限元软件ANSYS对由压电小振子拼镶而成的高频圆柱换能器的水平方向性进行了建模分析;计算了小振子存在幅度和相位不一致性时,对换能器水平方向性起伏的影响。在理论分析的基础上,实际制作了高频圆柱换能器,在水池对其性能进行了测试,并将理论分析结果与测试结果进行了比较。     

一款水声通信换能器研究

随着声呐技术的迅速发展,水声通信在海洋科学研究及海洋开发中发挥着非常重要的作用,水声通信换能器是水声通信设备中负责电声转换的重要部件。研究了一款带底座的溢流圆管换能器,通过有限元仿真计算了换能器发送电压响应和方向性等参数,优化了换能器中的陶瓷元件和底座的结构尺寸,制作并测量得到一款半空间指向性的水声通信换能器,换能器的工作频段为11~23 k Hz,带内起伏为3 d B,最大发送电压响应为133 d B,-3 d B垂直开角大于180°。     

超声物位计现状

文章介绍了国外超声物位计的发展和应用现状，主要有以下几个方面：（1）超声换能器品种的多样化，以满足不同应用对象。在设计和应用时要考虑换能器的频率、功率、温度、方向性和灵敏度等因素；（2）仪表智能化参数设定和适应性实现了智能化，不仅扩大了应用范围，而且保证了测量的可靠性和精确度；（3）主要应用范围和存在的问题；（4）今后的发展方向。     

超声物位计现状

文章介绍了国外超声物位计的发展和应用现状,主要有以下几个方面:(1)超声换能器品种的多样化,以满足不同应用对象.在设计和应用时要考虑换能器的频率、功率、温度、方向性和灵敏度等因素;(2)仪表智能化参数设定和适应性实现了智能化,不仅扩大了应用范围,而且保证了测量的可靠性和精确度;(3)主要应用范围和存在的问题;(4)今后的发展方向.     

电磁声换能器性能测试研究

本文简单地介绍了纵波电磁换能器产生和检测超声的机理，设计与制作考虑。对所研制开发的纵波ＥＭＡＴ的方向性，非接触脱离特性、分辨率和务灵敏度等性能的测试方法进行了系统研究和测试，并给出了其测试结果。     

电磁声换能器性能测试研究

本文简单地介绍了纵波电磁声换能器（ＥＭＡＴ）产生和检测超声的机理、设计与制作考虑。对所研制开发的纵波ＥＭＡＴ的方向性、非接触脱离特性、分辨率和探伤灵敏度等性能的测试方法进行了系统研究和测试，并给出其测试结果。     

夹心式功率超声压电陶瓷换能器的工程设计

文中为换能器的优化设计和性能改善提供一些有用的设计指南和解决措施,并对功率超声夹心式压电陶瓷换能器工程设计中的一些重要问题(即换能器各部分的功能及选择,压电陶瓷元件的位置优化,接触界面对换能器性能的影响与预应力的选择及影响等)进行了简要的分析。结论表明,文中所述对于优化设计、改善并提高性能具有参考和使用价值。     

美国专利几则

宽带全方向性电声换能器(4916675) 这是一种用于水下发射和接收的全向声学换能器。它由几个换能器圆环垂直叠在一起,每个圆环上又划分为许多径向振动的单元振子。每个单元振子应调谐到一个特定的固有频率并适当地固定好。处于同一圆环的振子同相激发,但各个环的固有频率则是不相同的。检测颗粒状物质中昆虫产生的振动的装置(4991439) 将一压电传感器连接在探头上或一膜片上,用以检测当昆虫在谷物上吃食或爬行时所发生的振动。振动声经放大后进行分析,例如,可将其与已知害虫的记录信号作比较以确定昆虫的种类和它们的位置。加速度传感器(4991…     

声波测井压电换能器多频点阻抗匹配技术研究

针对声波测井压电换能器的多频点阻抗匹配技术展开研究,首先采用多模态等效电路精确描述了换能器的导纳特性;然后通过分析多模态阻抗匹配理论,设计电感-电容复合阻抗匹配网络,并结合换能器等效电路进行参数优化和电路仿真。实验表明,相比于换能器没有阻抗匹配的测试结果,该阻抗匹配技术可大幅提高换能器在谐振频率附近多个频率处的有功功率,频带内的有功功率平均提高了30倍,从而改善换能器的激励带宽和激励效率,提高测井仪器的适应性、探测深度和分辨率。     

线阵相控换能器阵列参数对聚焦性能的影响分析

针对超声相控阵检测中广泛使用的一维线阵换能器,通过建立其声场数学模型和引入指向性函数,仿真分析了阵列参数对声束聚焦性能的影响,提出了改善换能器声场性能的措施。最后对优化参数的阵列换能器声场进行实验测试,测试结果表明其具有良好的声束聚焦性能,为超声相控阵缺陷检测中换能器的选择提供了参考。     

发射换能器带障板特性分析

对发射换能器带障板的声场特性进行了分析,对两种类型的发射换能器带障板的增益进行了计算,并实际加以测试。障板增益在换能器工作频段内存在一个凹点(即较大负增益),随着安装距离的增大,凹点对应的频率逐渐下移,换能器在凹点频率的指向性得到展宽。适当的应用反声障板,可以起到改善发射换能器的指向性,调节发送电压响应等作用。     

1-3型压电复合材料和普通PZT换能器性能对比分析

通过切割-填充法制备了1-3型压电复合材料，并选取相同尺寸的1-3型压电复合材料和普通PZT圆片制成活塞型换能器，经测量得到了两种换能器在空气中和水中的导纳曲线，水中发送电压响应、接收灵敏度和指向性曲线。通过对比分析，得出1-3型压电复合材料换能器比普通PZT压电换能器的收发性能有明显改善。     

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。     

C形纵剖面部分球冠换能器结构对声焦域的影响

在球带腔形聚焦超声换能器的基础上，设计一种C形纵剖面部分球冠聚焦超声换能器，研究其结构参数变化对声焦域形态的影响。通过建立的有限元仿真模型，分别讨论了换能器的球带高度和聚焦夹角与焦域形态的变化关系。结果表明，球带高度越高、聚焦夹角越大，其焦域尺寸越小，焦域长轴与短轴的比值越低，焦域趋近于圆形，尤其是当球带高度为1.6F（F为焦距）、聚焦夹角≥210°时，其焦域三轴尺寸均可达到亚波长尺度。为验证仿真结果的正确性，设计制作了一个可改变聚焦夹角的换能器并进行了测试，实验与仿真结果大致相符。设计的换能器相对于传统行波换能器，焦域形态得到了明显改善，能够压缩焦域长短轴之比，有效提高聚焦精度，为改善聚焦超声换能器焦域形态提供了一种设计方法。     

二维阵列换能器声辐射力分布的计算分析

利用角谱理论得到了圆形活塞换能器阵元组阵后作用在平面悬浮物体上的声辐射力分布公式。通过数值仿真,分析了换能器频率、阵元间距以及阵元数目对声辐射力分布的影响。计算结果表明,换能器组阵使得声辐射力分布的指向性变窄,强度增强;随着换能器频率的提高、阵元间距的增大以及阵元数目的增多,声辐射力分布的主瓣更尖锐,但阵元间距的增大会使声辐射力分布的旁瓣增高。为了改善声辐射力的空间分布,采用伪逆矩阵算法,以能量增益为目标函数,通过调节换能器阵元表面振动速度的幅值和相位来形成多焦点的声辐射力分布,为阵列换能器声辐射力分布的调控和声悬浮稳定性的研究提供帮助。     

水声换能器微机测量系统

我们研制了一块水声换能器微机测量硬件，插在ＩＢＭ－ＰＣ／ＸＴ微机的系统扩展槽Ｉ／Ｏ通道上。其功能有：（１）可产生２００Ｈｚ～３００ＫＨｚ，脉宽０．５～１０ｍｓｅｃ，重复频率１Ｈｚ～１０Ｈｚ的脉冲调制正弦信号；（２）可产生延时时间为０．１～３０ｍｓｅｃ，选通宽度为０．１～１０ｍｓｅｃ的选通脉冲信号；（３）配合数字存贮示波器ＤＳＳ６５２１可对信号进行采集和运算，根据所编软件，该系统可对水声换能器的方向性和灵敏度进行实时自动测试。