水下低频定向发射强声换能器研究

水下低频大功率发射换能器定向发射的强声脉冲声波将直接对水下蛙人通信系统、UUV的导航系统产生压制性干扰,在近海范围内形成有效的水下强声拒止和要地防御,因此各国均对水下低频定向发射强声换能器产生了极大兴趣并积极开展了相关技术研究。鉴于此,将波束定向发射机理和目前成熟应用的镶拼式陶瓷圆环结构形式相结合,提出一种发射波束可控的水下低频强声换能器,研究了水下定向发射声波的控制原理,并应用COMSOL多物理场有限元软件进行建模仿真和优化计算,实现了水下发射换能器的低频大功率、定向发射等工作性能。     

硅基MEMS振速型矢量水听器设计

提出了一种基于空间声温多物理场耦合效应的微机电系统(MEMS)振速型矢量水听器,可直接感测水下声场质点振速分量,具有体积小、重量轻、结构简洁、可靠性高,无须悬挂安装等特点.通过构建数学模型和有限元仿真,完成了传感器敏感单元设计优化;在6 in(1 in=2.54 cm)MEMS工艺平台完成了传感器敏感芯片的流片加工,并...     

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。     

MEMS矢量传声器研究进展

矢量传声器由声压传感器和质点振速传感器复合构成,可时间同步、空间共点测量声场声压标量及质点振速矢量信息,在开展振动噪声监测、被动声测定位以及声全息成像等相关声学测试方面有着独特的优势,因而具有重要的工程应用价值.质点振速传感器是矢量传声器的核心部件,具有偶极子指向性,可直接感测声场质点振速各正交分量.基于此,介绍基于微...     

压电单晶换能器及其温度实验研究

压电单晶作为新型的功能材料,具有声速低、应变大以及能量密度高等特点,在超声探伤、超声焊接以及水声探测等领域具有良好的应用前景。基于有限元数值计算的方法,设计了一种基于弛豫铁电单晶的复合棒换能器,进行模态和谐响应分析,并制作了换能器样机,样机测试结果与仿真计算相吻合。此外,在此基础上对样机进行温度实验,得到了该换能器谐振频率、反谐振频率、阻抗值以及机电耦合系数等随温度变化的规律,对换能器的实际应用具有指导意义。     

薄球壳压电换能器设计与制作

介绍一种采用径向极化空气背衬压电薄球壳作为声敏感元件的球形换能器。首先,对其低频接收灵敏度和谐振频率等声学特性进行理论分析和有限元仿真;其次,根据分析和仿真结果,采用硫化工艺制作一只球形换能器;最后,对换能器的声学性能进行测试。结果表明,制作的球形换能器低频接收灵敏度为-203.7 dB,80 kHz以内起伏小于±2.5 dB;最大发送电压响应可达147.6 dB。该球形换能器可作为宽带接收水听器和全向发射声源使用。