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。     

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。     

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。     

高频宽带换能器研究

主要研究高频换能器的匹配层技术,通过匹配层技术拓宽换能器的频带,首先利用等效电路法分析高频匹配层换能器,其次通过Matlab仿真分析匹配层材料的密度、声速、厚度变化对换能器电声参数性能的影响,进而对其电声性能进行优化设计,最终制作出一高频宽带换能器。通过实验测得结果与仿真结果基本一致,实验测得换能器的最大发送电压响应为178dB,工作频带为260～370kHz,带内发送电压响应起伏为-3dB,300kHz时换能器指向性-3dB开角为6．5°。     

一种实验相控阵声成象换能器的结构和性能

本文介绍一种用于心脏成象的相控阵换能器中 ＰＺＴ基元的电连接技术。该换能 器采用叠层结构，将表面镶有金属的 ＰＺＴ基片通过具有适当声阻抗的氧化铝衬底与 吸声材料相粘接。ＰＺＴ基片被切割成一个基元阵；一层与声透镜外形相同的金属箔 粘在基元的顶部，作为公共接地极。换能器外面罩有一个氧化铝盒，对于ＰＺＴ基元 的电连接是通过氧化铝盒两侧的丝网印刷导线来实现的。将此叠层式换能器组件装 在亚麻电木壳内，然后注入硅橡胶，加以密封。 本文还介绍了我们所采用的吸声材料表面的加工技术，采用这一技术能够增加 换能器的带宽。最后，我们给出了该换能器在探测水中点目标时所获得的脉冲－回波 响应。     

高频宽带圆管换能器研究

压电圆管换能器是水声领域中广泛应用的换能器之一,它一般采用压电圆管的径向振动模态。利用压电圆管的径向振动模态和高阶振动模态来实现圆管的宽带发射性能。采用有限元方法对圆管换能器进行了分析,利用ANSYS软件建立圆管换能器的有限元模型,并对其进行结构优化。最终所制作换能器的径向谐振频率为47.5kHz,其工作带宽为40~80kHz,发送电压响应起伏不超过±4dB,最大发送电压响应为150dB。研究结果表明：所采用的有限元法计算结果与测试结果吻合较好,换能器实现了高频、宽带、水平无指向性的发射性能。     

声波测井偶极子发射换能器性能的实验研究

多极子声波测井是新一代声波测井技术,偶极子发射换能器制作技术是其关键技术。本文报道了对自行研发的偶极子声波测井换能器的一致性、耐温、指向性等进行的测试分析结果。本文对三个压电弯曲振子的实验测量结果表明,将偶极子声波测井换能器置于硅油中测量的谐振频率要比在空气中测量的谐振频率降低约20％：在室温到150℃范围内,换能器的谐振频率随着温度的升高略有降低;在偶极子声波测井发射换能器的指向性测量曲线中,换能器辐射声波能量最强方向的声压值与其最弱方向的声压值的比值超过12dB;初步现场测量结果说明．本文研制的偶极子声波测井发射换能器能够测得满意的偶极子声波测井波形。     

改善空气声换能器指向性研究

本文叙述了一种利用多元接收相干来改善空气声换能器指向性的方法。计算和实验表明,该方法能有效地提高空气声探测的指向性。     

回热器参数对热声发动机性能影响的理论及实验研究

针对本实验室的行波热声发动机系统,研究了回热器对系统的重要作用.利用建立在线性热声理论基础上的模块化程序预测了不同回热器下系统的工作性能,并结合实验进一步分析比较了不同回热器对系统性能的影响.实验结果表明,低目数丝网填充的回热器更容易使系统起振,同时,起振温度随着工作压力的增加而降低;相同的输入功率和充气压力下,压比和加热块温度都随着目数的增大而升高;相同输入功率和目数下,压比和加热块温度随充气压力的增大而降低;丝网目数对系统频率的影响很小.     

聚氨酯空腔尖劈吸声性能实验研究

实验测试了新型聚氨酯空腔尖劈不同温度下材料低频动力学参数及尖劈不同静压下吸声系数。通过绘制Wicket图进行了数据筛选,应用时温等效原理,得到了规定温度下宽频范围内材料动态力学参数,随后讨论了尖劈吸声性能随静水压力、温度、频率的变化规律。在测试数据基础上,基于优化理论对尖劈腔型进行优化设计,开展了声呐平台区敷设空腔尖劈的应用研究,分析了敷设前后声呐平台的声振特性,验证了新型聚氨酯吸声尖劈的减振降噪效果。     

压电换能器的声非线性

压电换能器的声非线性倪以发吴文虬章德（南京大学声学研究所近代声学国家重点实验室南京·２１００９３）１引言近几十年来，在许多领域中非线性效应的理论和应用得到了广泛的重视，如超声成像、声参量阵、无损检测等。这就要求在测量时，需排除系统本身产生的非线性、包...     

一种新型高频热声装置的实验研究

介绍一种新型高频热声转换实验装置,产生了频率在20kHz以下的高频热声现象。通过实验研究及理论分析得出：当输入电压为正弦交流时,输出声压的频率与输入电功率的频率相同,都为输入电压频率的两倍,声压幅值与电压幅值的平方成正比;当输入电压为直流与正弦交流叠加时,声压曲线形状及声压幅值取决于直流与交流的电压相对幅值。实验装置是一无任何运动部件的小型高频发声器,可以作为一种特殊的小型声源发生器使用。     

高频水声换能器匹配层技术研究

在复杂的海洋环境中,为提高对目标的探测效果以获得更多的信息,高频声呐常需要更宽的工作频带.首先,通过声透射原理对不同匹配层材料进行选取与设计;其次,通过有限元仿真对不同匹配层换能器的透射系数、电导谱和发送电压响应展开了分析计算;最后,在理论分析、解析计算和有限元仿真计算的基础上成功研制了单层、双层和三层匹配层高频宽带水...     

高频宽带换能器多匹配层研究

在水声应用中,高频换能器往往需要较宽的工作带宽,以获得更多的目标信息。文章首先建立了等效电路模型,利用粒子群算法对匹配层材料和厚度进行初步选定,使得换能器具有最宽的工作频带;其次,通过有限元方法对匹配层换能器的导纳和发射电压响应进行分析计算;最后,在理论分析的基础上成功制得三匹配层高频宽带换能器,其工作频段约为150～430 kHz,相对带宽为93%,带内发送电压响应起伏为-6 dB。实验结果表明,三匹配层设计方案可以有效拓宽高频换能器的工作频段。     

高频宽波束球冠形换能器研究

通过解析法以及有限元法分析,设计制作了一种球冠形复合材料换能器,在频率为300kHz时的水平及垂直指向性均大于46°,其制作工艺简单、成本不高。     

高频医用超声换能器的研究现状及发展趋势

超声换能器(也称超声探头)是医疗超声设备的关键部件之一,其特性的好坏直接影响甚至会限制到整个设备的性能。随着压电材料和微机电系统(简称MEMS)技术的不断发展,尺寸小、质量轻、频带宽、高分辨率、高频率、高灵敏度将是医用超声换能器未来主要的发展方向。综述目前国内外高频医用超声换能器的应用发展状况,重点探讨了其国内外发展的现状差异和主要问题,并根据高频医用超声换能器的现状对其未来的发展趋势进行展望。     

温度对聚氨酯泡沫材料力学性能影响的研究

研究了温度对聚氨酯泡沫材料力学性能(强度、模量、压缩蠕变)的影响,并研究了在弹性范围内不同压缩应力水平下的压缩蠕变试验,拟合出了聚氨酯泡沫压缩蠕变曲线.     

不同填充油对圆环换能器性能影响

对充油式圆环换能器的性能进行了分析,指出填充油类型的选择对换能器性能影响极大,合理选用适合的填充油,可使换能器获得良好的宽带、宽波束性能。     

用于声化学的复合换能器的研究

设计了一种夹心式纵弯复合振动模式超声换能器,该换能器由纵向夹心式压电超声换能器与弯曲正六边形薄板组成。采用有限元方法,对一定几何尺寸边界自由的正六边形薄板进行模态分析,得到中心位移最大的某一模态,设计以该模态的频率作为共振频率的纵弯复合模式换能器。当复合振动系统振动模式的共振频率与纵向换能器的共振频率以及正六边形薄板弯曲振动的共振频率一致时,复合振动系统具有较高的有效机电耦和系数,系统声辐射能力较强;频率的理论与测量值的误差可能是设计纵向换能器时未考虑预应力螺栓、前后盖板的形状以及横向振动的影响,材料参数的取值与实际值有误差。弯曲振动的正六边形薄板的几何尺寸大,将会增大复合振动系统声波的辐射面积,因此可以改善局部空化腐蚀问题,并且可以提高槽内声场的均匀性,从而可以提高声化学产率;实验结果表明,换能器的共振频率测试值与设计值基本吻合。     

两换能器互易法校准高频水听器若干影响因素的研究

两换能器互易法由于将校准归结到若干电学量的测量,目前是校准高频水听器的主要方法之一。校准水听器过程中,在保证电学量测量精度的情况下,开展了诸多影响因素的研究,主要包括辅助换能器有效直径、声场中心对称性,水听器浸泡时间,水含氧量及衰减修正等引起的影响研究等。研究表明,在准确计算出衍射修正参数G1、平均效应修正参数G2的前提下,辅助换能器有效直径、衰减修正等引入的影响较大,而声场的非中心对称性、水听器浸泡时间及水含氧量带来的影响较小。结果表明,所建立的高频水听器校准装置,在0.5～15 MHz的频率范围内,校准结果与英国国家物理实验室的校准结果非常接近,结果准确可靠。