双激励源宽带纵振换能器研究

发布时间：2017-12-16 16:19

本文关键词：双激励源宽带纵振换能器研究

【摘要】：随着水声技术的发展和海洋军事的战略需求,水声换能器主要朝着低频、宽带、大功率、小尺寸方向发展。在种类繁多的换能器中,纵向振动换能器仍是水声换能器研究的热点。如何实现纵振动换能器的宽带工作,国内外设计中存在着许多不同的设计思想和方式。相较于其它形式的纵振动换能器,双激励源纵振换能器具有结构紧促、易于布阵、受边界条件影响小等优点。我所先后应用匹配层技术及纵弯耦合技术成功实现了纵振换能器的宽频带工作,但对双激励源及柔顺层纵振宽带换能器研究较为滞后。本文主要对双激励源技术拓展纵振动换能器频带宽度进行了研究,在前学者的理论基础上,进一步研究了双激励源换能器各零部件对其发射电压响应的影响,特别是前后晶堆相互耦合及中间质量块对其性能的影响。并利用双激励源技术设计了一工作频带在20-40kHz的双激励源宽带纵振换能器。并通过匹配层技术,改善了双激励源纵振换能器的发送电压响应平坦度。此外,还对柔顺层纵振动换能器进行了初步探索。理论和实验结果表明,双激励源技术是拓宽纵振动换能器工作频带宽度的有效方法。通过调整前后晶堆比或前后晶堆的电连接方式可以有效改善纵振动换能器的水声性能。实验测量结果显示,双激励源纵振动换能器的工作频带为22kHz～45kHz,频带宽度为23kHz,起伏为7dB。添加匹配层后,工作频带降低至19kHz～43kHz,频带宽度为24kHz,发送电压响应起伏减少至4dB内。最大发送电压响应达到143dB。实验制作的柔顺层纵振动换能器的工作频带为20kHz～44kHz,频带宽度为22kHz,起伏9dB。可见,在同一频带上,双激励源技术相对柔顺层技术更有利于拓宽纵振动换能器的工作频带。
【学位授予单位】：中国舰船研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U666.7

【参考文献】

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