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开缝压电圆环深海水听器

发布时间:2018-05-15 11:15

  本文选题:水听器 + 压电 ; 参考:《声学学报》2017年06期


【摘要】:利用能量法得到了开缝压电圆环水中的谐振频率方程与电导纳曲线;通过构建开缝压电圆环低频接收状态等效电路图,推导了开缝压电圆环低频开路电压灵敏度;比较开缝压电圆环和整体圆环低频接收灵敏度,提出了利用开缝压电陶瓷圆环与溢流结构相结合设计深海水听器的思路;通过建立溢流式开缝压电圆环有限元仿真模型,探讨了开缝压电圆环的低频开路电压灵敏度与圆环结构参数的关系。经过仿真优化,研制了水中谐振频率600 Hz的开缝压电圆环深海水听器。水池声学测试与耐压测试结果表明,溢流式开缝压电圆环水听器在100~300 Hz频段内低频开路电压灵敏度最大值为-193.2 dB,最小值-197.9 dB,起伏-4.7 dB,耐静水压30 MPa;与采用相同尺寸压电元件的溢流圆环水听器相比,溢流式开缝压电圆环水听器的低频开路电压灵敏度提高20 dB;验证了本文提出的采用开缝压电圆环构建深海水听器的实用性。
[Abstract]:The resonant frequency equation and the electrical admittance curve of the slit piezoelectric circular ring are obtained by the energy method, and the low frequency open circuit voltage sensitivity of the slotted piezoelectric circular ring is derived by constructing the equivalent circuit of the low frequency receiving state of the slotted piezoelectric circular ring, and the low frequency receiving sensitivity of the slotted piezoelectric ring and the whole ring is compared. The idea of designing deep-sea hydrophone with a combination of porcelain ring and overflow structure is designed. Through the establishment of a finite element simulation model of a spillway type piezoelectric circular ring, the relationship between the low frequency open circuit voltage sensitivity and the ring structure parameters is discussed. Through simulation and optimization, the deep sea water hearing of a slotted piezoelectric circular ring with a resonant frequency of 600 Hz in water is developed. The results of the tank acoustic test and pressure test show that the maximum sensitivity of the low frequency open circuit voltage of the overflow opening piezoelectric circular hydrophone in the 100~300 Hz band is -193.2 dB, the minimum value -197.9 dB, the undulating -4.7 dB, and the static water pressure of 30 MPa; the overflow opening piezoelectric circle is compared with the overflow circular hydrophone with the same size piezoelectric element. The sensitivity of the low frequency open circuit voltage of the loop hydrophone is increased by 20 dB, which validates the practicability of the proposed slotted piezoelectric ring for deep-sea hydrophone.

【作者单位】: 哈尔滨工程大学水声技术实验室;中国科学院声学研究所;
【基金】:国家自然科学基金项目(11204052)资助
【分类号】:TB565.1

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本文编号:1892221

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