CN116714341A - 水声换能器的背衬的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水声换能器的背衬的制造方法，其中所述背衬的制造方法包括如下步骤：S1、叠层地布置两个以上的单体层，其中相邻两个所述单体层之间设置有胶水；S2、热压这些叠层地布置的所述单体层，以在固化胶水的过程中释放各个所述单体层的形变应力，其中位于相邻两个所述单体层之间的胶水形成胶合层，供粘接相邻两个所述单体层，以制得所述背衬，如此所述背衬的每个所述单体层可以由不同密度的材料制作，以使得所述背衬的整体密度可以根据需要设置。

Description

水声换能器的背衬的制造方法

技术领域

本发明涉及应用于声呐的水声换能器，特别涉及一种水声换能器的背衬的制造方法。

背景技术

水声换能器是水声系统的一个重要部件，通常情况下，水下换能器包括外壳、背衬层、压电层、匹配层和透声层，背衬层、压电层、匹配层和透声层被层叠地设置于外壳的容纳腔内，其中背衬层的作用是吸收压电层因震动而往探头内辐射的声能量，防止声能量反射回来给压电层造成干扰。背衬层的上述作用要求背衬层具有与压电层的材料相匹配的声阻抗，并能够大幅度地吸收声信号，将其衰减至最小。另外，水声换能器的应用水深场景多变，包括0-10000米的水深环境中均有可能使用水声换能器，这要求水声换能器有能力承受较大的水压和具有宽温工作范围。现有的水声换能器的背衬层通常采用单一材料，导致其声阻抗单一，同时制作背衬层的材料一般是某一固定种类材料或者人工合成的固定结构，导致其难以满足宽频工作范围，并且，单一固定种类材料或者人工合成的固定结构的背衬层还存在难以均衡发射和接收性能、难以满足不同工作条件与环境等缺陷。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种水声换能器的背衬及其制造方法，其中通过热压叠层地布置的两个以上的单体层，在固化位于相邻两个所述单体层的胶水使其形成胶合层的过程中，释放各个所述单体层的形变应力，以制得所述背衬，如此所述背衬可以由两种以上的材料制作，以优化所述背衬的声阻抗性能。

本发明的一个目的在于提供一种水声换能器的背衬及其制造方法，其中通过热压叠层地布置的两个以上的所述单体层，在固化位于相邻两个所述单体层的胶水使其形成所述胶合层的过程中，释放各个所述单体层的形变应力，以制得所述背衬，如此所述背衬的声阻抗梯度可以根据水声换能器的实际需要被设计，例如，通过改变各个所述单体层的材料可以使得所述背衬具有不同的声阻抗梯度，这样，所述水声换能器可以实现声波的阶梯衰减，改善所述水声换能器的宽带和灵敏度。

本发明的一个目的在于提供一种水声换能器的背衬及其制造方法，其中通过热压叠层地布置的两个以上的所述单体层，在固化位于相邻两个所述单体层的胶水使其形成所述胶合层的过程中，释放各个所述单体层的形变应力，以制得所述背衬，如此所述背衬可以具有宽频工作范围。

本发明的一个目的在于提供一种水声换能器的背衬及其制造方法，其中通过热压叠层地布置的两个以上的所述单体层，在固化位于相邻两个所述单体层的胶水使其形成所述胶合层的过程中，释放各个所述单体层的形变应力，以制得所述背衬，如此所述背衬可以均衡发射和接收性能，满足所述水声换能器在不同工作条件和环境中的需求。

本发明的一个目的在于提供一种水声换能器的背衬及其制造方法，其中通过热压叠层地布置的两个以上的所述单体层，在固化位于相邻两个所述单体层的胶水使其形成所述胶合层的过程中，释放各个所述单体层的形变应力，以制得所述背衬，如此所述背衬的整体厚度尺寸可以根据所述水声换能器的实际需要被设计。

本发明的一个目的在于提供一种水声换能器的背衬及其制造方法，其中在这些所述单体层被施加压力的过程中，所述背衬的制造方法使这些被叠层地布置的所述单体层的温度高低温循环变化，如此各个所述单体层的形变应力能够被有效地释放，使得各个所述单体层具有足够的粘合力和热稳定性，保证所述背衬适应宽温工作范围。

本发明的一个目的在于提供一种水声换能器的背衬及其制造方法，其中在热压这些叠层地布置的所述单体层的过程中，使用填充剂填充开裂的所述单体层和/或所述胶合层，如此所述背衬可以具有较高的结构强度，受压之后变形量小，所述背衬能够为所述水声换能器的前端模块（例如，压电元件、匹配层和透声层）提供足够的支撑力，满足所述水声换能器在不同水压环境中的使用要求。

为满足上述至少一个目的，本发明采用的技术方案是：一种水声换能器的背衬的制造方法，其包括如下步骤：

S1，叠层地布置两个以上的单体层，其中相邻两个所述单体层之间设置有胶水；

S2，热压这些叠层地布置的所述单体层，以在固化胶水的过程中释放各个所述单体层的形变应力，其中位于相邻两个所述单体层之间的胶水形成胶合层，供粘接相邻两个所述单体层，以制得所述背衬。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤S2中，在所述步骤S2中，施加于这些叠层地布置的所述单体层的压力为恒定压力，使这些叠层地布置的所述单体层的温度变化的方式为高低温循环。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤S2中，在对这些叠层地布置的所述单体层施加压力，以使这些叠层地布置的所述单体层被压缩的过程中，采用高低温循环的方式使这些叠层地布置的所述单体层的温度发生变化。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤S2中，在对这些叠层地布置的所述单体层施加压力，以使这些叠层地布置的所述单体层被压缩后且在保压时，采用高低温循环的方式使这些叠层地布置的所述单体层的温度发生变化。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤S2中，首先，允许压头交替循环地产生高温和低温，其次，允许所述压头施加压力至这些叠层地布置的所述单体层，以热压这些叠层地布置的所述单体层而制得所述背衬。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤S2中，首先，允许压头施加压力至这些叠层地布置的所述单体层，其次，允许所述压头交替循环地产生高温和低温，以热压这些叠层地布置的所述单体层而制得所述背衬。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤S2中，在允许压头施加压力至这些叠层地布置的所述单体层的过程中，允许所述压头附近的温控部交替循环地产生高温和低温。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤S2中，首先，允许压头施加压力至这些叠层地布置的所述单体层，其次，允许所述压头附近的温控部交替循环地产生高温和低温。

根据本发明的一个实施例，使用填充剂填充开裂的所述单体层；和/或，使用填充剂填充开裂的所述单体层和所述胶合层。

根据本发明的一个实施例，所述填充剂是胶水，并且胶水的类型与布置在相邻两个所述单体层之间的胶水的类型相同。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤S1中，首先，分别在每个所述单体层涂抹胶水，其次，将这些所述单体层叠层地布置，从而在相邻两个所述单体层之间设置有胶水。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤S1中，首先，在下层的所述单体层的上表面涂抹胶水，其次，将另一个所述单体层叠置于被施涂有胶水的所述单体层的上表面，以使这些所述单体层被叠层地布置，并且在相邻两个所述单体层之间设置有胶水。

本发明的所述背衬的制造方法具有至少以下有益效果：

第一，所述背衬的制造方法采用热压这些叠层地布置的所述单体层的方式制作所述背衬，在热压这些叠层地布置的所述单体层的过程中，位于相邻所述单体层之间的胶水固化形成所述胶合层，并且在这个过程中，各个所述单体层的形变应力被释放，通过这样的方式，一方面，所述背衬可以由两种以上的材料制作，以优化所述背衬的声阻抗性能，再一方面，所述背衬的声阻抗梯度可以根据所述水声换能器的实际需要被设计，例如，通过改变各个所述单体层的材料可以使得所述背衬具有不同的声阻抗梯度，这样，所述水声换能器可以实现声波的梯度衰减，改善所述水声换能器的宽带和灵敏度，另一方面，所述背衬可以具有宽频工作范围，第四方面，所述背衬可以均衡发射和接收性能，满足所述水声换能器在不同工作条件和环境中的需求，第五方面，所述背衬的整体厚度尺寸可以根据所述水声换能器的实际需要被设计。

第二，所述背衬的制造方法采用恒定压力施加压力于这些叠层地布置的所述单体层和使这些所述单体层的温度高低温循环变化，这样，各个所述单体层的形变应力能够被有效地释放，使得各个所述单体层具有足够的粘合力和热稳定性，保证所述背衬适应宽温工作范围。

第三，在对这些叠层地布置的所述单体层进行热压的过程中，所述背衬的制造方法使用填充剂（例如，胶水）填充开裂的所述单体层和/或所述胶合层，如此所述背衬可以具有较高的结构强度，受压之后变形量小，所述背衬能够为所述水声换能器的前端模块（例如，压电元件、匹配层和透声层）提供足够的支撑力，满足所述水声换能器在不同水压环境中的使用要求。

本发明的其他优势和有益效果将在接下来的描述中被进一步揭露。

附图说明

图1是依本发明的一较佳实施例的一水声换能器的一个视角的立体示意图。

图2是依本发明的上述较佳实施例的所述水声换能器的另一个视角的立体示意图。

图3是依本发明的上述较佳实施例的所述水声换能器的一个位置的剖视示意图。

图4是图3的局部位置放大示意图。

图5是依本发明的上述较佳实施例的所述水声换能器的背衬的制造方法的步骤之一的示意图。

图6是依本发明的上述较佳实施例的所述水声换能器的所述背衬的制造方法的步骤之二的示意图。

图7是依本发明的上述较佳实施例的所述水声换能器的所述背衬的制造方法的步骤之三的示意图。

图8是依本发明的上述较佳实施例的所述水声换能器的所述背衬的制造方法的步骤之四的示意图。

图9是依本发明的上述较佳实施例的所述水声换能器的所述背衬的制造方法的步骤之五的示意图。

图10是依本发明的上述较佳实施例的所述水声换能器的所述背衬的一个局部位置放大示意图。

图11是依本发明的上述较佳实施例的所述水声换能器的所述背衬的一个具体示例的立体示意图。

图12是依本发明的上述较佳实施例的所述水声换能器的所述背衬的再一个具体示例的剖视示意图。

图13是依本发明的上述较佳实施例的所述水声换能器的所述背衬的另一个具体示例的剖视示意图。

图14是依本发明的上述较佳实施例的所述水声换能器的所述背衬的另一个具体示例的剖视示意图。

图15是依本发明的上述较佳实施例的所述水声换能器的所述背衬的另一个具体示例的剖视示意图。

图中：

10、壳体；11、壳体空间；12、壳体开口；

20、背衬；21、单体层；22、胶合层；

30、压电元件；

40、匹配层；

50、透声层；

100、承托平台；101、承托面；

200、压头；201、施压面；

300、温控部；

400、填充剂。

实施方式

在详细说明本发明的任何实施方式之前，应理解的是，本发明在其应用中并不限于以下描述阐述或以下附图图示的部件的构造和布置细节。本发明能够具有其他实施方式并且能够以各种方式实践或进行。另外，应理解的是，这里使用的措辞和术语出于描述的目的并且不应该被认为是限制性的。本文中使用“包括”或“具有”及其变型意在涵盖下文中陈列的条目及其等同物以及附加条目。除非另有指定或限制，否则术语“安装”、“连接”、“支撑”和“联接”及其变型被广泛地使用并且涵盖直接安装和间接的安装、连接、支撑和联接。此外，“连接”和“联接”不限于物理或机械的连接或联接。

并且，第一方面，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制；第二方面，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

附图1至图4示出了依本发明的一较佳实施例的一种水声换能器，其包括一壳体10、一背衬20、一压电元件30、一匹配层40以及一透声层50，所述壳体10具有一壳体空间11和连通于所述壳体空间11的一壳体开口12，所述背衬20、所述压电元件30、所述匹配层40和所述透声层50依次层叠，所述背衬20、所述压电元件30、所述匹配层40和所述透声层50均被收容于所述壳体10的所述壳体空间11，并且所述透声层50封闭所述壳体10的所述壳体开口12。也即，一方面，所述背衬20隔离所述压电元件30和所述壳体10的内壁，所述背衬20用于吸收声信号并将其衰减至最小，另一方面，在所述水声换能器处于水中时，所述背衬20支撑所述压电元件30、所述匹配层40和所述透声层50，满足所述水声换能器在不同水压环境中的使用需要。

与现有技术的水声换能器的背衬不同的是，在本发明的所述水声换能器中，所述背衬20包括至少两单体层21和至少一胶合层22，所述胶合层22用于粘接相邻两个所述单体层21，以使这些所述单体层21被叠层地布置，这样，所述背衬20的这些所述单体层21可以选用不同的材料，以优化所述背衬20的声阻抗性能，并使得所述背衬20的声阻抗梯度可以根据所述水声换能器的实际需要被设计，例如，通过改变各个所述单体层21的材料可以使得所述背衬20具有不同的声阻抗梯度，从而所述水声换能器能够实现声波的梯度变化，以改善所述水声换能器的宽带和灵敏度。

值得一提的是，所述背衬20的参数与所述水声换能器的参数直接相关，因此需要根据所述水声换能器的类型（例如，发射专用换能器、接收专用换能器、收发并用换能器）、工作频率（高频、中频、低频）、宽带要求（宽带、窄带）、发射响应和灵敏度要求、耐水压要求等，基于KLM传输线理论（即，换能器传输线理论）、波动理论（入射、折射、发射），确定所述背衬20的声阻抗梯度以及所述背衬20的厚度，通过采用两个以上的所述单体层21层叠布置的方式制作所述背衬20，使得所述背衬20的声阻抗梯度和所述背衬20的厚度能够容易地满足不同所述水声换能器的实际需要。

所述水声换能器的性能具备频率依赖性，即，同一种结构的所述水声换能器，如果频率不一致，则导致所述水声换能器的性能也不相同，其中所述背衬20在所述水声换能器的频率中起到了关键作用，因此所述背衬20的属性将依据配套使用的所述水声换能器的频率、尺寸进行调整，调整的内容包括所述背衬20的厚度以及所述背衬20的每个所述单体层21的厚度、材料，通过采用两个以上的所述单体层21层叠布置的方式制作所述背衬20，使得所述背衬20的上述内容可以较为容易地被调整。

声阻抗梯度变化是指声阻抗线性增加或减少，也指声阻抗曲线震荡变化。本领域技术人员应当理解，材料的声阻抗率的值为材料密度和声速的乘积，即，，从该公式中可以看出，声阻抗率和材料密度成正比关系，在声速没有明显变化时，提高材料的密度就可以提高声阻抗率，通过采用两个以上的所述单体层21层叠布置的方式制作所述背衬20，使得所述背衬20的声阻抗梯度能够被容易地控制，以满足不同所述水声换能器的实际需要。

优选地，所述水声换能器的所述背衬20包括n个所述单体层21，其中n的数值范围为：n≥3，如此所述背衬20可以具有丰富的声阻抗变化。例如，在本发明的所述水声换能器的一些具体示例中，所述背衬20的声阻抗变化方式为声阻抗自一侧向另一侧依次递增或递减，即，。在本发明的所述水声换能器的另一些具体示例中，所述背衬20的声阻抗变化方式为内部声阻抗最高、由内向外依次递减，即，/>。在本发明的所述水声换能器的另一些具体示例中，所述背衬20的声阻抗变化方式为内部声阻抗最低、由内向外依次递增，即，/>。

附图5至图10示出了所述背衬20的制作过程。

参考附图5，叠层地布置两个以上的所述单体层21，其中相邻两个所述单体层21之间设置有胶水。例如，在本发明的一些实施例中，首先，分别在每个所述单体层21涂抹胶水，其次，将这些所述单体层21叠层地布置，从而在相邻两个所述单体层21之间设置有胶水。在本发明的另一些实施例中，首先，在下层的所述单体层21的上表面涂抹胶水，其次，将另一个所述单体层21叠置于被施涂有胶水的所述单体层21的上表面，如此反复，这些所述单体层21被叠层地布置，并且在相邻两个所述单体层21之间设置有胶水。

值得一提的是，每个所述单体层21的材料和厚度以及所述单体层21的层数根据所述背衬20的设计需要被选择，本发明在这方面不受限制。例如，在附图5示出的阶段，五个所述单体层被层叠地布置，这样，在所述背衬20被制作完成后，所述背衬20为九层结构，即，所述背衬20包括五个所述单体层21和四个所述胶合层22，每个所述胶合层22的相对两侧均是一个所述单体层21。

值得一提的是，被设置于相邻两个所述单体层21之间的胶水的类型在本发明中不受限制。例如，在本发明的一些具体示例中，被设置于相邻两个所述单体层21之间的胶水可以是环氧类胶水、丙烯酸类胶水、橡胶类胶水等。优选地，被设置于相邻两个所述单体层21之间的胶水可以是宽温慢干型胶水。

还值得一提的是，在所述单体层21涂抹胶水的具体方式在本发明中不受限制。例如，在本发明的一个具体示例中，胶辊可以被用于将胶水涂抹于所述单体层21。

参考附图6和图7，将叠层地布置的这些所述单体层21置于一个承托平台100上，使用压头200施加压力至这些所述单体层21，以使这些所述单体层21被压实。可以理解的是，所述承托平台100的承托面101的形状和所述压头200的施压面201的形状决定了所述背衬20的相对两侧的形状，例如，在附图6和图7示出的阶段，所述承托平台100的所述承托面101和所述压头200的所述施压面201均为平面，且所述承托平台100的所述承托面101和所述压头200的所述施压面201相互平行，因此，所述背衬20的相对两侧为相互平行的平面，即，所述背衬20整体呈平板状。

还可以理解的是，所述承托平台100和所述压头200相互配合施加于这些所述单体层21的压力根据所述背衬20的设计参数（例如，整体厚度、声阻抗梯度）和每个所述单体层21的材料类型来选择。在这些叠层地布置的所述单体层21的压缩量达到设计值后，所述承托平台100和所述压头200相互配合对被压缩后的这些所述单体层21进行保压，即，所述承托平台100和所述压头200向这些叠层地布置的所述单体层21施加的压力为恒定压力，以使这些被叠层地布置的所述单体层21持续地受压，且受到的压力不再增加。接着，允许一温控部300循环地产生高温和低温，以使被压缩后且处于保压过程中的这些所述单体层21的温度变化的方式为高低温循环，通过这样的方式，这些所述单体层21的变形量能够确保一致，以方便地控制所述背衬20作为一个整体的变形量。例如，在一个具体示例中，所述承托平台100和所述压头200相互配合向这些所述单体层21施加的压力大于10Mpa，所述温控部300产生高温时的温度为60℃，产生低温时的温度为-30℃，这样，被装配有所述背衬20的所述水声换能器可以在水深为1000米的环境中工作，且水温范围为-30℃-60℃。

值得一提的是，在所述承托平台100和所述压头200相互配合对被压缩后的这些叠层地布置的所述单体层21进行保压的时间以及使这些叠层地布置的所述单体层21的温度以高低温循环变化的时间，根据被设置于相邻两个所述单体层21之间的胶水的固化时间来确定。

在本发明的一个具体示例中，参考附图6和图7，所述温控部300被设置于所述压头200，且所述温控部300远离这些所述单体层21，例如，所述温控部300被设置于所述压头200的远离所述施压面201的一侧，如此所述温控部300产生的热量经所述压头200传导至这些所述单体层21，这样，热量的传导效率能够被保证。可以理解的是，由于所述温控部300循环地产生高温和低温，所以所述压头200传导热量的方式也是高低温循环传导，即，所述压头200自身的温度也呈现高低温循环变化。

可选地，在本发明的再一些具体示例中，所述温控部300可以被设置于所述承托平台100，且所述温控部300远离这些所述单体层21，例如，所述温控部300被设置于所述承托平台100的远离所述承托面101的一侧，如此所述温控部300产生的热量经所述压头200传导至这些所述单体层21，这样，热量的传导效率能够被保证。可以理解的是，由于所述温控部309循环地产生高温和低温，所以所述承托平台100传导热量的方式也是高低温循环传导，即，所述承托平台100自身的温度也呈现高低温循环变化。

可选地，在本发明的另一些具体示例中，所述承托平台100和所述压头200均被设置有所述温控部300，并且设置于所述承托平台100的所述温控部300和设置于所述压头200的所述温控部300均远离这些所述单体层21，如此设置于所述承托平台100的所述温控部300产生的热量经所述承托平台100传导至这些所述单体层21，设置于所述压头200的所述温控部300产生的热量经所述压头200传导至这些所述单体层21，这样，热量的传导效率能够被保证，并且这些所述单体层21的底部和顶部能够均匀地受热，以有利于控制所述背衬20的整体品质。

可选地，在本发明的另一些具体示例中，所述温控部300独立于所述承托平台100和所述压头200，在所述承托平台100和所述压头200相互配合压缩这些叠层地布置的所述单体层21且对被压缩后的这些所述单体层21进行保压时，所述温控部300循环地产生高温和低温，并且所述温控部300产生的热量经空气传导至这些所述单体层21。

值得一提的是，在本发明的这个具体示例中，参考附图6和图7，在所述承托平台100和所述压头200相互配合压缩这些叠层的所述单体层21达到设计的压缩量后，使被保压的这些所述单体层21的温度高低温循环变化。在本发明的其他具体示例中，在所述承托平台100和所述压头200相互配合压缩这些叠层的所述单体层21达到设计的压缩量的过程中，使这些所述单体层21的温度高低温循环变化，即，压缩这些叠层的所述单体层21的过程和使这些所述单体层21的温度高低温循环变化的过程是同步的。

可以理解的是，由于这些叠层地布置的所述单体层21受到的压力过大或者温度范围过大可能会导致这些所述单体层21和/或所述胶合层22开裂，为了确保这些所述单体层21被压实，在所述承托平台100和所述压头200相互配合对被压缩后的这些叠层地布置的所述单体层21进行保压以及使这些的所述单体层21的温度高低温循环变化的过程中，使用填充剂400填充开裂的所述单体层21和/或所述胶合层22，参考附图8，通过这样的方式，各个所述单体层21的内部应力能够被均匀地释放。

值得一提的是，在所述承托平台100和所述压头200相互配合对被压缩后的这些叠层地布置的所述单体层21进行保压以及使这些的所述单体层21的温度高低温循环变化的过程中，向开裂的所述单体层21和/或所述胶合层22填充填充剂的具体方式在本发明中不受限制。例如，在本发明的一个具体示例中，向所述承托平台100和所述压头200之间的间隙加入流体状的所述填充剂400，且所述填充剂400环绕于这些所述单体层21，如果所述单体层21和/或所述胶合层22存在开裂情况，则所述填充剂400的流动性使得所述填充剂400可以渗入到所述单体层21和/或所述胶合层22的开裂位置，以实现对开裂的所述单体层21和/或所述胶合层22的填充。

可选地，在本发明的其他实施例中，在所述承托平台100和所述压头200相互配合压缩这些叠层的所述单体层21达到设计的压缩量且胶水固化形成所述胶合层22后，将所述压头200移离所述承托平台100的上方，检查位于所述背衬20的最上层的所述单体层21和最下层的所述单体层21是否存在开裂情况，如果位于所述背衬20的最上层的所述单体层21和最下层的所述单体层21不存在开裂情况，则所述背衬20制作完成，即，所述背衬20不需要被进行填充步骤，如果位于所述背衬20的最上层的所述单体层21和最下层的所述单体层21存在开裂情况，则使用所述填充剂400填充所述单体层21的开裂位置，所述填充剂400的流动性使得所述填充剂400可以沿着开裂位置渗入到所述背衬20的内部，以实现对开裂的所述单体层21和/或所述胶合层22的填充，随后，允许所述承托平台100和所述压头200相互配合继续对所述背衬20进行热压，所述承托平台100和所述压头200对所述背衬20施加的压力与保压时的压力一致，所述背衬20的温度变化方式为高低温循环，以固化所述填充剂400并释放所述背衬20的内部应力，以得到所述背衬20。

还值得一提的是，所述填充剂400的类型在本发明中不受限制，例如，所述填充剂400可以是柔性的胶水，也可以是硬性的胶水，胶水可以是环氧树脂、聚氨酯、速干胶等。优选地，所述填充剂400的类型与被设置于相邻两个所述单体层21之间的胶水的类型一致，以有利于将所述背衬20的声阻抗梯度控制在设计范围。

参考附图9和图10，在被设置于相邻两个所述单体层21的胶水以及所述填充剂400固化后，制得所述背衬20，此时，在所述压头200移离所述承托平台100的上方后，所述背衬20的形状也不会发生改变。可以理解的是，由于所述承托平台100的所述承托面101和所述压头200的施压面201均为平面，且所述承托平台100的所述承托面101和所述压头200的所述施压面201相互平行，因此，所述背衬20的相对两侧为相互平行的平面，即，所述背衬20的整体呈平板状。所述背衬20的边缘可以被切割，以使所述背衬20的形状满足所述水声换能器的实际装配需要。例如，所述背衬20的边缘可以被切割成直边，以使所述背衬20形成如附图11所示的长方体。可选地，所述背衬20的边缘也可以被切割成圆形，以使所述背衬20形成圆柱体。切割所述背衬20的边缘的方式可以是激光切割、水切割、冲压等。

根据需要，所述背衬20也可以被制作成如图12所示的半圆管型、如图13所示的半椭圆管型、如图14所示的波浪型、如图15所示的阶梯型。例如，如果需要将所述背衬20制作成如图12所示的半圆管型，则在图6至图8示出的阶段，所述承托平台100的所述承托面101为半圆形凸面，所述压头200的所述施压面201为半圆形凹面，所述承托平台100的所述承托面101和所述压头200的所述施压面201相互配合将这些叠层地布置的所述单体层21压实成如图12所示的半圆管型。

依本发明的另一个方面，本发明进一步提供所述背衬20的制造方法，其中所述背衬20的制造方法包括如下步骤：

S1，叠层地布置两个以上的所述单体层21，其中相邻两个所述单体层21之间设置有胶水；和

S2，热压这些叠层地布置的所述单体层21，以在固化胶水的过程中释放各个所述单体层21的形变应力，其中位于相邻两个所述单体层21之间的胶水形成所述胶合层20，供粘接相邻两个所述单体层21，以制得所述背衬20。

也就是说，本发明的所述背衬20的制造方法采用热压这些叠层地布置的所述单体层21的方式制作所述背衬20，在热压这些叠层地布置的所述单体层21的过程中，位于相邻所述单体层21之间的胶水固化形成所述胶合层22，并且在这个过程中，各个所述单体层21的形变应力被释放，通过这样的方式，一方面，所述背衬20可以由两种以上的材料制作，以优化所述背衬20的声阻抗性能，再一方面，所述背衬20的声阻抗梯度就可以根据所述水声换能器的实际需要被设计，例如，通过改变各个所述单体层21的材料可以使得所述背衬20具有不同的声阻抗梯度，这样，所述水声换能器可以实现声波的梯度衰减，改善所述水声换能器的宽带和灵敏度，另一方面，所述背衬20可以具有宽频工作范围，第四方面，所述背衬20可以均衡发射和接收性能，满足所述水声换能器在不同工作条件和环境中的需求，第五方面，所述背衬20的整体厚度尺寸可以根据所述水声换能器的实际需要被设计。

优选地，在相邻两个所述单体层21之间设置胶水的方式在本发明的所述背衬20的制造方法中不受限制，例如，在一些实施例中，首先，分别在每个所述单体层21涂抹胶水，其次，将这些所述单体层21叠层地布置，从而在相邻两个所述单体层21之间设置有胶水。在另一些实施例中，首先，在下层的所述单体层21的上表面涂抹胶水，其次，将另一个所述单体层21叠置于被施涂有胶水的所述单体层21的上表面，以使这些所述单体层21被叠层地布置，并且在相邻两个所述单体层21之间设置有胶水。

进一步地，在所述步骤S2中，施加于这些叠层地布置的所述单体层21的压力为恒定压力，这些叠层地布置的所述单体层21的温度变化的方式为高低温循环。本发明的所述背衬20的制造方法采用恒定压力施加压力于这些叠层地布置的所述单体层21和使这些叠层地布置的所述单体层21的温度高低温循环变化，这样，各个所述单体层21的形变应力能够被有效地释放，使得各个所述单体层21具有足够的粘合力和热稳定性，保证所述背衬20适应宽温工作范围。例如，在本发明的所述背衬20的制造方法的一个具体示例中，这些叠层地布置的所述单体层21受到的压力大于10Mpa，高温时的温度为60℃，低温时的温度为-30℃，这样，装配有所述背衬20的所述水声换能器可以在水深为1000米的环境中工作，且水温范围为-30℃-60℃。

值得一提的是，在所述步骤S2中，向这些叠层地布置的所述单体层21施加压力的过程和使这些所述单体层21的温度高低温循环变化的过程可以是同步的，也可以是异步的，其根据需要被选择。例如，在本发明的所述背衬20的制造方法的一些具体示例中，在所述步骤S2中，在对这些叠层地布置的所述单体层21施加压力，使这些叠层地布置的所述单体层21被压缩的过程中，使这些所述单体层21的温度高低温循环变化。在本发明的所述背衬20的制造方法的再一些实施例中，在所述步骤S2中，在对这些叠层地布置的所述单体层21施加压力，使这些叠层地布置的所述单体层21被压缩后且在保压时，使这些所述单体层21的温度高低温循环变化。在本发明的所述背衬20的制造方法的另一些实施例中，在所述步骤S2中，首先，允许所述压头200交替循环地产生高温和低温，其次，允许所述压头200施加压力至这些叠层地布置的所述单体层21，以热压这些叠层地布置的所述单体层21而制得所述背衬20。

进一步地，在所述步骤S2中，使用所述填充剂400填充开裂的所述单体层21和/或所述胶合层22，如此所述背衬20可以具有较高的结构强度，受压之后变形量小，所述背衬20能够为所述水声换能器的所述压电元件30、所述匹配层40和所述透声层50等前端模块提供足够的支撑力，满足所述水声换能器在不同水压环境中的使用要求。优选地，所述填充剂400是胶水，并且胶水的类型与布置在相邻两个所述单体层21之间的胶水的类型相同。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (12)

1.水声换能器的背衬的制造方法，其特征在于，所述背衬的制造方法包括如下步骤：

S1，叠层地布置两个以上的单体层，其中相邻两个所述单体层之间设置有胶水；和

S2，热压这些叠层地布置的所述单体层，以在固化胶水的过程中释放各个所述单体层的形变应力，其中位于相邻两个所述单体层之间的胶水形成胶合层，供粘接相邻两个所述单体层，以制得所述背衬。

2.根据权利要求1所述的背衬的制造方法，其特征在于，在所述步骤S2中，施加于这些叠层地布置的所述单体层的压力为恒定压力，使这些叠层地布置的所述单体层的温度变化的方式为高低温循环。

3.根据权利要求2所述的背衬的制造方法，其特征在于，在所述步骤S2中，在对这些叠层地布置的所述单体层施加压力，以使这些叠层地布置的所述单体层被压缩的过程中，采用高低温循环的方式使这些叠层地布置的所述单体层的温度发生变化。

4.根据权利要求2所述的背衬的制造方法，其特征在于，在所述步骤S2中，在对这些叠层地布置的所述单体层施加压力，以使这些叠层地布置的所述单体层被压缩后且在保压时，采用高低温循环的方式使这些叠层地布置的所述单体层的温度发生变化。

5.根据权利要求3所述的背衬的制造方法，其特征在于，在所述步骤S2中，首先，允许压头交替循环地产生高温和低温，其次，允许所述压头施加压力至这些叠层地布置的所述单体层，以热压这些叠层地布置的所述单体层而制得所述背衬。

6.根据权利要求4所述的背衬的制造方法，其特征在于，在所述步骤S2中，首先，允许压头施加压力至这些叠层地布置的所述单体层，其次，允许所述压头交替循环地产生高温和低温，以热压这些叠层地布置的所述单体层而制得所述背衬。

7.根据权利要求3所述的背衬的制造方法，其特征在于，在所述步骤S2中，在允许压头施加压力至这些叠层地布置的所述单体层的过程中，允许所述压头附近的温控部交替循环地产生高温和低温。

8.根据权利要求4所述的背衬的制造方法，其特征在于，在所述步骤S2中，首先，允许压头施加压力至这些叠层地布置的所述单体层，其次，允许所述压头附近的温控部交替循环地产生高温和低温。

9.根据权利要求4、6或8所述的背衬的制造方法，其特征在于，使用填充剂填充开裂的所述单体层；和/或，使用填充剂填充开裂的所述单体层和所述胶合层。

10.根据权利要求8所述的背衬的制造方法，其特征在于，所述填充剂是胶水，并且胶水的类型与布置在相邻两个所述单体层之间的胶水的类型相同。

11.根据权利要求1至8中任一所述的背衬的制造方法，其特征在于，在所述步骤S1中，首先，分别在每个所述单体层涂抹胶水，其次，将这些所述单体层叠层地布置，从而在相邻两个所述单体层之间设置有胶水。

12.根据权利要求1至8中任一所述的背衬的制造方法，其特征在于，在所述步骤S1中，首先，在下层的所述单体层的上表面涂抹胶水，其次，将另一个所述单体层叠置于被施涂有胶水的所述单体层的上表面，以使这些所述单体层被叠层地布置，并且在相邻两个所述单体层之间设置有胶水。