CN203482380U - 一种大深度收发合置换能器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种大深度收发合置换能器，属于水声技术领域。换能器包括法兰、换能器圆环、支撑板、油膜和油膜保护盖；换能器圆环的两端分别与法兰和支撑板固定连接，换能器圆环的一端由法兰完全封闭，换能器圆环的另一端由支撑板的中心孔与外界贯通，换能器圆环的外表面硫化一层橡胶层，油膜通过油膜保护盖的水平凸沿固定在支撑板的下表面，油膜的边缘与橡胶层硫化成一体，油膜将支撑板的中心孔完全封闭，使换能器圆环内部形成封闭的油腔，油腔内充满油液；电缆通过法兰从换能器圆环引出与外部设备连接。本实用新型既可以在超过8000米大深度环境下安全工作，同时能保持换能器的良好性能。

Description

一种大深度收发合置换能器

技术领域

实用新型涉及一种大深度换能器，属于水声技术领域。

背景技术

海洋的开发和利用逐步从浅海走向深海，而换能器是海洋活动中所用声纳设备的基本部分，因此深海用换能器的需求也提上日程。现有深水用换能器为实现在大深度环境下使用，部分在换能器结构中采用内部充气囊的结构形式，

这种气囊根据工作深度有一定的压强，换能器的性能随着水深的不同换能器的性能变化比较大，不适合做大深度使用。或者采用溢流圆环形式，即在换能器圆环外部包覆橡胶，内部和外部水可以自由流通，这种结构形式的换能器虽然可以在大深度条件下使用，但其发射能量会被溢流腔体振动和径向振动分散，

使换能器工作效能大大降低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种大深度收发合置换能器，既可以在超过8000米大深度环境下安全工作，同时能保持换能器的良好性能。

本实用新型的大深度收发合置换能器包括法兰、换能器圆环、支撑板、油膜和油膜保护盖；其中，支撑板为带中心孔的圆形板，油膜保护盖具有水平的凸沿，凸沿用于与支撑板实现连接，油膜保护盖的底面上开有进水孔；

其连接关系为：换能器圆环的两端分别与法兰和支撑板固定连接，换能器圆环的一端由法兰完全封闭，换能器圆环的另一端由支撑板的中心孔与外界贯通，换能器圆环的外表面硫化橡胶层，橡胶层起到对换能器圆环的密封和透声作用，油膜通过油膜保护盖的水平凸沿固定在支撑板的下表面，油膜的边缘与橡胶层硫化成一体，油膜将支撑板的中心孔完全封闭，使换能器圆环内部形成封闭的油腔，油腔内充满油液；油膜保护盖的内表面与油膜外表面之间留有间隙；电缆通过法兰从换能器圆环引出与外部设备连接。

进一步的，油膜采用橡胶材料制成，油膜的厚度为1-3毫米，橡胶层的厚度为5-8毫米。

工作原理：换能器处于发射状态时，换能器圆环把电能转换成机械振动能，从而推动水介质进行振动，辐射声能；当它处于接收状态时，换能器圆环的机械振动系统受到水中声压的作用而产生振动，换能器圆环把机械振动能转换成电振荡的能量通过电缆传输给外部设备。

当此换能器整体工作在大深度水域时，海水通过油膜保护盖上的进水孔进入到油膜部分的外表面，由于油膜本身具有弹性，因此油膜产生一定的形变将压力传递到换能器内部腔体的油液上，进而换能器圆环内部就受到和外部大小一样的压力，达到了压力平衡。

有益效果：

1、本实用新型的换能器通过油膜向油液传递海水压力，巧妙的利用了连通器的原理，通过了国家海洋计量中心的压力罐中80MPa（等效于8000米）的静水压力试验，因此能保证换能器在大深度水域长时间安全工作。

2、本实用新型的换能器在浅水中使用和在深水中使用声学性能变化较小，其变化幅度不超过15%，保证了换能器的深水条件下的工作效能。

3、本实用新型的换能器工作带宽为8kHz-16kHz，带内起伏小于6dB，最大发射响应可达143dB，最高接收灵敏度-183dB，因此能保证换能器在大深度条件下的工作灵敏度。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

其中，1-电缆，2-法兰、3-换能器圆环、4-橡胶层、5-油液、6-支撑板、7-油膜、8-油膜保护盖、9-进水孔。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。

如附图1所示，本实用新型提供了一种大深度收发合置换能器，包括法兰2、换能器圆环3、支撑板6、油膜7和油膜保护盖8；其中，支撑板6为带中心孔的圆形板，油膜保护盖8具有水平的凸沿，凸沿用于与支撑板实现连接，油膜保护盖8的底面上开有进水孔9；

其连接关系为：换能器圆环3的两端分别与法兰2和支撑板6固定连接，换能器圆环3的一端由法兰2完全封闭，换能器圆环3的另一端由支撑板6的中心孔与外界贯通，换能器圆环3的外表面硫化橡胶层4，橡胶层4起到对换能器圆环3的密封和透声作用，油膜7通过油膜保护盖8的水平凸沿固定在支撑板6的下表面，以上的固定形式均是由螺栓固定，油膜7的边缘与橡胶层4硫化成一体，油膜7将支撑板6的中心孔完全封闭，使换能器圆环3内部形成封闭的油腔，油腔内充满油液5；油膜保护盖8的内表面与油膜7外表面之间留有间隙；电缆1通过法兰2从换能器圆环3引出与外部设备连接。

本实施例中，油膜7采用橡胶材料制成，油膜的厚度为3毫米，橡胶层的厚度为5毫米，换能器圆环3硫化橡胶层4后的直径为99mm，谐振频率为10.8kHz；油液5通过法兰2上的电缆接口充入到油腔内，油液5充满后对油腔抽真空，由电缆1实现对电缆接口的密封。

工作原理：换能器处于发射状态时，换能器圆环3把电能转换成机械振动能，从而推动水介质进行振动，辐射声能；当它处于接收状态时，换能器圆环3的机械振动系统受到水中声压的作用而产生振动，换能器圆环3把机械振动能转换成电振荡的能量通过电缆1传输给外部设备。

当此换能器整体工作在大深度水域时，海水通过油膜保护盖8上的进水孔9进入到油膜部分的外表面，由于油膜7本身具有弹性，因此油膜7产生一定的形变将压力传递到换能器内部腔体的油液5上，进而换能器圆环3内部就受到和外部大小一样的压力，达到了压力平衡。

Claims (5)

1.一种大深度收发合置换能器，其特征在于，所述换能器包括法兰（2）、换能器圆环（3）、支撑板（6）、油膜（7）和油膜保护盖（8）；其中，支撑板（6）为带中心孔的圆形板，油膜保护盖（8）具有水平的凸沿；油膜保护盖（8）的底面上开有进水孔（9）；

其连接关系为：换能器圆环（3）的两端分别与法兰（2）和支撑板（6）固定连接，换能器圆环（3）的一端由法兰（2）完全封闭，换能器圆环（3）的另一端由支撑板（6）的中心孔与外界贯通，换能器圆环（3）的外表面硫化橡胶层（4），油膜（7）通过油膜保护盖（8）的水平凸沿固定在支撑板（6）的下表面，以上的油膜（7）的边缘与橡胶层（4）硫化成一体，油膜（7）将支撑板（6）的中心孔完全封闭，使换能器圆环（3）内部形成封闭的油腔，油腔内充满油液（5）；油膜保护盖（8）的内表面与油膜（7）外表面之间留有间隙；电缆（1）通过法兰（2）从换能器圆环（3）引出与外部设备连接。

2.如权利要求1所述的大深度收发合置换能器，其特征在于所述固定形式均是由螺栓固定。

3.如权利要求1或2所述的大深度收发合置换能器，其特征在于所述油膜（7）采用橡胶材料制成。

4.如权利要求3所述的大深度收发合置换能器，其特征在于所述油膜（7）的厚度为1-3毫米。

5.如权利要求4所述的大深度收发合置换能器，其特征在于所述橡胶层（4）的厚度为5-8毫米。

Images