CN203688064U - 一种基于pvdf的振弦式次声波传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于PVDF的振弦式次声波传感器，属于压电检测器件技术领域。本实用新型包括弦马Ⅰ、振弦、导轨、弦马Ⅱ、PVDF压电薄膜、弹性膜片、固定支架，所述固定支架包括夹弦装置Ⅰ、钢板Ⅰ、右侧底板、夹弦装置Ⅱ、钢板Ⅱ、环形部分；其中弦马Ⅰ装于弹性膜片的圆心处，振弦由夹弦装置Ⅰ/Ⅱ固定并由弦马Ⅰ/Ⅱ支撑，导轨安装于右侧底板上，弦马Ⅱ安装于导轨上，弹性膜片的下侧粘贴有PVDF压电薄膜，右侧底板位于固定支架的右侧，环形部分位于固定支架的左侧，钢板Ⅰ/Ⅱ位于固定支架的两端，夹弦装置Ⅰ/Ⅱ分别焊接在钢板Ⅰ/Ⅱ上。本实用新型提高了传感器的灵敏度和在低频段的抗干扰能力，且使传感器体积小、量程可调。

Description

一种基于PVDF的振弦式次声波传感器

技术领域

本实用新型涉及一种基于PVDF的振弦式次声波传感器，属于压电检测器件技术领域。

背景技术

近年以来，随着学者们的深入研究以及科学技术的不断发展，人们对于次声波有了逐渐深入的认识和理解，并随着计算机技术、电子技术和网络技术的日益成熟，次声波的应用越来越广泛，目前主要应用在定位救援、次声武器、自然灾害预测预警和次声医疗等领域。随着次声波的广泛应用，用于检测次声波的次声波传感器就显得越来越重要。 

目前使用最为广泛的次声波传感器多为电容、电感式次声波传感器，但是现有次声波传感器还存在一些诸如灵敏度低、频率范围小、体积大、不便于安装和对环境要求高等缺点，因此需要一种新型的次声波传感器能够改善现存的不足。

发明内容

本实用新型提供了一种基于PVDF的振弦式次声波传感器，以用于克服现有次声波传感器存在的灵敏度低、频率范围小、体积大、不便于安装和对环境要求高等不足。

本实用新型的技术方案是：一种基于PVDF的振弦式次声波传感器，包括弦马Ⅰ1、振弦2、导轨3、弦马Ⅱ4、PVDF压电薄膜7、弹性膜片8、固定支架，所述固定支架包括夹弦装置Ⅰ5、钢板Ⅰ6、右侧底板9、夹弦装置Ⅱ11、钢板Ⅱ12、环形部分13；其中弦马Ⅰ1装于弹性膜片8的圆心处，作为接收元件的振弦2由夹弦装置Ⅰ5和夹弦装置Ⅱ11固定并由弦马Ⅰ1和弦马Ⅱ4支撑，导轨3安装于右侧底板9上且设有刻度，弦马Ⅱ4安装于导轨3上，弹性膜片8的下侧粘贴有PVDF压电薄膜7，右侧底板9位于固定支架的右侧，环形部分13位于固定支架的左侧，钢板Ⅰ6、钢板Ⅱ12位于固定支架的两端，弦装置Ⅰ5和夹弦装置Ⅱ11分别焊接在钢板Ⅰ6、钢板Ⅱ12上。

所述振弦2为钢弦。

所述固定支架为钢板结构；其中环形部分13的直径与弹性膜片8的直径相同，环形部分13侧边开有用于导线引出的小孔。

所述夹弦装置Ⅰ5和夹弦装置Ⅱ11为锥形栓夹弦装置，由锥形栓17、防松螺母18、调整螺母19、支架20、有锥形空的圆栓套21构成；其中振弦2被夹紧在两个半圆形的锥形栓17的轴心中，锥形栓17放入开有锥形空的圆栓套21中，再把圆栓套21放入支架20圆孔中，防松螺母18、调整螺母19位于圆栓套21的两端。

还包括安装于导轨3内的蜗轮轴14、螺母15，一端位于导轨3内的蜗杆16；其中蜗轮轴14位于蜗轮中心处，涡轮轴14外部有螺纹，螺母15套在蜗轮轴14上，蜗杆16与蜗轮咬合，弦马Ⅱ4固定于螺母15上。

还包括蜗杆旋钮10，其中蜗杆旋钮10固定在伸出导轨3外的蜗杆16的一端，便于转动蜗杆16。

所述弦马Ⅰ1与弦马Ⅱ4之间的弦长为振弦2的有效弦长。

所述PVDF压电薄膜7的粘贴位置满足                                               

；其中为微单元的电荷量，d ₃₁、d ₃₂为PVDF压电薄膜7的压电常数。

所述弹性膜片8的半径R与厚度h之间的关系为：

；其中E为弹性膜片8的弹性模量，F为作用于弹性膜片8的外力、v为弹性膜片8的泊松比。

本实用新型的工作原理是：

其振弦2作为接收元件能够全方位地接收次声波并产生振动，振动通过弦马Ⅰ传递给弹性膜片8，弹性膜片8的振动可引起贴在弹性膜片8上的PVDF压电薄膜7响应，PVDF压电薄膜7具有良好的压电特性可将接收到的振动频率的变化转变为电荷量的变化，其输出的电荷量与所受到的应变量成正比，故通过检测电荷量的变化就可以检测次声波频率的变化。此外振弦2的有效长度由两个弦马确定，其中弦马Ⅱ4可在一定范围内移动，使振弦2的有效长度可调，从而使设计的传感器量程可调（转动蜗杆旋钮10可使弦马Ⅱ4在导轨3上移动从而改变振弦2的有效弦长，使该传感器量程可调；若没有蜗杆旋钮10，则直接通过弦马Ⅱ4在导轨3上移动从而改变振弦2的有效弦长，使该传感器量程可调）。 

本实用新型的数学模型分析如下：

本实用新型的振弦2的质量对传感器的精度、灵敏度和稳定性起着至关重要的作用，对振弦2的设计如下：对于两端固定的振弦2，其振动方程为：

                                                    （1）

由于振弦2的两端固定，在边界处振弦2的位移为零，已知振弦2的长度为l，振弦2的边界条件可以写为：

                                                      （2）

当振弦2自某一初始状态y=y ₀(x)作自由振动时，一般同时有许多振动频率，这些频率可由振动公式和边界条件得到： 

                                                        （3）

这一系列固有频率f _n 对应的振动位移为：                    

                                       （4）

式（4）中，B _n ，φ _n 是与第n次振动相对应的待定系数，可以根据初始条件求得。基频振动是振弦2最稳定的振动形式，即n=1时，频率为： 

                                              （5）

以上各式中，y是振动位移，x是振弦的一段长度，T为振弦2张紧力；

为振弦2的线密度，

=

s，

为振弦2的密度，s为振弦2的横截面积；t为时间；l为振弦2的长度；E ₁为振弦2的弹性模量；

为振弦2的内应力。

由式（5）易知，通过加大振弦2的长度、增大振弦2的半径可以降低振弦2的频率，从而提高传感器对低频的敏感度。根据式（5）亦可知弹性模量高的材料有助于提高传感器的灵敏度，因此经计算和实验选择杨氏弹性模量为E=200Gpa，密度ρ=7.93g/cm ³ 的OCr₁₈Ni₉不锈钢弦作为传感器的振弦2。然后设置振弦2的张紧力为0.1N，根据式（5）对弦径为0.60 mm、0.80 mm、1.00mm、1.20 mm，长度为分别为200mm、400mm、600mm、800mm、1000mm的振弦2的基频频率进行计算，通过比较计算结果得出弦径为1.20mm，弦长为1000mm的振弦2具有较好的低频特性、较小的绝对误差和相对误差，提高了传感器整体的灵敏度和稳定性。

本实用新型对弹性膜片8（如：圆平膜片）的设计如下：

对于弹性膜片8，根据大挠度理论和小挠度理论得出平膜片的位移方程：

                                           （6）

弹性膜片8位移的最大相对非线性误差为：

                                           （7）

式（7）中，w _m 为弹性膜片8上的最大挠度；△w _max 为挠度线性偏移的最大偏移量。该式说明w _m /h的比值决定了最大相对非线性误差的大小。因为w _m /h≤0.5同时要求膜片的最大相对非线性误差不大于0.1%，通过计算取w _m /h=0.06，此时△w _max  /w _m =0.084%，符合要求。

弹性膜片8固有频率计算公式为：

                                                         （8）

式（8）中，m、k和

分别表示弹性膜片8的质量、刚度和无阻尼固有频率。

刚度是弹性膜片8产生单位位移所需要的力的大小。

                                                 （9）

式（9）中，w、F分别表示弹性膜片8产生的形变和作用于弹性膜片8的外力。

弹性膜片8最大挠度公式为：

                                                （10）

以上各式中，p为均布载荷在半径为r ₀的范围内施加的力，v为弹性膜片8的泊松比、w _m 为弹性膜片8的最大挠度、F为作用于弹性膜片8的外力、h为弹性膜片8的厚度、E为弹性膜片8的弹性模量、R为弹性膜片8的半径。

联立式（9）和式（10），得出弹性膜片8的刚度为：

                         （11）

由式（8）（11）知，弹性膜片8的半径越大，刚度越小，固有频率越低，传感器的灵敏度也会越高，但若半径过大，存在材料不易获取、加工困难等局限，故弹性膜片8半径的选择应考虑全面。

由式（10）及已求出的

易知： 

                                          （12）

则可计算出弹性膜片8半径R与厚度h之间的关系为：

                                                   （13）

对于周边固支架，半径为R，厚度为h，在半径为r ₀的同心圆内承受均布载荷的弹性膜片8，中心的应力(r ₀<0.588R)为：

                                   （14）

取F _m =6×10^-4 N，已知弹性薄膜（如：聚酯薄膜）的弹性模量E=4×10⁵  kg/cm ²，泊松比v=0.3，屈服极限σ _b =200MPa =2000kg/cm ²，取安全系数为n=6，则许用应力为[σ]= σ _b /n=330 kg/cm ²，对于弹性膜片8，必须满足σ_max≤[σ]，得

                            （15）

联合式子（13）（15），同时考虑

及表述弹性膜片8刚度的式子（11），经计算、分析得出取R=120mm，h=0.3mm，r ₀=30mm最为合适。即弹性膜片8的最终设计半径为R=120mm，厚度为h=0.3mm，弦马Ⅰ1的底面半径为r ₀=30mm。

本实用新型中，关于PVDF压电薄膜7的粘贴位置设计如下：

通过有限元分析软件ANSYS对弹性膜片8静力和动力特性进行分析，弹性膜片8在直径路径方向上的径向应变如图6，由图6分析可知，该弹性膜片8的应变在中心最大，且约在半径的1/2处径向应变出现了一个拐点，而且从出现拐点到弹性膜片8边缘处的一段线性度非常好，这一发现为确定PVDF压电薄膜7的安装位置提供了重要依据。

PVDF压电薄膜7作为敏感元件，外加电场为零，所以其压电方程可表示为：

                                           （16）

式（16）中，D _i 是电位移；d _ij 是压电常数；T _j 是应力。

本实用新型中，粘贴在弹性膜片8上的PVDF压电薄膜7可视为垂直方向没有外界载荷，PVDF压电薄膜7的应变响应是横向和纵向应变作用的加权代数和，因此PVDF压电薄膜7的输出电荷可表示为：

                                             （17）   

式（17）中，

是应变（j=1、2）；E _p 是PVDF压电薄膜7的弹性模量；S是PVDF压电薄膜7所覆盖的面积。

图7为弹性膜片8中PVDF压电薄膜7的最大粘贴区域的示意图，图7中区域BOC为PVDF压电薄膜7的最大粘贴区域，大圆代表弹性膜片8，小圆代表PVDF压电薄膜7。

图7中D代表一个微单元，对该点所受的径向应力进行分解，分解为水平方向和垂直方向的两个分量，分解后D点的电荷量可表示为：

                                   （18）

式（18）中，d ₃₁、d ₃₂为PVDF压电薄膜7的压电常数，且d ₃₁=23PC/N、d ₃₂=5 PC/N；dQ为D点所产生的电荷量；dS是D点所表示区域的面积，

、分别为PVDF压电薄膜7的水平方向和垂直方向的应变分量，OB与OA的夹角为θ。

当单元D水平方向应力与平膜片径向应力相等，且垂直方向上应力为0，则

                                                   （19）

联立式（18）（19），有：

                                            （20）

当

=10°，通过式（20）可以算出单元D的电荷量的比值为97.79% 。

结合上述计算及弹性膜片8在直径路径方向上的径向应变的分析，可得出单元D的电荷量的比值为97.79%时，PVDF压电薄膜7的粘贴位置是θ=10°，长为100mm，宽为60mm的矩形区域，PVDF压电薄膜7具体形状可以是该矩形，也可以是以矩形的宽为直径的内切圆，为了便于粘贴和节省材料选用直径为60mm的圆形PVDF压电薄膜7，其粘贴位置如图7中小圆的位置（其中当电荷量取不同值时，粘贴位置则不同）。

本实用新型的有益效果是：

1、通过采用PVDF压电薄膜，利用其低频性能好的特点，拓宽了PVDF压电薄膜次声波传感器的低频范围，提高了其在低频段的抗干扰能力。

2、通过采用振弦作为接收元件使该传感器的体积较小，更重要的是可对次声波进行全方位接收。 

3、通过左侧弦马Ⅰ与PVDF压电薄膜之间有聚酯薄膜做成的弹性膜片，该弹性膜片可以降低次声波对PVDF压电薄膜的直接作用的影响，有效地提高了传感器的灵敏

4、通过采用在支架右侧底板安装导轨的结构，使右侧弦马Ⅱ可在导轨上滑动，从而使振弦的有效长度变得可调，使该传感器的量程可调。

附图说明

图1为本实用新型的结构正视图；

图2为本实用新型的结构俯视图；

图3为本实用新型中蜗轮蜗杆及蜗轮轴和螺母结构示意图；

图4为本实用新型中夹弦装置正视图；

图5为本实用新型中夹弦装置剖视图；

图6为本实用新型中弹性膜片在直径路径方向上的径向应变图；

图7为本实用新型中弹性膜片中PVDF压电薄膜的最大粘贴区域的示意图；

图中各标号：1为弦马Ⅰ、2为振弦、3为导轨、4为弦马Ⅱ、5为夹弦装置Ⅰ、6为钢板Ⅰ、7为PVDF压电薄膜、8为弹性膜片、9为右侧底板、10为蜗杆旋钮、11为夹弦装置Ⅱ、12为钢板Ⅱ、13为环形部分、14为蜗轮轴、15为螺母、16为蜗杆、17为锥形栓、18为防松螺母、19为调整螺母、20为支架、21为圆栓套。

具体实施方式

实施例1：如图1-7所示，一种基于PVDF的振弦式次声波传感器，包括弦马Ⅰ1、振弦2、导轨3、弦马Ⅱ4、PVDF压电薄膜7、弹性膜片8、固定支架，所述固定支架包括夹弦装置Ⅰ5、钢板Ⅰ6、右侧底板9、夹弦装置Ⅱ11、钢板Ⅱ12、环形部分13；其中弦马Ⅰ1装于弹性膜片8的圆心处，作为接收元件的振弦2由夹弦装置Ⅰ5和夹弦装置Ⅱ11固定并由弦马Ⅰ1和弦马Ⅱ4支撑，导轨3安装于右侧底板9上且设有刻度，弦马Ⅱ4安装于导轨3上，弹性膜片8的下侧粘贴有PVDF压电薄膜7，右侧底板9位于固定支架的右侧，环形部分13位于固定支架的左侧，钢板Ⅰ6、钢板Ⅱ12位于固定支架的两端，弦装置Ⅰ5和夹弦装置Ⅱ11分别焊接在钢板Ⅰ6、钢板Ⅱ12上。

所述振弦2为钢弦。

所述固定支架为钢板结构；其中环形部分13的直径与弹性膜片8的直径相同，环形部分13侧边开有用于导线引出的小孔。

所述夹弦装置Ⅰ5和夹弦装置Ⅱ11为锥形栓夹弦装置，由锥形栓17、防松螺母18、调整螺母19、支架20、有锥形空的圆栓套21构成；其中振弦2被夹紧在两个半圆形的锥形栓17的轴心中，锥形栓17放入开有锥形空的圆栓套21中，再把圆栓套21放入支架20圆孔中，防松螺母18、调整螺母19位于圆栓套21的两端（通过转动支架20外侧螺母，使圆栓套21与支架20产生相对位移，将振弦2拉紧）。

还包括安装于导轨3内的蜗轮轴14、螺母15，一端位于导轨3内的蜗杆16；其中蜗轮轴14位于蜗轮中心处，涡轮轴14外部有螺纹，螺母15套在蜗轮轴14上，蜗杆16与蜗轮咬合，弦马Ⅱ4固定于螺母15上。

还包括蜗杆旋钮10，其中蜗杆旋钮10固定在伸出导轨3外的蜗杆16的一端，便于转动蜗杆16。

所述弦马Ⅰ1与弦马Ⅱ4之间的弦长为振弦2的有效弦长。

所述PVDF压电薄膜7的粘贴位置满足；其中为微单元的电荷量，d ₃₁、d ₃₂为PVDF压电薄膜7的压电常数。

所述弹性膜片8的半径R与厚度h之间的关系为：

；其中E为弹性膜片8的弹性模量，F为作用于弹性膜片8的外力、v为弹性膜片8的泊松比。  

实施例2：如图1-7所示，一种基于PVDF的振弦式次声波传感器，包括弦马Ⅰ1、振弦2、导轨3、弦马Ⅱ4、PVDF压电薄膜7、弹性膜片8、固定支架，所述固定支架包括夹弦装置Ⅰ5、钢板Ⅰ6、右侧底板9、夹弦装置Ⅱ11、钢板Ⅱ12、环形部分13；其中弦马Ⅰ1装于弹性膜片8的圆心处，作为接收元件的振弦2由夹弦装置Ⅰ5和夹弦装置Ⅱ11固定并由弦马Ⅰ1和弦马Ⅱ4支撑，导轨3安装于右侧底板9上且设有刻度，弦马Ⅱ4安装于导轨3上，弹性膜片8的下侧粘贴有PVDF压电薄膜7，右侧底板9位于固定支架的右侧，环形部分13位于固定支架的左侧，钢板Ⅰ6、钢板Ⅱ12位于固定支架的两端，弦装置Ⅰ5和夹弦装置Ⅱ11分别焊接在钢板Ⅰ6、钢板Ⅱ12上。

所述振弦2为钢弦。

所述固定支架为钢板结构；其中环形部分13的直径与弹性膜片8的直径相同，环形部分13侧边开有用于导线引出的小孔。

所述夹弦装置Ⅰ5和夹弦装置Ⅱ11为锥形栓夹弦装置，由锥形栓17、防松螺母18、调整螺母19、支架20、有锥形空的圆栓套21构成；其中振弦2被夹紧在两个半圆形的锥形栓17的轴心中，锥形栓17放入开有锥形空的圆栓套21中，再把圆栓套21放入支架20圆孔中，防松螺母18、调整螺母19位于圆栓套21的两端。

还包括安装于导轨3内的蜗轮轴14、螺母15，一端位于导轨3内的蜗杆16；其中蜗轮轴14位于蜗轮中心处，涡轮轴14外部有螺纹，螺母15套在蜗轮轴14上，蜗杆16与蜗轮咬合，弦马Ⅱ4固定于螺母15上。

所述弦马Ⅰ1与弦马Ⅱ4之间的弦长为振弦2的有效弦长。

所述PVDF压电薄膜7的粘贴位置满足

；其中

为微单元的电荷量，d ₃₁、d ₃₂为PVDF压电薄膜7的压电常数。

所述弹性膜片8的半径R与厚度h之间的关系为：

；其中E为弹性膜片8的弹性模量，F为作用于弹性膜片8的外力、v为弹性膜片8的泊松比。  

实施例3：如图1-7所示，一种基于PVDF的振弦式次声波传感器，包括弦马Ⅰ1、振弦2、导轨3、弦马Ⅱ4、PVDF压电薄膜7、弹性膜片8、固定支架，所述固定支架包括夹弦装置Ⅰ5、钢板Ⅰ6、右侧底板9、夹弦装置Ⅱ11、钢板Ⅱ12、环形部分13；其中弦马Ⅰ1装于弹性膜片8的圆心处，作为接收元件的振弦2由夹弦装置Ⅰ5和夹弦装置Ⅱ11固定并由弦马Ⅰ1和弦马Ⅱ4支撑，导轨3安装于右侧底板9上且设有刻度，弦马Ⅱ4安装于导轨3上，弹性膜片8的下侧粘贴有PVDF压电薄膜7，右侧底板9位于固定支架的右侧，环形部分13位于固定支架的左侧，钢板Ⅰ6、钢板Ⅱ12位于固定支架的两端，弦装置Ⅰ5和夹弦装置Ⅱ11分别焊接在钢板Ⅰ6、钢板Ⅱ12上。

所述振弦2为钢弦。

所述固定支架为钢板结构；其中环形部分13的直径与弹性膜片8的直径相同，环形部分13侧边开有用于导线引出的小孔。

所述夹弦装置Ⅰ5和夹弦装置Ⅱ11为锥形栓夹弦装置，由锥形栓17、防松螺母18、调整螺母19、支架20、有锥形空的圆栓套21构成；其中振弦2被夹紧在两个半圆形的锥形栓17的轴心中，锥形栓17放入开有锥形空的圆栓套21中，再把圆栓套21放入支架20圆孔中，防松螺母18、调整螺母19位于圆栓套21的两端。

所述弦马Ⅰ1与弦马Ⅱ4之间的弦长为振弦2的有效弦长。

所述PVDF压电薄膜7的粘贴位置满足

；其中

为微单元的电荷量，d ₃₁、d ₃₂为PVDF压电薄膜7的压电常数。

所述弹性膜片8的半径R与厚度h之间的关系为：

；其中E为弹性膜片8的弹性模量，F为作用于弹性膜片8的外力、v为弹性膜片8的泊松比。 

上面结合附图对本实用新型的具体实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (9)

1.一种基于PVDF的振弦式次声波传感器，其特征在于：包括弦马Ⅰ（1）、振弦（2）、导轨（3）、弦马Ⅱ（4）、PVDF压电薄膜（7）、弹性膜片（8）、固定支架，所述固定支架包括夹弦装置Ⅰ（5）、钢板Ⅰ（6）、右侧底板（9）、夹弦装置Ⅱ（11）、钢板Ⅱ（12）、环形部分（13）；其中弦马Ⅰ（1）装于弹性膜片（8）的圆心处，作为接收元件的振弦（2）由夹弦装置Ⅰ（5）和夹弦装置Ⅱ（11）固定并由弦马Ⅰ（1）和弦马Ⅱ（4）支撑，导轨（3）安装于右侧底板（9）上且设有刻度，弦马Ⅱ（4）安装于导轨（3）上，弹性膜片（8）的下侧粘贴有PVDF压电薄膜（7），右侧底板（9）位于固定支架的右侧，环形部分（13）位于固定支架的左侧，钢板Ⅰ（6）、钢板Ⅱ（12）位于固定支架的两端，弦装置Ⅰ（5）和夹弦装置Ⅱ（11）分别焊接在钢板Ⅰ（6）、钢板Ⅱ（12）上。

2.根据权利要求1所述的基于PVDF的振弦式次声波传感器，其特征在于：所述振弦（2）为钢弦。

3.根据权利要求1所述的基于PVDF的振弦式次声波传感器，其特征在于：所述固定支架为钢板结构；其中环形部分（13）的直径与弹性膜片（8）的直径相同，环形部分（13）侧边开有用于导线引出的小孔。

4.根据权利要求3所述的基于PVDF的振弦式次声波传感器，其特征在于：所述夹弦装置Ⅰ（5）和夹弦装置Ⅱ（11）为锥形栓夹弦装置，由锥形栓（17）、防松螺母（18）、调整螺母（19）、支架（20）、有锥形空的圆栓套（21）构成；其中振弦（2）被夹紧在两个半圆形的锥形栓（17）的轴心中，锥形栓（17）放入开有锥形空的圆栓套（21）中，再把圆栓套（21）放入支架（20）圆孔中，防松螺母（18）、调整螺母（19）位于圆栓套（21）的两端。

5.根据权利要求1所述的基于PVDF的振弦式次声波传感器，其特征在于：还包括安装于导轨（3）内的蜗轮轴（14）、螺母（15），一端位于导轨（3）内的蜗杆（16）；其中蜗轮轴（14）位于蜗轮中心处，涡轮轴（14）外部有螺纹，螺母（15）套在蜗轮轴（14）上，蜗杆（16）与蜗轮咬合，弦马Ⅱ（4）固定于螺母（15）上。

6.根据权利要求5所述的基于PVDF的振弦式次声波传感器，其特征在于：还包括蜗杆旋钮（10），其中蜗杆旋钮（10）固定在伸出导轨（3）外的蜗杆（16）的一端，便于转动蜗杆（16）。

7.根据权利要求1所述的基于PVDF的振弦式次声波传感器，其特征在于：所述弦马Ⅰ（1）与弦马Ⅱ（4）之间的弦长为振弦（2）的有效弦长。

8.根据权利要求1所述的基于PVDF的振弦式次声波传感器，其特征在于：所述PVDF压电薄膜（7）的粘贴位置满足                                                

；其中

为微单元的电荷量，d ₃₁、d ₃₂为PVDF压电薄膜（7）的压电常数。

9.根据权利要求1所述的基于PVDF的振弦式次声波传感器，其特征在于：所述弹性膜片（8）的半径R与厚度h之间的关系为：

；其中E为弹性膜片（8）的弹性模量，F为作用于弹性膜片（8）的外力、v为弹性膜片（8）的泊松比。

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