CN214538236U - 一种基于3d打印的弯曲式水听器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于3D打印的弯曲式水听器，包括外壳、背衬壳体、压电陶瓷片、前置放大器、金属传导体和导线，所述背衬壳体介于压电陶瓷片与外壳之间，并包裹住压电陶瓷片；金属传导体使用SLS技术打印一体成型；前置放大器和金属传导体通过热胀冷缩相套在一起；背衬壳体和金属传导体和圆环前置放大器紧密接触；导线连接在压电陶瓷片上，形成并联；导线连接前置放大器，使压电陶瓷片和金属传导体形成串联；外壳最终灌封而成，包裹住背衬壳体和导线。该水听器结构简单，制作方便，解决了现有水听器结构复杂，灵敏度低，尺寸大等问题。

Description

一种基于3D打印的弯曲式水听器

技术领域

本实用新型涉及水声换能器领域，具体为一种基于3D打印的弯曲式水听器。

背景技术

作为水下声信号接收设备，声压水听器可以用来捕捉水下声压信号的细微变化，产生和声压成比例的电压输出，将声能转化成便于观察的电信号，是保证被动声呐系统正常运行的关键设备，在水声研究中是不可缺少的必要设备。

压电陶瓷片是一种电子发音元件，在两片铜制圆形电极中间放入压电陶瓷介质材料，当电压作用于压电陶瓷时，就会随电压和频率的变化产生机械变形。另一方面，当振动压电陶瓷时，则会产生一个电荷。利用这一原理，当给由两片压电陶瓷或一片压电陶瓷和一个金属片构成的振动器，所谓叫双压电晶片元件，施加一个电信号时，就会因弯曲振动发射出超声波。相反，当向双压电晶片元件施加超声振动时，就会产生一个电信号。基于以上作用，便可以将压电陶瓷用作超声传感器，用与水听器中。

3D打印又称为增材制造，通过控制材料的选择性堆积，可以直接制造出三维模型。选择性激光烧结技术(Selective Laser Sintering,SLS)利用粉末材料在激光照射下烧结的原理，由计算机控制层层堆结成型。SLS技术同样是使用层叠堆积成型，所不同的是，它首先铺一层粉末材料，将材料预热到接近熔化点，再使用激光在该层截面上扫描，使粉末温度升至熔化点，然后烧结形成粘接，接着不断重复铺粉、烧结的过程，直至完成整个模型成型。此处用来打印金属传导体，可以快速准确的制造出金属传导体。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种基于3D打印的弯曲式水听器，以解决上述背景技术提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于3D 打印的弯曲式水听器，包括外壳、背衬壳体、压电陶瓷片、前置放大器、金属传导体和导线，所述背衬壳体介于压电陶瓷片与外壳之间，并包裹住压电陶瓷片；金属传导体使用SLS技术打印一体成型；前置放大器和金属传导体通过热胀冷缩相套在一起；背衬壳体和金属传导体和圆环前置放大器紧密接触；导线连接在压电陶瓷片上，形成并联；导线连接前置放大器，使压电陶瓷片和金属传导体形成串联；外壳最终灌封而成，包裹住背衬壳体和导线。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述外壳由聚氨酯或具有水密功能和透声功能的高分子材料制成。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述背衬壳体是由聚碳酸酯制成，并留有导线槽。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述压电陶瓷片采用PZT 圆片式压电陶瓷片。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述金属传导体留有气孔，材料使用铜基合金或导电性良好的金属材料。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述前置放大器用高强度的环氧胶粘在背衬壳体下方。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述导线通过焊接技术，分别连在压电陶瓷片和前置放大器表面，压电陶瓷片为负极，前置放大器为正极。

本实用新型的有益效果是：本实用新型水听器的金属传导体使用 3D打印一体成型，制造工艺简单，使用寿命更长；本实用新型水听器的体积小，重量轻，结构简单，性能更可靠。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图之一；

图2为本实用新型的结构示意图之二。

图中：1、外壳；2、背衬壳体；3、压电陶瓷片；4、前置放大器； 5、金属传导体；6、导线。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例：请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种基于3D打印的弯曲式水听器，包括外壳1、背衬壳体2、压电陶瓷片 3、前置放大器4、金属传导体5和导线6，背衬壳体2介于压电陶瓷片3与外壳1之间，并包裹住压电陶瓷片3；金属传导体5使用SLS 技术打印一体成型；前置放大器4和金属传导体5通过热胀冷缩相套在一起；背衬壳体2和金属传导体5和圆环前置放大器4紧密接触；导线6连接在压电陶瓷片3上，形成并联；导线6连接前置放大器 4，使压电陶瓷片3和金属传导体5形成串联；外壳1最终灌封而成，包裹住背衬壳体2和导线6。

外壳1由聚氨酯或具有水密功能和透声功能的高分子材料制成。

背衬壳体2是由聚碳酸酯制成，并留有导线槽。

压电陶瓷片3采用PZT圆片式压电陶瓷片。

金属传导体5留有气孔，材料使用铜基合金或导电性良好的金属材料。

前置放大器4用高强度的环氧胶粘在背衬壳体2下方。

导线6通过焊接技术，分别连在压电陶瓷片3和前置放大器4表面，压电陶瓷片3为负极，前置放大器4为正极。

工作原理：一种基于3D打印的弯曲式水听器，包括外壳1、背衬壳体2、压电陶瓷片3、前置放大器4、金属传导体5和导线6，具体装配过程如下：

步骤一：将打印好的金属传导体5和前置放大器4相套，将前置放大器4加热后套在金属传导体5上，让其自然冷却；

步骤二：将压电陶瓷片3放置在背衬壳体2中；

步骤三：将导线6分别焊接在前置放大器4和上下两个压电陶瓷片3上；

步骤四：将上述步骤一和步骤二用高强度的环氧胶粘合。

步骤五：将组装好的步骤一、步骤二、步骤三和步骤四进行灌封。

声波传到压电陶瓷片之后，将压强信号通过金属传导体转变为电信号，输出的电信号通过前置放大器放大，再由导线传输出去；本实用新型的方式，使得谐振低，灵敏度更高。

上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于3D打印的弯曲式水听器，其特征在于，包括外壳(1)、背衬壳体(2)、压电陶瓷片(3)、前置放大器(4)、金属传导体(5)和导线(6)，所述背衬壳体(2)介于压电陶瓷片(3)与外壳(1)之间，并包裹住压电陶瓷片(3)；金属传导体(5)使用SLS技术打印一体成型；前置放大器(4)和金属传导体(5)通过热胀冷缩相套在一起；背衬壳体(2)和金属传导体(5)和圆环前置放大器(4)紧密接触；导线(6)连接在压电陶瓷片(3)上，形成并联；导线(6)连接前置放大器(4)，使压电陶瓷片(3)和金属传导体(5)形成串联；外壳(1)最终灌封而成，包裹住背衬壳体(2)和导线(6)。

2.根据权利要求1所述的一种基于3D打印的弯曲式水听器，其特征在于：所述外壳(1)由聚氨酯或具有水密功能和透声功能的高分子材料制成。

3.根据权利要求1所述的一种基于3D打印的弯曲式水听器，其特征在于：所述背衬壳体(2)是由聚碳酸酯制成，并留有导线槽。

4.根据权利要求1所述的一种基于3D打印的弯曲式水听器，其特征在于：所述压电陶瓷片(3)采用PZT圆片式压电陶瓷片。

5.根据权利要求1所述的一种基于3D打印的弯曲式水听器，其特征在于：所述金属传导体(5)留有气孔，材料使用铜基合金或导电性良好的金属材料。

6.根据权利要求1所述的一种基于3D打印的弯曲式水听器，其特征在于：所述前置放大器(4)用高强度的环氧胶粘在背衬壳体(2)下方。

7.根据权利要求1所述的一种基于3D打印的弯曲式水听器，其特征在于：所述导线(6)通过焊接技术，分别连在压电陶瓷片(3)和前置放大器(4)表面，压电陶瓷片(3)为负极，前置放大器(4)为正极。

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