KR100517059B1 - Transducer for underwater high-power use - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 전면추와 후면추가 카운터 질량체로서, 이 전면추와 후면추의 사이에 원통형상의 압전 세라믹이 인장볼트를 매개로 일체로 가압 체결된 수중 음향 트랜스듀서에 있어서, 상기 후면추의 전방부에는 상기 압전 세라믹을 둘러싸는 길이의 연결부가 형성되고, 상기 후면추는 후방에 트랜스포머를 내장하는 하우징과 나사체결되고, 상기 후면추의 나사체결부의 후방부는 상기 하우징의 내경보다 더 작은 외경을 가지고, 상기 하우징의 내경으로부터 자유롭게 요동되도록 플로팅 배열되며, 상기 후면추의 연결부에는, 전면추, 압전 세라믹 및 후면추가 순차 배열되어 이루어지는 진동계의 진동이 하우징으로 전달되는 것을 저지함과 더불어, 상기 하우징을 통해 외부로부터의 진동이 내부 진동계로 전달되어 잡음을 일으키는 것을 방지하기 위하여 상기 연결부의 외주면에 반경방향을 따르는 장공이 열을 지어 관통형성된 것을 특징으로 하여, 수중음향 트랜스듀서의 댐핑 특성을 개선하여 에너지 손실을 줄이고, 수심에 따른 수압 변동에 대해 시스템의 특성을 크게 변경하지 않고도 적절한 진동 절연을 도모함으로써, 외부 수압의 변동에 둔감한 성능을 갖는 고출력 수중 음향 트랜스듀서를 제공할 수 있도록 하였다.In the underwater acoustic transducer, in which the front weight and the rear weight are counter masses, a piezoelectric ceramic having a cylindrical shape is integrally pressed between the front weight and the back weight by means of a tension bolt, and the front part of the back weight. A connection portion having a length surrounding the piezoelectric ceramic is formed, and the rear weight screw is screwed into a housing incorporating a transformer at the rear, and the rear portion of the screw fastening portion of the back weight has an outer diameter smaller than the inner diameter of the housing. Floating is arranged so as to swing freely from the inner diameter of the housing, the front portion, the piezoelectric ceramic and the rear portion to prevent the vibration of the vibration system is arranged in order to be transmitted to the housing, and from the outside through the housing To prevent noise from being transmitted to the internal vibrometer It characterized in that the through-hole along the radial direction on the outer circumferential surface of the connecting portion is formed through the through, improving the damping characteristics of the hydroacoustic transducer to reduce energy loss, and do not significantly change the characteristics of the system against the water pressure fluctuations depending on the depth Proper vibration isolation without the need to provide a high power underwater acoustic transducer with performance insensitive to fluctuations in external water pressure.
Description
본 발명은 수중 음파 트랜스듀서에 관한 것으로서, 특히 콤팩트한 구조로서 신뢰성을 도모하면서, 수심에 따른 외부의 수압 변화에 대해 시스템의 특성을 크게 바꾸지 않고도 능동적인 진동절연을 실현할 수 있도록 한 수중 음파 트랜스듀서에 관한 것이다.The present invention relates to a hydroacoustic transducer, and in particular, a compact structure, while improving the reliability, and to achieve active vibration isolation without significantly changing the characteristics of the system against the external hydraulic pressure change depending on the depth of the sonar transducer It is about.
일반적으로, 종래의 수중 음향 트랜스듀서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 전면추(1)와 후면추(2)의 사이에, 내부에 관통 구멍을 갖는 압전 세라믹(7) 적층체를 배치하고, 상기 압전 세라믹(7) 적층체의 관통 구멍을 통해 상기 전면추(1)와 후면추(2)에 계합되고, 상기 압전 세라믹(7) 적층체에 압축 응력을 가하기 위한 인장볼트(4)를 구비하고 있다.In general, a conventional underwater acoustic transducer, as shown in FIG. 1, arranges a piezoelectric ceramic 7 laminate having a through hole therebetween, between the front weight 1 and the back weight 2. And a tensioning bolt (4) engaged with the front weight (1) and the back weight (2) through the through-holes of the piezoelectric ceramic (7) laminate, and applying a compressive stress to the piezoelectric ceramic (7) laminate. Equipped.
또, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 전면추(1), 압전 세라믹(7), 및 후면추(2)로 이루어지는 진동계에서의 종방향 진동을 절연시키고자, 재질 자체를 코프렌(Corprene) 소재(21) 등을 상기 후면추(2)의 후방에 개재하여, 진동절연의 역할을 수행할 경우에는, 이력 감쇠에 의한 에너지 손실이 커질 뿐만 아니라, 임피던스 특성(charateristic impedance)이 외부에서 가해지는 수압에 따라 크게 변하여 공진주파수와 방사되는 음향의 방사빔 패턴(beam pattern) 등의 시스템 특성이 변동됨으로써, 수심의 변동에 따라 트랜스듀서의 특성 변화가 심각해져서 성능을 저하시키는 원인이 되었다. In addition, as shown in FIG. 1, in order to insulate longitudinal vibration in a vibrometer consisting of the front weight 1, the piezoelectric ceramic 7, and the back weight 2, the material itself is made of a Coprene material. (21) and the like behind the rear weight (2), when performing the role of vibration isolation, not only increases the energy loss due to hysteresis attenuation, but also the hydraulic pressure to which the impedance characteristic (charateristic impedance) is applied from the outside. As a result, the system characteristics such as the resonant frequency and the radiation beam pattern of the emitted sound vary greatly, resulting in a serious change in the characteristics of the transducer due to the change in the depth of water, which causes a decrease in performance.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은, 수중음향 트랜스듀서의 댐핑 특성을 개선하여 에너지 손실을 줄이고, 진동 절연 특성을 개선함으로써 수심이 가변적으로 변할 수 있는 적용 범위를 확대하고, 외부 노이즈(noise)에 둔감한 성능을 갖는 고출력 수중 음향 트랜스듀서를 제공함에 있다. Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to improve the damping characteristics of hydroacoustic transducers to reduce energy loss, and to improve the vibration insulation characteristics, the range of application of which the depth of water can vary. The present invention provides a high output underwater acoustic transducer having a performance insensitive to external noise and insensitive to external noise.
이를 실현하기 위해 본 발명은,In order to realize this, the present invention,
전면추와 후면추가 카운터 질량체로서, 이 전면추와 후면추의 사이에 원통형상의 압전 세라믹이 인장볼트를 매개로 일체로 가압 체결된 수중 음향 트랜스듀서에 있어서,In the underwater acoustic transducer in which the front weight and the back weight are counter masses, cylindrical piezoelectric ceramics are integrally pressurized by means of tension bolts between the front weight and the back weight,
상기 후면추의 전방부에는 상기 압전 세라믹을 둘러싸는 길이의 연결부가 형성되고,The front portion of the back weight is formed with a connecting portion of the length surrounding the piezoelectric ceramic,
상기 후면추는 후방에 트랜스포머를 내장하는 하우징과 나사체결되고,The back weight is screwed into the housing housing the transformer in the rear,
상기 후면추의 나사체결부의 후방부는 상기 하우징의 내경보다 더 작은 외경을 가지고, 상기 하우징의 내경으로부터 자유롭게 요동되도록 플로팅 배열되며,The rear portion of the screw fastening portion of the back weight has a smaller outer diameter than the inner diameter of the housing, is arranged to float so as to swing freely from the inner diameter of the housing,
상기 후면추의 연결부에는, 전면추, 압전 세라믹 및 후면추가 순차 배열되어 이루어지는 진동계의 진동이 하우징으로 전달되는 것을 저지함과 더불어, 상기 하우징을 통해 외부로부터의 진동이 내부 진동계로 전달되어 잡음을 일으키는 것을 방지하기 위하여 상기 연결부의 외주면에 반경방향을 따르는 장공이 열을 지어 관통형성된 것을 특징으로 한다.In the connection portion of the back weight, the front weight, the piezoelectric ceramic and the rear portion to prevent the vibration of the vibration system is arranged in sequence to the housing, and the vibration from the outside through the housing is transmitted to the internal vibration system causing noise In order to prevent that is characterized in that the through-hole formed in a row along the radial direction on the outer peripheral surface of the connecting portion.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 설명에서 종래와 동일 또는 동등한 부분은 동일한 도면부호를 부여하여 설명한다.In the description of the present invention, the same or equivalent parts as in the prior art will be described with the same reference numerals.
도 2는 본 발명의 수중 음향 트랜스듀서의 구조를 도 1에 상응하게 도시한 종단면도이고, FIG. 2 is a longitudinal sectional view corresponding to FIG. 1 showing the structure of the underwater acoustic transducer of the present invention; FIG.
부호 (1) 및 (2)는 전면추와 후면추로서, 상기 전면추(1)와 후면추(2)의 사이에는 다수개의 링형상 압전 세라믹(7)이 인장볼트(4)를 매개로 상호 일체로 가압 체결되어 있다.Reference numerals (1) and (2) are front weights and back weights, and a plurality of ring-shaped piezoelectric ceramics (7) are mutually connected between the front weights (1) and the back weights (2) by means of tension bolts (4). It is integrally fastened.
또, 상기 후면추(2)의 전방부에는 상기 압전 세라믹(7)을 둘러싸는 길이의 연결부(2a)가 형성되어 있다.Further, a connecting portion 2a having a length surrounding the piezoelectric ceramic 7 is formed at the front portion of the back weight 2.
또한, 상기 연결부(2a)의 전방부에는 음향의 전파 및 집속을 위한 확개부(2b)가 경사 형성되어 있다. In addition, the front portion of the connecting portion 2a is inclined to form an expansion portion 2b for sound propagation and focusing.
또, 상기 후면추(2)는 후방에 트랜스포머(13)를 내장하는 하우징(3)과 나사체결되어 있다.In addition, the rear weight (2) is screwed with the housing (3) that houses the transformer (13) in the rear.
또한, 상기 후면추(2)의 나사산(6)에 의한 체결부위의 후방부는 상기 하우징(3)의 내경보다 더 작은 외경을 가지고, 상기 하우징(3)의 내경으로부터 자유롭게 요동되도록 플로팅 배열되어 있다.Further, the rear portion of the fastening portion by the thread 6 of the back weight 2 has an outer diameter smaller than the inner diameter of the housing 3 and is arranged to float freely from the inner diameter of the housing 3.
또, 상기 후면추(2)의 연결부에는, 상기 전면추(1), 압전 세라믹(7) 및, 후면추(2)가 내부에 순차 배치되어 이루어지는 진동계의 진동이 하우징(3)으로 전달되는 것을 저지함과 더불어, 상기 하우징(3)을 통해 외부로부터의 진동이 내부 진동계로 전달되어 잡음을 일으키는 것을 방지하기 위하여 상기 연결부(2a)의 외주면에 반경방향을 따르는 장공(20a)이 열을 지어 관통형성된 탄성부(20)가 구비되어 있다.In addition, the front portion of the back weight (2), the front weight (1), the piezoelectric ceramic (7), and the back of the vibration of the vibration system formed by the rear weight (2) in order to be transmitted to the housing (3) In addition to blocking, a long hole 20a along a radial direction passes through the housing 3 in a radial direction on the outer circumferential surface of the connecting portion 2a to prevent noise from being transmitted to the internal vibrometer. The formed elastic part 20 is provided.
또한, 상기 탄성부(20)의 장공은 다수의 슬릿(20a)으로 이루어짐이 바람직하며, 특히 상기 슬릿(20a)은 다수열로 형성되고, 이웃하는 열의 슬릿(20a)과는 지그재그로 배열 형성되어 있다.In addition, the long hole of the elastic portion 20 is preferably made of a plurality of slits 20a, in particular, the slits 20a are formed in a plurality of rows, and are arranged in a zigzag arrangement with the slits 20a of neighboring rows. have.
이와 같은 구성에 의거한 기본 작동 원리는 트랜스듀서의 제어부를 통해 나온 신호가 컨넥터(16) 을 통해 트랜스듀서에 전달되면 그 신호가 트랜스포머(13), 트랜스포머 단자(12), 전선(11), 전극조립체(8) 을 통해 압전 세라믹(7)에 전해지면, 압전 세라믹(7)에 생성된 전기장에 따라 압전 세라믹이 수축/팽창하는 작용을 하게 된다. 이러한 수축/팽창 운동은 패킹부재(9)를 통해 바닷물과 닿아있는 전면추(1)를 종방향으로 진동시켜 원하는 주파수의 수중음향 에너지를 방사할 수 있게 된다.The basic principle of operation based on this configuration is that when a signal from the control unit of the transducer is transmitted to the transducer through the connector 16, the signal is transmitted to the transformer 13, the transformer terminal 12, the wire 11, and the electrode. When electrolyzed to the piezoelectric ceramic 7 through the assembly 8, the piezoelectric ceramic contracts / expands according to the electric field generated in the piezoelectric ceramic 7. This contraction / expansion movement vibrates in the longitudinal direction the front weight (1) in contact with the sea water through the packing member (9) it is possible to radiate underwater acoustic energy of the desired frequency.
환언하면, 상기 전면추(1) 와 후면추(2), 그리고 그 사이에 놓인 압전 세라믹(7)이 기본적인 진동 시스템을 이룬다. 전면추(1)와 후면추(2)는 중간에 끼어있는 압전 세라믹(7)이 가해지는 전기적인 신호에 의해 수축/팽창함에 따라 종방향으로 진동하게 된다. 이때 압전 세라믹(7)은 인장응력에 약하므로 항상 압축응력만을 받도록 하게 하기 위해 중앙에 볼트(4)를 이용하여 적절한 예압을 줄 수 있도록 해야 한다. 전면추(1)는 음향에너지를 방사하는 부분으로서 에너지 손실이 적은 고무, 우레탄 또는 실리콘의 패킹부재(9)로 물이 닿는 방향에 몰딩 작업을 하여 수밀 구조를 이루고 있으며, 진폭을 크게 하기 위해(방사하는 음향 에너지를 크게 하기 위해) 후면추(2) 보다 가벼운 알루미늄 등의 재질을 이용하는 것이 일반적이다.In other words, the front weight 1 and the back weight 2 and the piezoelectric ceramic 7 lying therebetween form a basic vibration system. The front weight 1 and the back weight 2 vibrate longitudinally as they contract / expand by an electrical signal applied by the piezoelectric ceramic 7 sandwiched therebetween. At this time, the piezoelectric ceramic 7 is weak in tensile stress, so in order to always receive only compressive stress, it should be able to give an appropriate preload by using the bolt 4 in the center. The front weight 1 is a part that radiates acoustic energy and forms a watertight structure by molding in the direction of water contact with the packing member 9 of rubber, urethane, or silicon with low energy loss, and to increase the amplitude ( In order to increase the radiated acoustic energy, it is common to use a material such as aluminum that is lighter than the back weight 2.
상기 후면추(2)는 전면추(1)보다 무거운 재질로 구성함으로써 nodal plane을 후면추(2) 에 가깝도록 하고 이로 인해 전면추(1)의 진폭이 커지게 하여 효과적으로 음향 에너지를 방사하도록 구성하는 것이 일반적이다. 전면추(1)와 후면추(2)의 질량비는 원하는 변환기(transducer)의 응답특성에 따라 결정되게 된다. 후면추(2)는 하우징(3)안쪽에 위치하고 있으며, 그릇 형상으로 전면추(1)를 감싸는 형상이며 하우징(3)에 삽입되지 않은 전면추(1) 쪽의 부위가 물에 노출되므로 바닷물에 대한 부식에 강한 재질을 사용하거나 적절한 표면 처리를 통해 부식에 대한 대책을 마련해야 한다. The back weight (2) is made of a material heavier than the front weight (1) by making the nodal plane close to the back weight (2), thereby increasing the amplitude of the front weight (1) is configured to effectively radiate acoustic energy It is common to do The mass ratio of the front weight 1 to the back weight 2 is determined according to the response characteristics of the desired transducer. The back weight (2) is located inside the housing (3) and surrounds the front weight (1) in the shape of a bowl, and the portion of the front weight (1) side that is not inserted into the housing (3) is exposed to water so that Countermeasures should be prepared by using materials resistant to corrosion or by appropriate surface treatment.
상기 후면추(2)는 전면추(1)와 함께 기본적인 진동계를 구성할 뿐만 아니라 전면추(1)를 고정시키는 기구적인 역할을 수행하며, 후면추(2)에 가공된 탄성부(20)를 이용하여 진동계의 진동을 하우징(3) 과 절연시키는 역할을 수행한다. 탄성부(20)은 후면추(2)에 도 1에 나타난 바와 같이 슬롯을 형성하여 소망하는 강성을 얻을 수 있도록 발명되었다.The back weight 2 not only forms a basic vibration system together with the front weight 1, but also performs a mechanical role of fixing the front weight 1, and the elastic portion 20 processed on the back weight 2 It serves to insulate the vibration of the vibration system from the housing (3). The elastic portion 20 was invented to form a slot in the back weight 2 to obtain a desired rigidity.
상기 탄성부(20)는 기존의 코프렌(corprene) 소재 등이 수행하던 진동절연의 역할을 수행하며, 본 발명의 경우 후면추(2)의 일부를 추가 가공하여 만들어지므로, 구조가 상당히 간단할 뿐만 아니라, 재질이 금속이므로, 코프렌 등의 재료에 비해 이력 감쇠에 의한 에너지 손실이 적고 전면추(1)를 통해 가해지는 수압에 의한 압력에 대해 충분한 지지력을 제공할 수 있다. 또한, 코프렌 등의 재료는 임피던스 특성(charateristic impedance)이 외부에서 가해지는 수압에 따라 크게 변하여 공진주파수와 방사되는 음향의 방사빔 패턴(beam pattern) 등의 시스템 특성이 바뀌는데 비해, 본 발명에 이용된 탄성부(20)의 경우 가해지는 수압에 상관없이 거의 일정한 임피던스 특성(Characteristic impedance)을 갖기 때문에 사용하는 수심에 관계없이 트랜스듀서의 특성의 변화가 적다. 또한 외부에서 하우징(3)을 통해 충격이 가해지더라도, 탄성부(20)에 의해 진동이 절연되므로 기계적으로 가해지는 외부 노이즈에 의한 영향을 효과적으로 차단할 수 있다. The elastic portion 20 performs the role of vibration insulation that was performed by conventional corprene (corprene) material, etc., in the case of the present invention is made by further processing a part of the back weight (2), the structure is quite simple In addition, since the material is metal, the energy loss due to hysteresis decay is less than that of a material such as coprene, and sufficient support force can be provided for the pressure due to the hydraulic pressure applied through the front weight 1. In addition, the material such as coprene is used in the present invention, while the impedance characteristic (charateristic impedance) changes greatly depending on the externally applied water pressure to change the system characteristics such as the resonant frequency and the radiation beam pattern of the emitted sound. Since the elastic portion 20 has a substantially constant impedance characteristic regardless of the water pressure applied, there is little change in the characteristics of the transducer regardless of the depth of use. In addition, even when an impact is applied through the housing 3 from the outside, since the vibration is insulated by the elastic part 20, it is possible to effectively block the influence of external noise applied mechanically.
또, 압전 세라믹(7)은 링형상의 압전 세라믹이 여러 개 적층된 형상을 하고 있으며, 각각의 압전 세라믹(7)은 극성이 서로 번갈아가며 적층되어 전기적으로 병렬로 연결되게 된다. 압전 세라믹(7)들 사이에는 전극조립체(8)가 놓여있으며 전극 조립체(8)의 구조는 도 3에 도시된 바와 같이 모넬 금속(Monel metal)으로 이루어진 얇은 거즈에 은 도금된 판이 링 형상을 한 모넬 금속 거즈(8a)의 안쪽 돌출부에 양쪽에서 덧대어져 점용접된 구조로 되어 있다.In addition, the piezoelectric ceramic 7 has a shape in which a plurality of ring-shaped piezoelectric ceramics are stacked, and each piezoelectric ceramic 7 is alternately polarized to be electrically connected in parallel. An electrode assembly 8 is disposed between the piezoelectric ceramics 7, and the structure of the electrode assembly 8 has a ring shape in which a silver plated plate is formed on a thin gauze made of Monel metal, as shown in FIG. 3. The inner projection of the monel metal gauze 8a is padded on both sides to form a spot welded structure.
이러한 전극조립체(8)는 에폭시 접착제를 이용하여 압전 세라믹(7)들 사이에 접착되게 된다. 이러한 구조를 갖는 전극 조립체(8)는 압전 세라믹(7) 사이의 안정적인 전기적 접촉을 보장할 뿐만 아니라, 압전 세라믹의 진동으로 인한 전극의 피로파괴로부터 충분한 안정성을 제공한다. 각각의 전극 조립체에는 음향 에너지를 송신할 때 전기적인 신호를 공급해주는 혹은 음향 신호를 수신할 때 외부 압력의 변화에 의해 압전 세라믹(7)에서 생성되는 전압을 수신하기 위한 전선(11)이 부착되는데, 조립된 압전 세라믹(7)의 극성에 따라 도 2에 도시된 바와 같이, 전극에 부착되게 된다. 또 이 전선(11)이 후면추(2)를 통과해 단자(12)에 연결될 수 있도록 하기 위해 후면추(2)에는 충분한 크기의 구멍을 갖게 된다. 단자(12)는 트랜스포머(13)를 통해 컨넥터(16)에 연결되고 컨넥터(16)를 통해 외부의 트랜스듀서 송/수신 회로와 연결이 되게 된다. 트랜스포머(13)에는 트랜스듀서 외부의 송/수신회로의 일부를 이룰 뿐만 아니라 트랜스듀서의 튜닝을 가능하게 하는 수단이 제공될 수 있다.This electrode assembly 8 is bonded between the piezoelectric ceramics 7 using an epoxy adhesive. The electrode assembly 8 having such a structure not only ensures stable electrical contact between the piezoelectric ceramics 7, but also provides sufficient stability from fatigue failure of the electrodes due to the vibration of the piezoelectric ceramics. Each electrode assembly is equipped with wires 11 for supplying an electrical signal when transmitting acoustic energy or for receiving a voltage generated in the piezoelectric ceramic 7 by a change in external pressure when receiving an acoustic signal. According to the polarity of the assembled piezoelectric ceramic 7, it is attached to the electrode, as shown in FIG. In addition, the wire 11 has a hole having a sufficient size so that the wire 11 can be connected to the terminal 12 through the back weight (2). The terminal 12 is connected to the connector 16 through the transformer 13 and is connected to an external transducer transmission / reception circuit through the connector 16. The transformer 13 may be provided with means for forming a part of a transmit / receive circuit external to the transducer as well as enabling tuning of the transducer.
상기 하우징(3)에 볼트(18)로 조립된 구획판(10) 과 하우징(3)으로 이루어진 공간에는 충전(potting) 재료(15)로 몰딩 처리된다. 또 컨넥터(14)가 외부와 연결되는 부위의 수밀을 위해서도 O-링(16)을 이용한 수밀구조가 채용된다.The space consisting of the partition plate 10 and the housing 3 assembled to the housing 3 by bolts 18 is molded with a potting material 15. In addition, a watertight structure using the O-ring 16 is also employed for watertightness of the portion where the connector 14 is connected to the outside.
압전 세라믹(7)와 전면추(1), 그리고 압전 세라믹(7)와 후면추(2)와의 접촉면에 전기적인 절연을 위해 동석(steatite) 혹은 산화 알루미늄(aluminium oxide) 등의 재질로 만들어진 절연판(5)이 삽입된다.An insulating plate made of a material such as steatite or aluminum oxide for electrical insulation on the contact surface between the piezoelectric ceramic 7 and the front weight 1 and the piezoelectric ceramic 7 and the back weight 2 5) is inserted.
상기 후면추(2)에는 하우징(3)과의 조립을 위한 나사산(6)이 가공되어 있으며, O-링(16)을 이용하여 트랜스듀서 내부로 물이 새들어오지 않도록 수밀구조를 이루고 있다. 하우징(3)은 물에 노출이 되게 되므로 후면추(2)와 같은 방법을 통해 바닷물에 의한 유입에 대한 대책으로 접착, 융착 또는 기계적인 기밀 접촉이 이루어져야 한다.The back weight 2 has a thread (6) for the assembly with the housing (3), and the water-tight structure is formed so that water does not leak into the transducer using the O-ring (16). Since the housing 3 is exposed to water, adhesive, fusion or mechanical hermetic contact should be made as a countermeasure against inflow by seawater through the same method as the back weight 2.
상기한 바와 같이, 탄성부를 형성하여 전면추와 후면추의 진동이 하우징을 통해 트랜스듀서의 본체로 전달되지 않도록 진동절연 되어있으므로, 트랜스듀서로 어레이(array)를 구성해야 하는 경우, 상기한 후면추의 진동이 트랜스듀서의 동작에 큰 영향을 미치지 않는다. 따라서 헐 마운트 소나(Hull mount Sonar) 시스템과 같이 트랜스듀서가 어레이(array)를 구성해야 하는 경우 효과적으로 사용될 수 있다. 또한 수압의 변화에 트랜스듀서의 특성 변화가 작으므로 수심이 가변적으로 변하는 시스템 혹은 수심이 깊은 곳에서 사용해야 하는 시스템에도 적용이 가능하게 되는 것이다.As described above, since the vibration of the front weight and the back weight is vibration-insulated so that the vibration of the front weight and the back weight is not transmitted to the main body of the transducer through the housing, when the array must be configured with the transducer, the back weight described above Vibration does not affect the operation of the transducer. Therefore, it can be effectively used when the transducer needs to configure an array, such as a Hull mount Sonar system. In addition, since the change in the characteristics of the transducer is small due to the change in the water pressure, it is possible to apply to a system where the water depth is changed or to be used in the deep water.
따라서, 수중음향 트랜스듀서의 댐핑 특성을 개선하여 에너지 손실을 줄이고, 수심에 따른 수압 변동에 대해 시스템의 특성을 크게 변경하지 않고도 적절한 진동 절연을 도모함으로써, 외부 수압의 변동에 둔감한 성능을 갖는 고출력 수중 음향 트랜스듀서를 제공할 수 있게 되는 것이다.Therefore, by improving the damping characteristics of hydroacoustic transducers, energy loss is reduced, and proper vibration isolation is achieved without significantly changing the system characteristics against hydraulic pressure fluctuations according to the water depth, so that the output is insensitive to external hydraulic pressure fluctuations. It will be possible to provide an underwater acoustic transducer.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 진동 절연 메커니즘을 후면추를 추가가공하여 마련함으로써, 구조상의 큰 변경없이도 수심변동에 무관하게 본연의 성능을 극력 발휘할 수 있다는 매우 뛰어난 효과가 있는 것이다.As described above, the present invention has a very excellent effect that the vibration isolation mechanism can be provided by additionally processing the back weight, so that the original performance can be exerted irrespective of the water depth fluctuation without a large change in the structure.
여기에서, 본 발명의 일 실시예와 관련하여 본 발명을 도시하고 설명하였지만, 본 기술 분야에 숙련된 자들에 의해 청구범위의 정신 및 영역을 벗어남이 없이 다양한 수정이 이뤄질 수 있다.Herein, while the invention has been illustrated and described in connection with one embodiment of the invention, various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the claims.
도 1은 종래의 볼트 체결된 압전 세라믹을 구비한 수중 음향 트랜스듀서의 내부구조를 도시한 종단면도,1 is a longitudinal cross-sectional view showing the internal structure of a conventional acoustic transducer with bolted piezoelectric ceramic,
도 2는 본 발명에 따른 수중 음향 트랜스듀서의 구조를 도시한 종단면도,2 is a longitudinal sectional view showing the structure of the underwater acoustic transducer according to the present invention;
도 3은 도 2의 선 A-A에 따른 단면도,3 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 4는 본 발명에 따른 탄성부의 형태를 도 2의 C 방향에서 바라보아 도시한 패턴도,4 is a pattern view showing the shape of the elastic part according to the present invention as viewed in the direction C of FIG.
도 5는 도 2에서 후면추 만을 분리하여 도시한 사시도, 및5 is a perspective view showing only the rear weight in Figure 2, and
도 6은 도 5에서 선 B-B에 따라 종방향으로 절취하여 도시한 단면 사시도.6 is a cross-sectional perspective view cut along the line B-B in FIG. 5 in the longitudinal direction.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1 : 전면추 2 : 후면추 1: front weight 2: rear weight
2a : 연결부 2b : 확개부 2a: connection part 2b: extension part
4 : 인장볼트 5 : 절연판 4 tension bolt 5 insulation plate
7 : 압전 세라믹 8 : 전극 조립체 7: piezoelectric ceramic 8: electrode assembly
9 : 패킹부재 13 : 트랜스포머 9: packing member 13: transformer
20 : 탄성부 20a : 슬릿 20: elastic portion 20a: slit
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