RU2491761C2

RU2491761C2 - Flexible electroacoustic transducer and method of making said transducer

Info

Publication number: RU2491761C2
Application number: RU2011144891/28A
Authority: RU
Inventors: Владимир Николаевич Придачин; Игорь Дмитриевич Илюхин
Priority date: 2011-11-08
Filing date: 2011-11-08
Publication date: 2013-08-27
Also published as: RU2011144891A

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: in a flexible electroacoustic transducer, having two circular piezoceramic plates with conductors electrically connected to said plates, rigidly connected to corresponding metal plates having through-grooves for outlet of conductors filled with an adhesive, and an annular support, the surfaces of the piezoceramic plates adjoining the metal plates are connected by one conductor; the through-grooves for outlet of conductors are in form of open grooves; the annular support is made as a separate component and is provided with end annular depressions in which the metal plates are mounted using an adhesive, wherein the inner diameter of the annular support is greater than the diameter of the piezoceramic plates. At the first step, surfaces of the piezoelectric plates are electrically connected by one conductor. An adhesive is applied on the surfaces to be glued. One of the plates is pulled through the inner opening of the annular support. The metal plates are mounted in the annular depressions of the annular support, wherein the conductor which connects the piezoceramic plates is inserted into the open grooves of the metal plates and the piezoceramic plates are glued with the metal plates.

EFFECT: simple design and high reliability.

2 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к элементам антенных решеток морских антенн, служащих для измерения акустического поля в воде и применяемых в геофизике и гидроакустике.The invention relates to elements of antenna arrays of marine antennas, used to measure the acoustic field in water and used in geophysics and hydroacoustics.

Известны различные конструкции электроакустических изгибных преобразователей. При всем многообразии конструкций электрический потенциал с поверхностей пьезокерамических пластин снимается в основном двумя способами. Это пайка лепестка или непосредственно провода к поверхности пьезокерамических пластин или использование токопроводящего клея. Причем токопроводящий клей применяют только для поверхностей пьезокерамических пластин непосредственно контактирующих с поверхностью металлических пластин. В известном электроакустическом изгибном преобразователе, описанном в заявке 93048645/28 "Электроакустический изгибный преобразователь", содержащем две пьезокерамические пластины жестко скрепленные с соответствующими металлическими пластинами, и кольцеобразную опору, осуществить электрический контакт между поверхностями пьезокерамических пластин лежащих на металлических пластинах возможно, например, с помощью токопроводящего клея. Недостаток - низкая стабильность свойств такого электрического соединения и как следствие низкая надежность. Вариант обеспечения электрического контакта пайкой является более предпочтительным. Критерий: простота и стабильность свойств электрического соединения.Various designs of electro-acoustic bending transducers are known. With all the variety of designs, the electric potential from the surfaces of piezoceramic plates is removed mainly in two ways. This soldering a petal or directly wires to the surface of piezoceramic plates or the use of conductive glue. Moreover, conductive glue is used only for the surfaces of piezoceramic plates directly in contact with the surface of metal plates. In the known electro-acoustic bending transducer described in the application 93048645/28 "Electro-acoustic bending transducer" containing two piezoceramic plates rigidly bonded to the corresponding metal plates, and an annular support, it is possible to make electrical contact between the surfaces of the piezoceramic plates lying on the metal plates, for example, using conductive glue. The disadvantage is the low stability of the properties of such an electrical connection and, as a consequence, low reliability. The option of providing electrical soldering is more preferable. Criterion: simplicity and stability of the properties of the electrical connection.

Вариант конструкции электроакустического изгибного преобразователя с припаянными проводами показан в справочнике "Подводные электроакустические преобразователи" (Судостроение. 1983 г. Стр.24, рис.1.10 г., Стр.104…105, рис.7.1). Он является наиболее близким к заявленному.A design variant of an electro-acoustic bending transducer with soldered wires is shown in the reference book "Underwater electro-acoustic transducers" (Shipbuilding. 1983, Page 24, Fig. 10.10, Pages 104 ... 105, Fig. 7.1). It is the closest to the declared.

Недостатками известного электроакустического изгибного преобразователя являются сложность конструкции и низкая надежность при использовании в качестве элемента антенной решетки, так как одна антенная решетка может содержать десятки и даже сотни преобразователей. В известном электроакустическом изгибном преобразователе наружу выводятся четыре провода, используемые для подключения электроакустического изгибного преобразователя к измерительной аппаратуре или в состав антенной решетки. В последнем случае количество проводов и паяных соединений многократно возрастает. А чем больше паяных соединений тем ниже надежность.The disadvantages of the known electro-acoustic bending transducer are the complexity of the design and low reliability when used as an element of the antenna array, since one antenna array can contain tens or even hundreds of transducers. In the known electro-acoustic bending transducer, four wires are output to the outside, used to connect the electro-acoustic bending transducer to the measuring equipment or to the antenna array. In the latter case, the number of wires and soldered joints increases many times. And the more soldered joints, the lower the reliability.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, состоит в создании конструкции электроакустического изгибного преобразователя и способа его изготовления, обеспечивающих электрическое соединение одним проводником внутренних поверхностей пьезокерамических пластин при минимальном количестве паяных соединений.The technical result, which the invention is aimed at, consists in creating the design of an electro-acoustic bending transducer and a method for its manufacture, which provide electrical connection by one conductor of the internal surfaces of piezoceramic plates with a minimum number of soldered joints.

Для достижения этого технического результата предлагается новая конструкция электроакустического изгибного преобразователя, позволяющая осуществить изготовление электроакустического изгибного преобразователя с помощью способа, изложенного ниже.To achieve this technical result, a new design of an electro-acoustic bending transducer is proposed, which allows the manufacture of an electro-acoustic bending transducer using the method described below.

В электроакустическом изгибном преобразователе, содержащем, как и известный, две круглые пьезокерамические пластины, соединенные электрически с проводниками, жестко скрепленные с соответствующими металлическими пластинами, имеющими сквозные пазы для вывода проводников заполненные клеем, и кольцеобразную опору, причем электрическое соединение поверхностей пьезокерамических пластин, примыкающих к металлическим пластинам выполнено одним проводником, сквозные пазы для вывода проводников выполнены в виде открытых пазов; кольцеобразная опора выполнена как отдельная деталь и снабжена по торцам кольцевыми углублениями, в которых крепятся металлические пластины с помощью клея, причем внутренний диаметр кольцеобразной опоры больше диаметра пьезокерамических пластин.In an electro-acoustic bending transducer, containing, as is known, two round piezoceramic plates connected electrically to conductors, rigidly fastened to corresponding metal plates having through grooves for outputting conductors filled with glue, and an annular support, moreover, the electrical connection of the surfaces of the piezoceramic plates adjacent to metal plates are made with one conductor, through grooves for outputting conductors are made in the form of open grooves; the ring-shaped support is made as a separate part and provided with ring recesses at the ends in which metal plates are attached with glue, the inner diameter of the ring-shaped support being larger than the diameter of the piezoceramic plates.

Такая конструкция электроакустического изгибного преобразователя позволяет осуществить его изготовление с помощью нового способа, заключающегося в том, что на первом этапе соединяют электрически одним проводником поверхности пьезокерамических пластин. Причем этот этап по времени никак не связан с последующими, что необходимо для качественного выполнения и контроля. Затем наносят клей на склеиваемые поверхности пьезокерамических пластин, металлических пластин и на кольцевые буртики кольцеобразной опоры, одну из пьезокерамических пластин протаскивают через внутреннее отверстие кольцеобразной опоры, устанавливают металлические пластины в кольцевые углубления кольцеобразной опоры, при этом проводник, соединяющий пьезокерамические пластины, вводят в открытые пазы металлических пластин и пьезокерамические пластины приклеивают к металлическим пластинам.This design of the electro-acoustic bending transducer allows its manufacture using a new method, which consists in the fact that at the first stage, the surfaces of the piezoceramic plates are electrically connected with one conductor. Moreover, this stage in time has nothing to do with subsequent ones, which is necessary for high-quality implementation and control. Then, glue is applied to the bonded surfaces of the piezoceramic plates, metal plates and to the annular flanges of the annular support, one of the piezoceramic plates is dragged through the inner hole of the annular support, metal plates are installed in the annular recesses of the annular support, while the conductor connecting the piezoceramic plates is inserted into the open grooves metal plates and piezoceramic plates are glued to metal plates.

На Фиг.1 показано продольное сечение предлагаемого электроакустического изгибного преобразователя. На Фиг.2, 3, 4, 5 показаны этапы изготовления электроакустического изгибного преобразователя.Figure 1 shows a longitudinal section of the proposed electro-acoustic bending transducer. Figure 2, 3, 4, 5 show the steps of manufacturing an electro-acoustic bending transducer.

Предлагаемый электроакустический изгибный преобразователь (Фиг.1) содержит две круглые пьезокерамические пластины 1, соединенные электрически проводником 4, жестко скрепленные с соответствующими металлическими пластинами 2, имеющими сквозные открытые пазы для вывода проводников, закрепленные с помощью клея в кольцеобразной опоре 3, внутренний диаметр D которой больше диаметра d пьезокерамических пластин 1.The proposed electro-acoustic bending transducer (Figure 1) contains two round piezoceramic plates 1 connected electrically by a conductor 4, rigidly fastened to the corresponding metal plates 2, having through open grooves for outputting the conductors, fixed with glue in an annular support 3, the inner diameter D of which more than the diameter d of the piezoceramic plates 1.

Предлагаемый способ изготовления электроакустического изгибного преобразователя заключается в выполнении технологических операций в определенной последовательности, этапы которой показаны на Фиг.2, 3, 4, 5.The proposed method of manufacturing an electro-acoustic bending transducer consists in performing technological operations in a certain sequence, the steps of which are shown in Figs. 2, 3, 4, 5.

На первом этапе две круглые пьезокерамические пластины 1 соединяют электрически проводником 4.At the first stage, two round piezoceramic plates 1 are connected electrically by a conductor 4.

На втором этапе производят склеивание. Сначала наносят клей на склеиваемые поверхности пьезокерамических пластин 1, металлических пластин 2 и буртики кольцеобразной опоры 3. Затем одну из пьезокерамических пластин 1 протаскивают через внутреннее отверстие кольцеобразной опоры 3 (Фиг.3), устанавливают металлические пластины 2 в кольцевые углубления кольцеобразной опоры 3 (Фиг.4), при этом проводник 4 вводят в открытые пазы металлических пластин. Соединяют и сжимают склеиваемые поверхности, при этом излишками клея заполняют пазы металлических пластин. Далее сборку выдерживают под определенной сжимающей нагрузкой в течение определенного времени.At the second stage, gluing is performed. First, glue is applied to the bonded surfaces of the piezoceramic plates 1, metal plates 2 and flanges of the annular support 3. Then one of the piezoceramic plates 1 is dragged through the inner hole of the annular support 3 (Fig. 3), metal plates 2 are installed in the annular recesses of the annular support 3 (Fig. .4), while the conductor 4 is inserted into the open grooves of the metal plates. Connect and compress the glued surface, while the excess glue fill the grooves of metal plates. Next, the assembly is kept under a certain compressive load for a certain time.

После окончания процесса склеивания к наружным поверхностям пьезокерамических пластин 1 припаивают проводники 5 (Фиг.5) для подключения к измерительной аппаратуре или в состав антенной решетки.After the bonding process is completed, conductors 5 (Figure 5) are soldered to the outer surfaces of the piezoceramic plates 1 for connection to measuring equipment or to the antenna array.

Источники информацииInformation sources

1. Заявка RU 93048645/28 "Электроакустический изгибный преобразователь".1. Application RU 93048645/28 "Electro-acoustic bending transducer".

2. Справочник "Подводные электроакустические преобразователи" (Судостроение. 1983 г. Стр.24, рис.1.10 г., Стр.104…105, рис.7.1).2. Handbook "Underwater electro-acoustic transducers" (Shipbuilding. 1983, Page 24, Fig. 10.10, Pages 104 ... 105, Fig. 7.1).

Claims

1. Electro-acoustic bending transducer containing two round piezoceramic plates, electrically connected to conductors, rigidly fastened to corresponding metal plates having through grooves for outputting the conductor, filled with glue, and an annular support, characterized in that the surfaces of the piezoceramic plates adjacent to the metal plates are connected by one conductor, the through grooves for the output of the conductor are made in the form of open grooves, the annular support is made as a separate I part and at the ends provided with annular recesses in which metal plates are attached with adhesive, the inner diameter larger than the diameter of the annular support piezoceramic plates.

2. A method of manufacturing an electro-acoustic bending transducer, which consists in the fact that at the first stage, the surfaces of the piezoceramic plates are electrically connected by one conductor, then glue is applied to the bonded surfaces of the piezoceramic plates, metal plates and to the annular flanges of the annular support, one of the piezoceramic plates is dragged through the internal hole ring-shaped supports, install metal plates in the annular recesses of the ring-shaped supports, while the conductor, soy inyayuschy piezoceramic plate is introduced into the open grooves of the metal plates and the piezoelectric ceramic plate is adhered to the metal plates.