RU25969U1 - HYDROACOUSTIC CONVERTER - Google Patents

HYDROACOUSTIC CONVERTER Download PDF

Info

Publication number
RU25969U1
RU25969U1 RU2002101853/20U RU2002101853U RU25969U1 RU 25969 U1 RU25969 U1 RU 25969U1 RU 2002101853/20 U RU2002101853/20 U RU 2002101853/20U RU 2002101853 U RU2002101853 U RU 2002101853U RU 25969 U1 RU25969 U1 RU 25969U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
casing
active element
metal foil
polymer compound
elastic polymer
Prior art date
Application number
RU2002101853/20U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Г.Д. Гришман
В.Б. Жуков
Л.А. Зубарев
В.А. Никандров
Р.П. Павлов
М.Д. Смарышев
Э.Г. Шмидт
Г.Н. Боровиков
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор"
Priority to RU2002101853/20U priority Critical patent/RU25969U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU25969U1 publication Critical patent/RU25969U1/en

Links

Description

Гидроакустический преобразователь.Hydroacoustic transducer.

Полезная модель относится к гидроакустической технике, и может быть использована при конструировании гидроакустических преобразователей, входящих в состав гидроакустических антенн, или одиночных измерительных гидроакустических преобразователей.The utility model relates to hydroacoustic technology, and can be used in the design of hydroacoustic transducers that are part of hydroacoustic antennas, or single measuring hydroacoustic transducers.

В настоящее время наиболее технологичным является герметизация активных элементов гидроакустических преобразователей полимерными компаундами 1 или резиновыми покрытиями 2 , стр. 124.At present, the most technologically advanced is sealing the active elements of sonar transducers with polymer compounds 1 or rubber coatings 2, p. 124.

При этом возникают две проблемы, связанные с таким видом герметизации:This raises two problems associated with this type of sealing:

-низкий срок службы по гидроизоляции, обусловленный свойством полимерных материалов адсорбировать воду 3 и- low service life for waterproofing, due to the property of polymeric materials to adsorb water 3 and

-необходимость электрического эфанирования активного элемента от воздействия внешних электрических полей.-the need for electrical effaning of the active element from the action of external electric fields.

Известны гидроакустические преобразователи, для повышения гидроизоляции которых герметизирующий полимерный компаунд наносят в несколько слоев с разными характеристиками 4, 5. Однако кардинальным образом решить проблему гидроизоляции в этих конструкциях не удается., поскольку все полимеры проницаемы для воды. Кроме того, процесс формирования контура герметизации из нескольких слоев с разными характеристиками является в принципе многоэтапным, что существенно усложняет технологию и время изготовления преобразователя.Acoustic transducers are known, in order to increase their waterproofing, the sealing polymer compound is applied in several layers with different characteristics 4, 5. However, it is not possible to radically solve the waterproofing problem in these structures, since all polymers are permeable to water. In addition, the process of forming a sealing loop from several layers with different characteristics is, in principle, multi-stage, which significantly complicates the technology and the manufacturing time of the converter.

МПКН04Р17/00, H04R1/44MPKN04R17 / 00, H04R1 / 44

Известен гидроакустический преобразователь 2,содержащий активный элемент, который представляет собой один цилиндрический пьезоэлемент, герметизированный по образующей резиновым покрытием и имеющий электрический экран в виде металлической сетки, отделенной от резинового покрытия зазором. Такой эфан не влияет на гидроизоляцию гидроакустического преобразователя, поскольку прбницаем для воды, а эффективность экранирования такого экрана низка, поскольку зависит от коэффициента перфорации металлической сетки, которая к тому же при работе преобразователя имеет непосредственный контакт с водной средой.Known sonar transducer 2, containing the active element, which is a single cylindrical piezoelectric element, sealed with a rubber coating and having an electric screen in the form of a metal mesh, separated from the rubber coating by a gap. Such ethane does not affect the waterproofing of the sonar transducer, since it is water-proof, and the screening efficiency of such a screen is low, because it depends on the perforation coefficient of the metal mesh, which also has direct contact with the aqueous medium when the transducer is operating.

Наиболее близким по совокупности признаков к предлагаемой полезной модели является гидроакустический преобразователь, описанный в 2 на стр. 125. Этот гидроакустический преобразователь также как предыдущий аналог содержит активный элемент, выполненный на одном цилиндрическом пьезоэлементе. Активный элемент герметизирован эластичным полимерным компаундом. На наружную поверхность активного элемента методом металлизации нанесено тонкое металлическое покрытие, представляющее собой электрический эфан.The closest set of features to the proposed utility model is a sonar transducer, described in 2 on page 125. This sonar transducer, like the previous analogue, contains an active element made on one cylindrical piezoelectric element. The active element is sealed with an elastic polymer compound. On the outer surface of the active element by metallization, a thin metal coating is applied, which is an electric ethane.

Недостатком гидроакустического преобразователя- прототипа является малый срок службы по гидроизоляции и недостаточно эффективное электрическое экранирование, фоме того, технология его изготовления является сложной и дорогостоящей. Действительно, добиться сплошности металлического покрытия путем металлизации поверхности полимера практически невозможно, даже при металлизации в несколько слоев, особенно если гидроакустический преобразователь имеет сложную форму, острые кромки и т.д., а непосредственный контакт электрического экрана с водой приThe disadvantage of the sonar transducer prototype is the short service life of waterproofing and insufficiently effective electrical shielding, in addition, its manufacturing technology is complex and expensive. Indeed, it is practically impossible to achieve continuity of the metal coating by metallizing the polymer surface, even when metallizing in several layers, especially if the sonar transducer has a complex shape, sharp edges, etc., and direct contact of the electric screen with water at

W/ gf/3 W / gf / 3

работе гидроакустического преобразователя, существенно снижает эффективность экранирования.the work of the sonar transducer, significantly reduces the effectiveness of shielding.

Задачей полезной модели является повышение срока службы по гидроизоляции, улучшение электрического эфанирования гидроакустического преобразователя при повышении технологичности и снижении стоимости гидроакустического преобразователя.The objective of the utility model is to increase the service life of waterproofing, to improve the electrical effecting of the sonar transducer while increasing manufacturability and reducing the cost of the sonar transducer.

Для решения поставленной задачи в известном гидроакустическом преобразователе, содержащем герметизированный эластичным полимерным компаундом активный элемент, выполненный по крайней мере на одном пьезоэлементе, электрический эфан и кабель, введены новые признаки, и именно: электрический экран выполнен в виде кожуха из металлической фольги и электрически соединен с эфаном кабеля, во внутренней полости кожуха из металлической фольги расположен активный элемент, а на наружной поверхности, нормальной к поверхности электродов пьезоэлементов, кожух из металлической фольги, имеет два технологических отверстия для заполнения эластичным полимерным компаундом его внутреннего объема, расположенные напротив друг друга по разные стороны от активного элемента, при этом с наружной стороны кожух из металлической фольги покрыт слоем эластичного полимерного компаунда, герметизирующего активный элемент.To solve this problem, in the known hydroacoustic transducer containing an active element sealed with an elastic polymer compound made of at least one piezoelectric element, electric ethane and cable, new features are introduced, namely: the electric screen is made in the form of a casing of metal foil and is electrically connected to with the cable ethane, an active element is located in the inner cavity of the casing of metal foil, and a piezoelectric element is located on the outer surface normal to the surface of the electrodes ntov, the housing of a metallic foil, has two technology holes for filling an elastic polymeric compound its inner volume, located opposite each other on opposite sides of the active element, wherein the outer side of the casing of a metal foil coated with a layer of flexible polymeric compound, encapsulating the active element.

Максимальный эффект по гидроизоляции и электрическому экранированию достигается, если технологические отверстия выполнены с возможностью их перефытия фольгой после заполнения эластичным полимерным компаундом внутреннего объема кожуха из металлической фольги.The maximum effect on waterproofing and electrical shielding is achieved if the technological holes are made so that they can be foiled with foil after filling the internal volume of the casing of metal foil with elastic polymer compound.

1ШШ11ШШ1

срока службы преобразователя по герметичности и повышение помехозащищенности от воздействия внешних электрических полей. Увеличение срока службы гидроакустического преобразователя по герметичности достигается за счет того, что электрический экран, выполненный из металлической фольги, является идеальным препятствием для проникновения воды к электродам пьезоэлементов. Даже если в кожухе имеются технологические отверстия, они выполнены со стороны боковых поверхностей активного элемента, где имеется возможность увеличить суммарный слой эластичного полимерного компаунда до размера, гарантировано обеспечивающего заданный срок службы без ухудшения акустических параметров гидроакустического преобразователя.transducer service life for tightness and increased noise immunity from external electric fields. An increase in the service life of the sonar transducer for tightness is achieved due to the fact that the electric screen made of metal foil is an ideal obstacle for the penetration of water to the electrodes of piezoelectric elements. Even if there are technological holes in the casing, they are made on the side of the side surfaces of the active element, where it is possible to increase the total layer of the elastic polymer compound to a size guaranteed to provide the specified service life without compromising the acoustic parameters of the hydroacoustic transducer.

Высокая эффективность элеюгрического эфана объясняется тем, что наружная поверхность эфана отделена от воды слоем эластичного полимерного компаунда, являющегося диэлектриком, при этом технологические отверстия расположены со стороны боковых поверхностей пьезоэлементов и перпендикулярно к поверхности электродов пьезоэлементов.The high efficiency of eleganric ethane is explained by the fact that the outer surface of ethane is separated from water by a layer of an elastic polymer compound, which is a dielectric, while the technological holes are located on the side of the side surfaces of the piezoelectric elements and perpendicular to the surface of the piezoelectric electrodes.

При таком расположении экрана относительно пьезоэлементов и наружной поверхности преобразователя резко уменьшается паразитная электрическая емкость между электродами пьезоэлемента и наружной поверхностью преобразователя, что приводит к существенному подавлению внешних эле1стрических помех (наводок), поскольку ослабление наводок в соответствии с 6 при присоединении электрического экрана с эфаном кабеля, одной из жил кабеля, называемой нулевой, и металлическим корпусом прибора, например, усилителя, к которому подсоединяется преобразователь, определяется выражениемWith this arrangement of the screen relative to the piezoelectric elements and the outer surface of the transducer, the parasitic electric capacitance between the electrodes of the piezoelectric element and the outer surface of the transducer sharply decreases, which leads to a significant suppression of external electrical noise (pickups), since the attenuation of the pickups in accordance with 6 when connecting an electric shield with cable ephane, one of the cable cores, called zero, and the metal case of the device, for example, an amplifier to which the converter is connected the caller is defined by the expression

((

Спар - паразитная электрическая емкость между наружной поверхностью преобразователя, соприкасающегося с водой, и сигнальным электродом активного элемента,Spar - parasitic electric capacitance between the outer surface of the transducer in contact with water and the signal electrode of the active element,

Ссэ - электрическая емкость между сигнальным электродом активного элемента и электрическим экраном,SSE - electric capacitance between the signal electrode of the active element and the electric screen,

Со - электрическая емкость между сигнальной и нулевой жилами преобразователя.Co is the electrical capacitance between the signal and zero conductors of the converter.

Сущность полезной модели поясняется Фиг.1, на которой схематически показан предложенный гидроакустический преобразователь.The essence of the utility model is illustrated in figure 1, which schematically shows the proposed sonar transducer.

Предложенный гидроакустический преобразователь содержит активный элемент, состоящий из четырех пьезоэлементов 1, выполненных в виде дисков с электродами на плоских поверхностях, установленных в обойму 2, имеющую форму параллелепипеда. Обойма 2 изготовлена из резины или эластичного полимерного компаунда и имеет на наружной поверхности бобышки 3. Обойма 2 с пьезоэлементами 1 установлена во внутренней полости электрического экрана 4, выполненного в виде кожуха из металлической фольги, имеющего коробчатую форму. Бобышки 3 предназначены для ориентации кожуха 4 относительно активных элементов. В кожухе на боковой поверхности нормальной поверхности электродов пьезоэлементов выполнены технологические отверстия 5 для заливки внутренней полости кожуха эластичным полимерным компаундом. В данной конструкции гидроакустического преобразователя боковые торцы кожуха выполнены открытыми. Объем между активными элементами и кожухом заполнен эластичным полимерным компаундом 6. Этим же компаундом покрыта наружная поверхность кожуха в том числе и со стороны открытых торцов. Кабель 7 закреплен в обойме с помощью ввода 8. Для увеличения жесткостиThe proposed sonar transducer contains an active element consisting of four piezoelectric elements 1 made in the form of disks with electrodes on flat surfaces mounted in a cage 2 having the shape of a parallelepiped. The clip 2 is made of rubber or an elastic polymer compound and has on the outer surface of the boss 3. The clip 2 with piezoelectric elements 1 is installed in the inner cavity of the electric screen 4, made in the form of a casing of a metal foil having a box shape. The bosses 3 are designed to orient the casing 4 relative to the active elements. Technological holes 5 are made in the casing on the side surface of the normal surface of the piezoelectric electrodes for filling the inner cavity of the casing with an elastic polymer compound. In this design of the sonar transducer, the side ends of the casing are made open. The volume between the active elements and the casing is filled with an elastic polymer compound 6. The outer surface of the casing is also coated with the same compound, including from the open ends. Cable 7 is secured in a ferrule using input 8. To increase rigidity

МсшпMssp

ввод имеет специальную втулку 9. Если активные элементы имеют другую форму, то форма кожуха будет иной. Элеюгрический экран 4 электрически соединен с экраном кабеля (на чертеже не показан).the input has a special sleeve 9. If the active elements have a different shape, then the shape of the casing will be different. The electric shield 4 is electrically connected to the cable shield (not shown in the drawing).

. На фиг.2 показан преобразователь аналогичной конструкции, в котором открытые торцы кожуха 4 снабжены фышками 10 из такой же металлической фольги, из которой выполнен кожух .. Figure 2 shows a converter of a similar design, in which the open ends of the casing 4 are equipped with carts 10 of the same metal foil from which the casing is made.

При изготовлении преобразователя активные элементы 1 и кабель 7 устанавливают в обойму 2. Затем на обойму одевают выполненный в виде кожуха электрический экран 4. Кожух фиксируют в заданном положении благодаря необходимому количеству бобышек 3 обоймы 2 .При этом заготовка кожуха может быть различной формы, например, из двух частей, соединяемых между собой механически и электрически после установки на обойму с активными элементами. Сборка активных элементов с кожухом и кабелем устанавливается в заливочную форму. При этом фиксация положения в форме производится путем закрепления кабельного ввода 8 в заливочной форме. Затем производится заливка, причем в пространство между кожухом и активными элементами компаунд заливается через открытые торцы 5 кожуха 4. При выполнении кожуха в соответствии с фиг. 2 открытые торцы 5 в процессе заливки до полимеризации компаунда закрывают крышками, выполненными как отогнутая на время заливки часть кожуха.In the manufacture of the converter, the active elements 1 and the cable 7 are installed in the holder 2. Then, an electric shield made in the form of a casing is put on the casing 4. The casing is fixed in a predetermined position due to the required number of bosses 3 of the casing 2. In this case, the casing blank can be of various shapes, for example, of two parts, interconnected mechanically and electrically after installation on a cage with active elements. The assembly of active elements with a casing and cable is installed in the casting mold. While fixing the position in the form is done by fixing the cable entry 8 in the casting form. Then, pouring is performed, and in the space between the casing and the active elements, the compound is poured through the open ends 5 of the casing 4. When the casing is made in accordance with FIG. 2 open ends 5 during the pouring process before polymerization of the compound are closed with covers made as a part of the casing bent for the time of pouring.

Предложенный гидроакустический преобразователь работает следующим образом. Гидроакустический сигнал, распространяющийся в воде, достигая приемника, проходит последовательно через наружный слой компаунда, электрический экран и слой компаунда внутри кожуха, воздействует на активный элемент, вызывая деформацию входящих в него пьезоэлементов.The proposed sonar transducer operates as follows. The hydroacoustic signal propagating in water reaching the receiver passes sequentially through the outer layer of the compound, the electric screen and the layer of compound inside the casing, acts on the active element, causing deformation of the piezoelectric elements included in it.

При этом на выходе активного элемента в силу пьезоэффекта, присущего пьезоэлементам, возникает электрический сигнал.In this case, at the output of the active element, due to the piezoelectric effect inherent in piezoelectric elements, an electric signal arises.

Предложенный гидроакустический преобразователь, конструкция которого показана на фиг.1, герметизированный полиуретановым компаундом СКУ ППЛ 2001, содержащий электрический экран с двумя технологическими отверстиями на противоположных боковых поверхностях, выполненный из латунной фольги толщиной 0,05 мм при габаритных размерах 10x10x3 см имеет срок службы по герметичности по данным приведенным в 3 . , примерно 25 лет.The proposed sonar transducer, the design of which is shown in Fig. 1, sealed with a polyurethane compound SKU PPL 2001, containing an electric screen with two technological holes on opposite side surfaces, made of brass foil 0.05 mm thick with overall dimensions 10x10x3 cm has a leak-proof life according to the data given in 3. , about 25 years old.

Для преобразователя, показанного на фиг.1 с открытыми технологическими отверстиями в экране, экран обеспечивает подавление внешних электрических помех на величину 60-70 дБ, а для преобразователя, показанного на фиг.2 с закрытыми торцами - на 75-85 дБ.For the converter shown in figure 1 with open technological holes in the screen, the screen provides suppression of external electrical noise by 60-70 dB, and for the converter shown in figure 2 with closed ends - 75-85 dB.

7жл(а( . 7l (a (.

Источники информации:Sources of information:

1.Подводные электроакустические преобразователи. Справочник Богородский В.З. и др.Л 1983г., стр. 90-91.1. Underwater electro-acoustic transducers. Reference book Bogorodsky V.Z. et al. 1983, pp. 90-91.

2.Ананьева А.А. Керамические источники звука.М 1963г., стр.124-125.2.Ananyeva A.A. Ceramic Sound Sources. M 1963, pp. 124-125.

3.Р.Бэррер.Диффузия в твердых телах М.1948, стр.283. R. Barrer, Diffusion in solids, M.1948, p. 28

4.. Патент США №5220538 по кл. H04R17/004 .. US patent No. 5220538 for CL. H04R17 / 00

5.. Патент США №4700333 по кл. H04R17/005 .. US patent No. 4700333 for CL. H04R17 / 00

6.Волин М.Л. Паразитные связи и наводки. М. 1960г.стр.41-46.6.Volin M.L. Spurious communications and interference. M. 1960, pp. 41-46.

Claims (2)

1. Гидроакустический преобразователь, содержащий герметизированный эластичным полимерным компаундом активный элемент, выполненный по крайней мере на одном пьезоэлементе, электрический экран и кабель, отличающийся тем, что электрический экран выполнен в виде кожуха из металлической фольги и электрически соединен с экраном кабеля, во внутренней полости кожуха из металлической фольги расположен активный элемент, а на наружной поверхности, нормальной электродам пьезоэлементов, кожух из металлической фольги имеет два технологических отверстия для заполнения эластичным полимерным компаундом его внутреннего объема, расположенных напротив друг друга по разные стороны от активного элемента, при этом с наружной стороны кожух из металлической фольги покрыт слоем эластичного полимерного компаунда, герметизирующего активный элемент.1. Hydroacoustic transducer containing an active element sealed with an elastic polymer compound made of at least one piezoelectric element, an electric screen and a cable, characterized in that the electric screen is made in the form of a casing of metal foil and is electrically connected to the cable screen in the inner cavity of the casing the active element is located out of metal foil, and on the outer surface normal to the piezoelectric electrodes, the metal foil casing has two technological holes A hole for filling with an elastic polymer compound its internal volume, located opposite each other on opposite sides of the active element, while on the outside the metal foil casing is coated with a layer of elastic polymer compound that seals the active element. 2. Гидроакустический преобразователь по п.1, отличающийся тем, что технологические отверстия выполнены с возможностью их перекрытия фольгой после заполнения эластичным полимерным компаундом внутреннего объема кожуха из металлической фольги.
Figure 00000001
2. The hydroacoustic transducer according to claim 1, characterized in that the technological holes are arranged to overlap with foil after filling the internal volume of the casing of metal foil with elastic polymer compound.
Figure 00000001
RU2002101853/20U 2002-01-25 2002-01-25 HYDROACOUSTIC CONVERTER RU25969U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002101853/20U RU25969U1 (en) 2002-01-25 2002-01-25 HYDROACOUSTIC CONVERTER

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002101853/20U RU25969U1 (en) 2002-01-25 2002-01-25 HYDROACOUSTIC CONVERTER

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU25969U1 true RU25969U1 (en) 2002-10-27

Family

ID=37773683

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002101853/20U RU25969U1 (en) 2002-01-25 2002-01-25 HYDROACOUSTIC CONVERTER

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU25969U1 (en)
  • 2002

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0107843B1 (en) Acceleration vibration detector
US6078677A (en) Electroacoustic transducer with improved diaphragm attachment
EP1357768B1 (en) Piezoelectric electro-acoustic transducer
JP5022261B2 (en) Microphone unit
KR20000062580A (en) Electroacoustic Transducer
US4047129A (en) Elastic surface wave filter
CN1260938C (en) Piezoelectric electroacoustic convertor
KR100797443B1 (en) Packging structure of mems microphone
KR20030010560A (en) A piezoelectric element and an oscillation transducer with a piezoelectric element
CN102318366A (en) Acoustic transducer unit
US4184093A (en) Piezoelectric polymer rectangular flexural plate hydrophone
JP3714128B2 (en) Piezoelectric electroacoustic transducer
JPH0432599B2 (en)
RU25969U1 (en) HYDROACOUSTIC CONVERTER
US6275448B1 (en) Pressure-compensated acceleration-insensitive hydrophone
US6166998A (en) Moulded transducer
US4010441A (en) Flexion-plate hydrophones
CN105959851A (en) Ear type treble compensation headphone
US3118125A (en) Underwater sound transducer with sealed liquid coupling chamber
US4700333A (en) Hydrophone design to overcome reduction in leakage resistance between electrode surface of transducer element assembly and the water in which the hydrophone is immersed
KR20020087361A (en) Inner insulation for electroacoustic capsules
JP4639561B2 (en) Condenser microphone
CN205693851U (en) In-Ear high pitch compensates earphone
CN213462321U (en) Full shielding structure of electret microphone
CN201345735Y (en) Microphone

Legal Events

Date Code Title Description
ND1K Extending utility model patent duration
PC12 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for utility models

Effective date: 20100429

ND1K Extending utility model patent duration

Extension date: 20150125