水声换能器分类、应用及分析设计方法.pdfVIP

绪论一水声换能器分类、应用及分析设计方法

为什么要学习认识换能器?

主动声呐方程:(混响背景)

(SL-2TL+TS)-RL=DT

SL•声源级反映发射换能器辐射声功率大小。

提高声源级即提高辐射信号的强度相应也提高回声信号

强度增加接收信号的信噪比从而增加声呐的作用距离。

1,什么叫换能器

换一转换；能一能量；器一器件

通俗的讲：转换能量的器件

我们关注的是电能和声能间的相互转换：

能够发射或接收声波并完成声波所携带的信息和能量与电的信息和

能量转换的装置称为电声换能器简称换能器。

2.换能器如何实现换能

换能材料也叫功能材料、有源材料——受交变电场/磁场激励产

生伸缩应变

正向压电效应逆向压电效应磁致伸缩效应

稀土材料

3.换能器为什么要成阵

为实现或增强某些电声性能（指向性、作用距离）将多个换能器按

一定规律和形状排列起来形成一个阵列就成为换能器基阵简称基阵。

按照形状分为：平面阵、圆柱阵、球形阵、线阵、共形阵

平面阵圆柱阵球形阵

10

762

1.艇脑圆柱阵（收、发共用）2.中频基阵3.舷侧阵4.侦察阵

5.声速梯度仪基阵6.都卜勒测速仪基阵7.被动测距基阵

8.鱼雷报警基阵9.测深（防碰）基阵10.拖曳线列阵

水声换能器基阵在潜艇上应用实例

4.水声换能器的分类

发射换能器(transducer/projector)

A.按照工作方式分

接收换能器（水听器hydrophone）

名称：m型低频弯张换能器名称：三态模指向性园柱发射换能器

名称：空化噪声检测仪换能器

几种常见发射换能器几种常见水听器

「1970s。饿、镐与铁的合金。应变量比银、

B.按功能材料分大40~50倍，比PZT大5~8倍；能量密度

比镇大400~500倍，比压电陶瓷大10~14

「最早：倍；与PZT相比，杨氏模量小、声速低，

换能材1940s,较尤其适合制作低频、大功率、宽带水声换

料，磁强压电性能I能器J

I数伸函J

/三压电单晶=钛酸领压=整整整掣=懑去理瞥致1\弛豫铁电单晶

一/一电陶鹫一^压电陶瓷^一^伸缩材料匚功(PMN-PT

/[系列(PZT)(Terfenol-D)WZN—

-997,压电系数、机赢合系数血、

如石英，19171950