一种应用于反猎水雷的大接收指向性开角的声接收器

摘要

本发明公开了一种应用于反猎水雷的大接收指向性开角的声接收器，属于水声换能器结构设计技术领域。声接收器包括高频压电陶瓷球壳、水密透声橡胶、基体、橡胶垫片和接插件；橡胶垫片位于基体凹槽的底面上，橡胶垫片的中心孔与凹槽底面上的过线孔位置对应，高频压电陶瓷球壳位于橡胶垫片的上方，高频压电陶瓷球壳的过线孔与橡胶垫片的中心孔位置对应，水密透声橡胶覆盖整个高频压电陶瓷球壳以及高频压电陶瓷球壳与基体凹槽之间的区域；高频压电陶瓷球壳的过线孔处的内外表面上分别焊接正极引线和负极引线，引线通过安装在基体过线孔上的接插件引出。本发明能够实现声接收器的接收指向性开角达到最大，以满足反猎雷的声接收器的需要。

说明书

技术领域

本发明涉及应用于反猎水雷的高频、宽带、大接收指向性开角声接收器， 属于水声换能器结构设计技术领域。

背景技术

在水雷反猎技术应用中，由于猎雷具发射的声信号具有很高的频率，一般 在几百千赫兹左右，且具有较宽的辐射带宽。与之相对应的水雷反猎声接收器 必须具有高频率、宽频带接收的特性。反猎水雷常用的有沉底雷和锚雷。两种 形式的反猎水雷工作时，雷体距离水面有一定的距离。在雷体距离水面距离一 定时，目标距离反猎水雷的距离越远，目标和反猎水雷形成的连线和反猎水雷 竖直方向的夹角越大。反猎水雷工作水深一定时，为了完成反猎水雷的远距离 接收目标信息的任务，反猎水雷的声接收器需要具有大接收指向性开角的特性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种应用于反猎水雷的大接收指向性开角的声接 收器，该声接收器通过将高频压电陶瓷球壳以半掩埋的结构形式实现半球球冠 的接收指向性开角达到最大，以满足反猎雷的声接收器的需要。

一种应用于反猎水雷的大接收指向性开角的声接收器，包括高频压电陶瓷 球壳、水密透声橡胶、基体、橡胶垫片和接插件；

所述高频压电陶瓷球壳上加工有过线孔；

所述基体上加工有一个圆柱形凹槽，该凹槽的底面上加工有基体过线孔；

所述橡胶垫片上加工有中心孔，橡胶垫片的表面上还加工有一个容纳导线 的矩形凹槽，矩形凹槽在长度方向上与中心孔相贯通；

所述橡胶垫片位于基体凹槽的底面上，橡胶垫片的中心孔与凹槽底面上的 过线孔位置对应，所述高频压电陶瓷球壳位于基体的圆柱形凹槽内橡胶垫片的 上方，高频压电陶瓷球壳的过线孔与橡胶垫片的中心孔位置对应，所述水密透 声橡胶覆盖整个高频压电陶瓷球壳以及高频压电陶瓷球壳与基体凹槽之间的区 域，所述高频压电陶瓷球壳直径的二分之一位于基体的凹槽内；高频压电陶瓷 球壳的过线孔处的内外表面上分别焊接正极引线和负极引线，焊接点分别形成 正极焊点和负极焊点，所述正极引线穿过高频压电陶瓷球壳上的过线孔和橡胶 垫片的中心孔后通过接插件引出，所述负极引线经橡胶垫片的矩形凹槽和中心 孔后通过安装在基体过线孔上的接插件引出。

进一步地，所述高频压电陶瓷球壳的半径为19mm，厚度为1mm。

进一步地，所述基体上圆柱形凹槽的内圆周面上还加工有周向的环形凹槽， 使得水密透声橡胶能够更好的固定在基体上。

有益效果：

1、本发明采用将整个高频压电陶瓷球壳的下半部分壳体掩埋进基体内腔的 结构实现以整个高频压电陶瓷球壳为障幕的条件下由高频压电陶瓷球壳上半部 分接收声波，使高频压电陶瓷球壳在高频接收频率段上具有大的接收指向性开 角。

2、本发明的水密透声橡胶覆盖整个高频压电陶瓷球壳，使高频压电陶瓷球 壳和基体隔离，以减小机械振动对高频压电陶瓷球壳接收信号的影响；水密透 声橡胶具有很强的粘结性，保证了高频压电陶瓷球壳和基体相对位置的固定， 使高频压电陶瓷球壳的声中心不会发生改变。

附图说明

图1为本发明的声接收器的结构示意图。

图2为本发明的声接收器中橡胶垫片的结构示意图。

图3为本发明的声接收器指向性开角形成说明图。

图4为本发明的声接收器在200kHz频率时得到的指向性图。

图5为本发明的声接收器在300kHz频率时得到的指向性图。

图6为本发明的声接收器在400kHz频率时得到的指向性图。

图7为本发明的声接收器在500kHz频率时得到的指向性图。

其中，1-高频压电陶瓷球壳，2-水密透声橡胶，3-基体，4-正极焊点，5- 过线孔，6-负极焊点，7-橡胶垫片，8-基体过线孔，9-接插件。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

如附图1所示，本发明提供了一种应用于反猎水雷的大接收指向性开角的 声接收器，该声接收器包括高频压电陶瓷球壳1、水密透声橡胶2、基体3、橡 胶垫片7和接插件9；

所述高频压电陶瓷球壳1上加工有过线孔5；

所述基体3上加工有一个圆柱形凹槽，该凹槽的底面上加工有基体过线孔8；

如附图2所示，所述橡胶垫片7上加工有中心孔，橡胶垫片的表面上还加 工有一个矩形凹槽，矩形凹槽在长度方向上与中心孔相贯通，矩形凹槽的作用 是容纳与负极焊点相焊接的负极引线，使声接收器在受到振动时确保焊点焊接 的可靠性；

在半径为19mm的高频压电陶瓷球壳1内壁靠近高频压电陶瓷球壳过线孔8 附近，焊接正极引线的一端，形成正极焊点4，将一端焊接好的正极引线，通过 高频压电陶瓷球壳过线孔5引出；在高频压电陶瓷球壳1外壁靠近高频压电陶 瓷球壳过线孔5位置，焊接负极引线的一端，形成负极焊点6；将压电陶瓷球壳 1和橡胶垫片7粘接在一起，同时将高频压电陶瓷球壳1的正极引线和负极引线 通过橡胶垫片7上的过线孔引出；将橡胶垫片7粘接在基体3内腔的底部中心 位置，同时将高频压电陶瓷球壳1的正极引线和负极引线通过基体过线孔8引 出，并和基体3上的接插件9连接；接插件9固定于基体3过线孔8出口处， 高频压电陶瓷球壳1外壁灌注水密透声橡胶2，水密透声橡胶2覆盖整个高频压 电陶瓷球壳1。

工作原理：定义高频压电陶瓷球壳1的球心为坐标原点，高频压电陶瓷球 壳1接收声波的上半球球冠的竖直方向为z轴方向，高频压电陶瓷球壳1的球 心和基体3上表面处于同一水平面上；定义此面为x-o-y平面，x轴和y轴相互 垂直；由于高频压电陶瓷球壳1的接收指向性沿oz轴是轴对称分布的，所以沿 oz轴形成的任一平面内的接收指向性均是一致的。实际应用中，一般选用沿oz 轴形成的任一平面内的接收指向性来反映声接收器的指向性。本例中用y-o-z 平面内声接收器的二维指向性图反映声接收器的指向性结果；如附图3所示， 定义目标和原点的连线与oz轴形成的夹角为入射角θ。定义入射角θ在y-o-z 平面第一象限为正值，在y-o-z平面第二象限为负值。因此以高频压电陶瓷球 壳1球心为原点，目标在y-o-z平面的上半平面以距离原点不变的距离，改变 入射角θ从-90°～+90°运动时，声接收器就得会得到一组随入射角改变而改 变的数据。对数据进行归一化处理，就会得到声接收器的指向性图；如附图4、 5、6、7所示，图中外圆刻度为25dB，内圆刻度递减步长为5dB。

指向性图中，定义在0°方向两边，比0°方向结果降低6dB的结果的角度 为指向性开角。由此可见，本发明的声接收器的工作频段为200kHz～500kHz， 工作频段内-6dB指向性开角均大于170°。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保 护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。