一种轻便耐用型水声换能器的制作方法

本实用新型涉及水声通信和海洋探测技术领域，特别涉及一种带水压开关的轻便耐用型水声换能器。

背景技术：

深海资源丰富，潜力巨大。深海矿产资源的勘探与开发、海洋环境监测以及深海警备等活动中，声纳系统担当重要的角色。水声换能器作为声呐系统的关键器件，是与外界进行信息交换的主要窗口，如何通过合理的设计确保换能器在大深度条件下的性能稳定是需要首先考虑的问题。查阅现有技术，中国专利200610170556.0《深水压电水声换能器及其制造方法》阐述了一种由压电陶瓷圆管、底座、上下支架，电极输出插座、硅油、油囊及油囊紧箍组成的深海充油式压电换能器，具有工作频带宽，灵敏度高，抗静水压高的特点，但换能器结构与制作工艺相对复杂，且由于对“底座”功能(设有电极插座、注油口与外接密封槽，对油囊进行密封，自身的高抗压特性)的过度依赖，存在重量大，适配性差，功能受限，安装复杂等问题；中国专利201420699538.1《一种水声换能器》阐述了一种由压电陶瓷圆管、底座、支撑部件、电极插座及密封橡胶组成的一体式水声换能器，具有制作工艺简单、水密性、透声性可靠、宽带及半空间指向性特点，但换能器同样无法摆脱对“底座”功能(设有电极插座、支撑部件及外接密封槽，自身的高抗压特性)的过度依赖，也存在重量大，功能受限，安装复杂等问题；此外以上两种专利涉及的水声换能都需要在入水前先供电，这不仅会造成电量浪费，增加供电负担，还有可能出现因忘记提前上电而导致其入水后无法正常工作的尴尬局面。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种轻便耐用型水声换能器及其制作方法，通过全包覆式橡胶背衬的结构改进，将集众多功能于一身的“底座”从换能器结构中完全解放出来，从而解决了由于“底座”的存在而导致的换能器重量大，收发功能受限，适配性差，安装复杂等诸多问题；此外通过增设水压开关，既避免了电量的浪费，又杜绝了换能器入水后因忘记提前上电而无法正常工作的尴尬局面。其技术内容为，

一种轻便耐用型水声换能器，包括压电陶瓷圆管和水压开关，所述水压开关与外部供电线连接，所述外部供电线、压电陶瓷圆管的正负电极引线延伸至设备外部，所述水压开关外部设有护套，所述压电陶瓷圆管和护套通过透声橡胶硫化包覆为一体。

进一步的，所述压电陶瓷圆管的正负电极引线、外部供电线穿套在引线端子内，所述引线端子一部分包裹在透声橡胶内部。

进一步的，所述引线端子中间设有通螺纹孔，顶端侧面设有通孔，下端设有径向密封槽及外螺纹，所述通螺纹孔上设有定位螺丝。

进一步的，所述压电陶瓷圆管固定在支架上，所述支架上设有限位块，所述压电陶瓷圆管与限位块紧密接触。

进一步的，所述支架为十字正交轴对称结构，四端设有压电陶瓷圆管的限位块，中心设有固定孔，并通过定位螺丝固定在引线端子顶部。

进一步的，所述压电陶瓷圆管正负电极引线通过引线端子的通螺纹孔引出，外部供电线通过引线端子侧面通孔与水压开关连接。

进一步的，本申请水声换能器底面设有密封凸起。

有益效果

1)本实用新型摆脱了对笨重“底座”的依赖，重量大大减轻，同时更避免了由于“底座”对换能器周围声场的干扰而导致的收发功能受限问题；

2)增设了水压开关，实现了水下自动上电；

3)轴向密封凸起一体成型，保护引线端子不与海水接触，提高了使用寿命；带径向密封的单螺柱紧固结构，使得安装方便，适配性增强；

4)全包覆式一体硫化成型结构，制作工艺简单，深水特性优良。

附图说明

图1为本申请结构示意图；

其中，01-压电陶瓷圆管、02-引线端子、03-透声橡胶、04-支架、05-定位螺丝、06-导线、07-水压开关、08-密封凸起、09-密封槽、10-限位块、11-护套。

具体实施方式

以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。

本实用新型提供了一种轻便耐用型水声换能器，包括压电陶瓷圆管01，所述压电陶瓷圆管01通过支架04进行四点悬浮支撑；所述支架04为十字正交轴对称结构，四端设有压电陶瓷圆管01的限位块10，限位块10位置根据压电陶瓷圆管01的外径确定，支架04中心设有供定位螺丝05穿过的固定孔，并通过定位螺丝05固定在引线端子02顶部；所述引线端子02中间设有通螺纹孔，用于配合定位螺丝05将支架04固定，并增大硫化面积，顶端侧面设有通孔，用于导线06引出，下端设有径向o型圈密封槽09及外螺纹，用于外接密封与安装；定位螺丝05设有通螺纹孔二，所述导线06包括压电陶瓷圆管01正负电极引线与外部供电线，其中，压电陶瓷圆管01正负电极引线通过引线端子02的通螺纹孔引出，外部供电线通过引线端子02侧面通孔引出；外部供电线由带有护套11的水压开关07控制通断；所述水压开关07采取动密封结构，入水后能够在水压作用下自动接通供电线形成短路完成上电；所述水压开关07及其护套11设置在换能器底面一侧，方便硫化成型；所述压电陶瓷圆管01、支架04、定位螺丝05、引线端子02、导线06及水压开关07护套通过透声橡胶03硫化包覆为一体，引线端子02下端暴露在透声橡胶03外，与外部配件连接。本申请水声换能器底面设有环形密封凸起08，与外部配件使用时便于固定和密封，保护引线端子避免海水腐蚀。

支架04与限位块10可以为一体结构，也可以为分体结构。

所述压电陶瓷圆管01材料为pzt-4，内外壁镀有银层电极，极化方式为径向极化。

所述支架04材料为高强度、高弹性的绝缘非金属材料，整体体积越小越好。

所述透声橡胶03采用透水率低、与水匹配性好的浇注型环保橡胶。

所述引线端子02材料为密度小，强度高，耐腐蚀的金属材料。

所述o型密封圈材料为耐海水的氟橡胶。

所述水压开关07及其护套11材料为强度高，耐腐蚀金属材料。

所述压电陶瓷圆管01正负电极引线为耐高压线。

根据本实用新型的带水压开关的轻便耐用型水声换能器的制作方法的一个实施例包括如下步骤：

1)利用电子仪器设备对压电陶瓷圆管01进行电性能测试，完成筛选；

2)对引线端子02、支架04、水压开关07护套与压电陶瓷圆管01进行硫化前的表面处理；

3)对内芯结构进行组合装配，并利用导线06完成正负电极引线与供电线的布置；

4)将内芯结构与水压开关07护套安装到模具底板上；

5)将左右模完成装配，然后固定到底板上，缓慢进行灌封；

6)整体完全固化后开模取出。

根据本实用新型的一个实施例，上述步骤5)进一步包括以下步骤：

(5-1)将透声橡胶03原料按照固定比例完成配比，并搅拌均匀，抽真空；

(5-2)将抽真空后的透声橡胶03原料缓慢倒入硫化模具中，直至充满整个模具，完成灌封；

(5-3)灌注完毕后，密封反应釜，加压并升温，保持数小时。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。