一种水听器的制作方法

1.本技术涉及水听器技术领域，具体而言，本技术涉及一种水听器。


背景技术：

2.水听器是一种用于接收水中的声信号，将声信号转换成电信号的换能器。压电式水听器，其核心部件为其中的压电元件，利用压电效应原理，将水压的变化转换为输出电压变化，从而探测水下振动信号。水听器广泛用于水中通信、探洲、目标定位、跟踪等，是声纳的重要部件，水下的探测、识别、通信，以及海洋环境监测和海洋资源的开发。
3.目前，为解决压电陶瓷与金属支撑片的绝缘问题，一般在压电陶瓷和金属支撑片之间镀漆、镀膜，但同时引起振动模态减弱，而且导致产品的牢靠性不足。


技术实现要素：

4.本技术针对现有方式的缺点，提出一种水听器，用以解决现有技术中在压电陶瓷和金属支撑片之间镀漆、镀膜，引起振动模态减弱的问题，能有效避免压电陶瓷的电荷干扰。
5.本技术实施例提供了一种水听器，包括：
6.金属基片，所述金属基片包括第一表面；
7.绝缘层，所述绝缘层位于所述金属基片的所述第一表面之上；
8.压电陶瓷，所述压电陶瓷设置在所述绝缘层远离所述金属基片的一侧。
9.在一些实施例中，所述金属基片的所述第一表面上部分覆盖有所述绝缘层，所述第一表面上未被所述绝缘层覆盖的区域，形成暴露区域。
10.在一些实施例中，所述压电陶瓷包括位于远离所述绝缘层的一侧的第二表面；
11.所述水听器还包括：
12.保护层，所述保护层位于所述压电陶瓷远离所述绝缘层的一侧，并覆盖所述第二表面和所述暴露区域。
13.在一些实施例中，还包括：
14.外壳，所述外壳连接于所述金属基片，且于所述金属基片远离所述绝缘层的一侧与所述金属基片形成空腔。
15.在一些实施例中，所述外壳内部包括用以支撑所述金属基片两端的台阶部，所述台阶部包括用以支撑所述金属基片第一端的第一承载台阶，以及用以支撑所述金属基片第二端的第二承载台阶。
16.在一些实施例中，所述空腔底部设置至少一个凸台。
17.在一些实施例中，还包括：
18.信号线，包括用于连接正电极的第一信号线及用于连接负电极的第二信号线，所述第一信号线和所述第二信号线的一端均接在所述压电陶瓷上，且另一端贯穿所述保护层连接到外部。
19.在一些实施例中，所述绝缘层为玻璃层和压电陶瓷层中的一种。
20.在一些实施例中，所述外壳为不锈钢外壳。
21.在一些实施例中，所述保护层为橡胶保护层。
22.相比于现有技术，本技术实施例提供的一种水听器，具有如下有益技术效果：
23.所述水听器包括金属基片、绝缘层和压电陶瓷，金属基片包括第一表面，绝缘层位于所述金属基片的所述第一表面之上，并且压电陶瓷设置在所述绝缘层远离所述金属基片的一侧，这样通过在金属基片和压电陶瓷之间设置绝缘层，使得金属基片和压电陶瓷之间相互绝缘，用以解决现有技术中在压电陶瓷和金属支撑片之间镀漆、镀膜，使得压电陶瓷与金属支撑片之间绝缘，但同时引起振动模态减弱的问题，能有效避免压电陶瓷的电荷干扰的同时保证了水听器的灵敏度，进一步提高了水听器的抗电荷干扰的能力，具有较高的稳定性和可靠性。此外，本技术实施例的水听器结构简单，体积小，制造成本低。
24.本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
25.本技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
26.图1为本技术实施例提供的一种水听器的结构示意图；
27.图2为本技术实施例提供的金属基片、绝缘层及压电陶瓷的结构示意图。
具体实施方式
28.下面详细描述本技术，本技术的实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本技术的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能解释为对本技术的限制。
29.本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
30.本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本技术的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
31.参见图1，为本技术实施例提供的一种水听器的结构示意图，本技术实施例提供了一种水听器，包括：
32.金属基片1，所述金属基片1包括第一表面11；
33.绝缘层2，所述绝缘层2位于所述金属基片1的所述第一表面11之上；
34.压电陶瓷3，所述压电陶瓷3设置在所述绝缘层2远离所述金属基片1的一侧。
35.需要说明的是，现有技术中为解决金属基片与压电陶瓷之间的绝缘问题，通过在金属基片与压电陶瓷之间渡漆、镀膜，导致振动模态减弱。在本技术中，参见图2，为本技术实施例提供的金属基片、绝缘层及压电陶瓷的结构示意图，通过在金属基片1和压电陶瓷3之间设置绝缘层2，金属基片1和压电陶瓷3之间相互绝缘，提高了压电陶瓷的抗电荷干扰的能力，同时不影响水听器的振动模态。
36.进一步，当水听器工作时，水听器在外部应力的作用下，金属基片1振动并放大信号，将该信号传递给压电陶瓷3，使得压电陶瓷3将该信号转化为电信号，此时，金属基片1和压电陶瓷3之间相互绝缘，防止了金属基片1对压电陶瓷3的电荷干扰，同时并不影响金属基片1的振动，保证了水听器的灵敏度。
37.在一些实施例中，所述绝缘层2为玻璃层和压电陶瓷层中的一种。
38.其中，绝缘层2可以是玻璃层，也可以是单独的压电陶瓷层。示例性的，绝缘层2的厚度设置为1-200um，该绝缘层的绝缘性好，可靠性好，同时与压电陶瓷3的耦合度较好。
39.在一些实施例中，金属基片1为实现支撑压电陶瓷3及振动的作用，金属基片1需具有较高的硬度和弹性。优选的，金属基片1可采用铍铜合金。
40.在一些实施例中，所述金属基片1的所述第一表面11上部分覆盖有所述绝缘层2，所述第一表面11上未被所述绝缘层2覆盖的区域，形成暴露区域。
41.在本实施例中，请参见图1和图2，压电陶瓷3全部贴合在绝缘层2的一侧，金属基片1的第一表面11上部分覆盖有绝缘层2，这样防止绝缘层2与外壳5接触导致减弱振动，增加了损坏的风险，同时使得压电陶瓷3与金属基片1更好地结合，提高了水听器的稳定性。进一步，由于所述金属基片1的第一表面11上部分覆盖有绝缘层2，绝缘层2在第一表面11上的正投影小于第一表面11的面积，则将绝缘层2未覆盖金属基片1的第一表面11的区域作为暴露区域。
42.在一些实施例中，所述压电陶瓷3包括位于远离所述绝缘层2的一侧的第二表面31；
43.所述水听器还包括：
44.保护层4，所述保护层4位于所述压电陶瓷3远离所述绝缘层2的一侧，并覆盖所述第二表面31和所述暴露区域。
45.在本技术中，保护层4起密封保护和隔振作用，需具有良好的密封性以及对海水的耐腐蚀性，其特性阻抗和水相接近。优选的，所述保护层4为橡胶保护层，更进一步，橡胶保护层可由聚硫橡胶制成。在本实施例中，请参见图1，保护层4位于压电陶瓷3远离所述绝缘层2的一侧，即位于压电陶瓷3的第二表面31之上，保护层覆盖压电陶瓷3的第二表面31、绝缘层2的侧面以及金属基片1上的暴露区域，以使对压电陶瓷3、绝缘层2和金属基片1起保护和隔振的作用。
46.在一些实施例中，水听器还包括：
47.外壳5，所述外壳5连接于所述金属基片1，且于所述金属基片1远离所述绝缘层2的一侧与所述金属基片1形成空腔。
48.在本实施例中，请参见图1，为实现金属基片1振动，外壳5用于支撑金属基片1，外壳5内底部与金属基片1形成空腔，使得外壳5内部呈凹槽结构，为金属基片1振动提供了空间。
49.优选的，所述外壳5为不锈钢外壳，具有良好的耐腐蚀性。
50.在一些实施例中，所述外壳5内部包括用以支撑所述金属基片1两端的台阶部51，所述台阶部51包括用以支撑所述金属基片1第一端的第一承载台阶511，以及用以支撑所述金属基片1第二端的第二承载台阶512。
51.请参见图1，为实现支撑金属基片1，本实施例通过在外壳5内部侧壁上设置台阶部51，台阶部51包括第一承载台阶511和第二承载台阶512，第一承载台阶511和第二承载台阶512可对称设置，分别用于支撑金属基片1的两端，以便于金属基片1与外壳5内底部形成空腔，保证了水听器的振动性能。
52.在一些实施例中，所述外壳5内部于所述空腔底部设置至少一个凸台52。
53.在本实施例中，请参见图1，每一凸台52的高度小于金属基片1与空腔底部的距离，这样保证了金属基片1能够正常振动。本实施例通过设置凸台52，实现限制金属基片1的大幅变形，对金属基片1起到保护作用。此外，本实施例中空腔底部设置有三个凸台52，为提高金属基片1的保护，但本技术不对凸台的具体数量进行限定。
54.在一些实施例中，水听器还包括：
55.信号线6，包括用于连接正电极的第一信号线61及用于连接负电极的第二信号线62，所述第一信号线61和所述第二信号线62的一端均接在所述压电陶瓷3上，且另一端贯穿所述保护层4连接到外部。
56.在本实施例中，请参见图1，由于金属基片1受外力作用产生振动，以使压电陶瓷3将振动信号转化为电信号，用以探测水压的变化。因此，本实施例通过设置信号线6，获取所产生的正电极和负电极，经绝缘的保护层4将正极电信号和负极电信号传输到外部。
57.本技术实施例提供的一种水听器，所述水听器包括金属基片、绝缘层和压电陶瓷，金属基片包括第一表面，绝缘层位于所述金属基片的所述第一表面之上，并且压电陶瓷设置在所述绝缘层远离所述金属基片的一侧，这样通过在金属基片和压电陶瓷之间设置绝缘层，使得金属基片和压电陶瓷之间相互绝缘，用以解决现有技术中在压电陶瓷和金属支撑片之间镀漆、镀膜，使得压电陶瓷与金属支撑片之间绝缘，但同时引起振动模态减弱的问题，能有效避免压电陶瓷的电荷干扰的同时保证了水听器的灵敏度，进一步提高了水听器的抗电荷干扰的能力，具有较高的稳定性和可靠性。此外，本技术实施例的水听器结构简单，体积小，制造成本低。
58.以上所述仅是本技术的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。