專利名稱:電磁脈沖換能器的制作方法
本發(fā)明是屬于低頻寬帶聲源。
一般低頻段的寬帶聲源，能在傳播介質中激發(fā)出持續(xù)時間非常短的聲脈沖(典型為零點幾毫秒)，輻射聲頻帶達1-2倍頻程以上，此類聲源中以電磁脈沖聲源的性能為最好，因為它安全可靠，信號重復性最好，并具有極佳的寬帶譜結構。其代表是美國專利3227，996，它是由一個環(huán)氧絕緣的銅帶繞成的盤形線圈和一塊復蓋在上的金屬板而組成，當線圈受到瞬時的電流激勵時，線圈產(chǎn)生的瞬變磁場會在金屬板中感應出渦流，由此而產(chǎn)生的洛侖茲力策動金屬板，使它向外運動，從而壓縮周圍介質，輻射出短促的聲脈沖。這種聲源特別適用于高分辨率的聲學測距系統(tǒng)。但是它存在缺點，整塊振動板被當作一個整體亦即剛性活塞來考慮，頻譜是寬了，但電聲轉換效率極低，尤其是在用小能量激勵換能器時，問題更突出，這是因為其電聲轉換效率和儲能量的一次方成正比。
本發(fā)明的目的是提供一種新的設計方法，使得電磁脈沖換能器既具有足夠寬的頻帶(3分貝的典型帶寬達到1-2倍頻程)又有較高的電聲轉換效率。
本發(fā)明的要點是將盤形線圈上復蓋的金屬振動板〔5〕，在其中間部位加工成園形薄板，四周固定在基板〔2〕上，然后利用薄板的高價共振模式以提高電聲轉換效率，同時，利用參差調諧的方法，將策動力頻譜的主峰設計在薄板的高階共振頻率fo2和fo3之間，從而獲得3分貝典型帶寬達到1-2倍頻程的寬頻帶低頻脈沖聲源。
本發(fā)明的具體實施用附圖加以說明。
圖1是本發(fā)明一個電磁脈沖換能器的具體方案的正視圖和側視剖面圖。換能器包括線圈〔1〕。它是由同等寬度的銅帶和絕緣環(huán)氧帶緊密間繞而成的園盤狀整體，並被環(huán)氧基板〔2〕所密封?！?〕是線圈的引出電纜它和環(huán)氧基板〔2〕的水密籍助加工成波紋形的不銹鋼護套〔4〕保證。護套〔4〕比常規(guī)水聲換能器的杯形密封結構簡單得多，因此給減小換能器的體積重量提供了方便?！?〕是厚硬鋁板加工而成的振動板，中間加工成園形薄板，它用螺栓〔6〕和墊圈〔7〕緊壓在基板〔2〕上?！?〕是O形圈或其它橡膠密封圈，用以保證〔2〕和〔5〕之間的水密。
本發(fā)明應用于高分辨地層剖面儀，能測量水底以下數(shù)十米的地層分層結構、理論分辨率可達0.1米數(shù)量級，相應的信號帶寬達6-8千赫。
權利要求
1.一種電磁脈沖換能器，屬低頻寬帶聲源，它包括一個環(huán)氧絕緣銅帶繞成的盤形線圈[1]，線圈[1]由環(huán)氧基板[2]所密封，線圈的引出電纜[3]與基板[2]之間有護套[4]，在線圈[1]上復蓋一塊金屬振動板[5]。本發(fā)明的特征在于將復蓋的金屬板中間部位加工成園形薄板。四周嵌定在基板[2]上。
2.一種電磁脈沖換能器，其特征在于應用參差調諧方法，利用振動板的高階共振模式，將策動力頻譜主峰頻率與振動板的高階共振頻率參差調諧。
3.據(jù)權項1和2所述的換能器，其中，護套〔4〕采用波紋形的不銹鋼制成。
4.據(jù)權項3所述的換能器，其中，金屬板〔5〕可由厚鋁板制成。
5.據(jù)權項3和4所述的換能器，其特征為嵌定金屬薄板的周圍時，用O形圈或其他橡膠密封圈緊壓基板〔2〕上。
專利摘要
一種新的電磁脈沖換能器的設計方法，它包括利用薄板的高階共振模式以提高其電聲轉換效率以及利用策動力主頻和高階共振模式參差調諧的方法保證1-2倍頻程以上的輻射頻帶寬度。一種利用此原理設計而成的電磁脈沖聲源，聲源級達到107分貝，輻射頻譜寬達2個倍頻程以上，重量、電耗比國際流行同類產(chǎn)品小得多。
文檔編號G10K9/00GK85100714SQ85100714
公開日1986年10月1日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者華樂蓀, 胡嘉忠 申請人:中國科學院東海工作站導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan