[实用新型]压电复合式水听器

说明书

所属技术领域

本实用新型属于压电学及敏感技术领域，特别是涉及一种水声测量用的压电复合式水听器技术领域。

背景技术

现有的水听器主要是采用压电陶瓷材料，如李邓化，姚熹的论文“水听器用钹式压电复合物的实验研究”(《功能材料与器件学报》，2000.Vol.6.No.1)，该文给出的方案是将厚度方向极化的压电陶瓷片(PZT-5A)夹在两个薄的黄铜端帽之间制成钹式压电水听器，在频率为1KHz时的自由场电压灵敏度可达-190dB。由于该水听器的介电常数取决于压电陶瓷片(PZT-5A)，所以影响水听器自由场电压灵敏度的进一步提高。

发明内容

本实用新型的目的是提高所制备压电复合式水听器的自由场电压接收灵敏度Mel，提出一种1-3型的压电复合Cymbal水听器。

实现本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：将压电材料多条晶柱布成晶柱阵，晶柱阵的晶柱间灌注聚合物，制成1-3型压电复合材料，采用1-3型圆形压电复合材料，在其两圆面上涂覆银电极并极化；在轴对称条件下，将两个半径与压电复合材料片相同的金属端帽，安装到压电复合材料片的两个银电极表面上构成压电复合式Cymbal水听器。

本实用新型的压电复合式水听器的有益效果是，本实用新型的钹式结构利用了金属端帽的特殊形状，将施加在轴向的应力，转换并放大成切向和径向的应力，使得压电复合材料的d₃₃和d₃₁压电常数都对复合结构的d_h作出贡献。在相同的激励条件下，钹式结构比相同尺寸的1-3型压电复合陶瓷片的位移要高出40倍，等效压电常数d₃₃比1-3型压电复合材料本身约高出40倍，同时该水听器采用1-3型压电复合材料，其介电常数远远小于普通PZT-5A Cymbal水听器的介电常数，从而提高该水听器的自由场电压接收灵敏度M_el。

附图说明

图1本实用新型的压电复合式水听器剖面图。

图中1.压电陶瓷晶柱阵，2.晶柱间的聚合物，3、4.银电极，5、6.金属端帽。

具体实施方案

下面结合附图和实施例对本实用新型压电复合式水听器做详细描述。

本实用新型的压电复合式水听器(见图1)，它包括有压电材料多条晶柱布成的晶柱阵1、晶柱间的聚合物2，晶柱阵1的晶柱间灌注聚合物2后制成1-3型压电复合材料，在其两圆面上涂覆银电极3，4并极化；在轴对称条件下，将两个半径与压电复合材料片相同的金属端帽5，6，用环氧树脂粘结到1-3型压电复合材料圆片的两个银电极表面上构成Cymbal水听器。由金属端帽5，6引出电极引线，所述的晶柱阵1的晶柱压电材料选用PZT-5A，所有晶柱按矩阵分布规律分布，晶柱阵1的制备是用切割法在一块PZT-5A压电材料上，分别在XY方向从上向下部切透，晶柱阵1的晶柱为压电相，然后灌注聚合物2环氧树脂。其上部涂覆银电极3，环氧树脂与金属端帽5紧密粘结，其下部涂覆银电极4，环氧树脂与金属端帽6紧密粘结。

本实用新型的压电复合式水听器外形为钹式。图1给出该压电复合材料水听器示意图。

本实用新型的自由场电压接收灵敏度M_el为

Mel=20lg(ghe.t)-120(dB)]]>

1-3型压电复合cymbal水听器的静水压压电电压常数g_h^e为