[发明专利]多模宽带圆弧阵换能器

权利要求书

1.一种圆弧阵换能器，包括压电复合材料弧形基阵、去耦材料、背衬、外壳、匹配层、水密接头和电缆，其中压电复合材料弧形基阵由多个压电复合材料基元均匀排列而成，压电复合材料基元之间填充去耦材料形成圆弧形敏感元件；背衬紧密贴合于圆弧形敏感元件的内侧；外壳承托并包围敏感元件和背衬；匹配层灌注于敏感元件外侧；压电复合材料基元上下表面均被有电极，通过引线引出正负极；背衬中开有引线孔，用于引线穿过；外壳上开有引线出口，水密接头密封该引线出口，引线在水密接头内与电缆连接。

2.如权利要求1所述的圆弧阵换能器，其特征在于，所述压电复合材料基元是由压电体与聚合物柔性材料两相复合的压电材料。

3.如权利要求2所述的圆弧阵换能器，其特征在于，所述压电复合材料基元中的压电体与聚合物两相材料以串并联(1-3-2)方式连接，聚合物填充于在压电体上按固定步进以不同深度切割形成的切槽内。

4.如权利要求2所述的圆弧阵换能器，其特征在于，所述聚合物为环氧树脂或聚氨酯。

5.如权利要求1所述的圆弧阵换能器，其特征在于，所述压电复合材料基元的极化方向均采用厚度极化，基元的长为2～30mm，宽为0.5～10mm，厚度为1～16mm。

6.如权利要求1所述的圆弧阵换能器，其特征在于，所述去耦材料为环氧树脂基复合材料、泡沫塑料、泡沫橡胶、低密度木材或纸制品。

7.如权利要求1所述的圆弧阵换能器，其特征在于，所述背衬的外侧为弧形，与压电复合材料弧形基阵内侧紧密贴合。

8.如权利要求1所述的圆弧阵换能器，其特征在于，所述背衬的材料是硬质泡沫或填充重金属的环氧树脂。

9.如权利要求1所述的圆弧阵换能器，其特征在于，所述外壳和水密接头的材料是金属；

所述匹配层的材料是改性聚氨酯。

10.权利要求1～9任一所述的圆弧阵换能器的制备方法，包括以下步骤：

1)制作压电复合材料弧形基阵：首先对压电体按固定步进以不同深度进行第一次切割，形成均匀排列于压电基底上的的高度不等的压电晶柱阵列；然后在压电晶柱之间的缝隙中灌注聚合物柔性材料，固化后根据设计的压电复合材料基元的尺寸进行二次切割，形成压电复合材料基元；在压电复合材料基元之间填充去耦材料，固化，整形，在上下表面制备金属电极，形成压电复合材料弧形基阵；

2)将背衬外侧与压电复合材料弧形基阵内侧通过胶粘法或者灌注法紧密贴合；

3)将贴合在一起的压电复合材料弧形基阵和背衬与外壳装配在一起，然后在压电复合材料弧形基阵外侧灌注匹配层材料。