[发明专利]一种低频水下压电检波器

说明书

技术领域

本发明是属于水下压电检波器领域，涉及一种低频水下压电检波器。

背景技术

水下压电检波器，又称为“水听器”，在海洋石油勘探和河流、湖泊、沼 泽地带的地质勘探方面具有极其广泛的用途。水听器的一项重要参数是它的 谐振频率，在低于其谐振频率的频率段接收灵敏度很低或不能正常接收信号。 为了使水听器具有更宽的工作频带，主要是需要扩展其低频端的频带，其意 义在于接受更加广泛的信号源所发出的振动波。

例如，当轮船或潜艇的发动机的运转速度为6000转/分钟时(高速运转)， 振动频率为100Hz；当发动机的运转速度为600转/分钟时(低速运转)，振 动频率为10Hz；当发动机的运转速度为300转/分钟时(爬行速度)，振动频 率为5Hz。当水听器的谐振频率为10Hz时，只能接收到10Hz以上的频率段 信号，而接受不到10Hz以下的频率段信号。也就是说当轮船或潜艇的发动 机的运转速度高于600转/分钟时，该水听器能接受到它的振动信号；而当轮 船或潜艇的发动机的运转速度低于600转/分钟时，该水听器就接受不到它的 振动信号了。

目前国内市场上能够买到的水听器基本都是10Hz或10Hz以上谐振频率 的，在海上石油勘探或海洋地质勘探行业也是一样，他们期望能应用具有更 低谐振频率的水听器以获取更丰富的地质勘探资料。

常规无源水听器都是压电陶瓷片+匹配器结构。市场主流水听器一般使 用两块基板粘贴4片陶瓷，4片陶瓷一般采用两串两并方式。单片陶瓷的电 容值一般在20～40nF，则两串两并后的组合电容值仍然是20～40nF。匹配器 都是使用矽钢片或坡莫合金EJ85和EJ79材料作为磁芯的E型变压器。这些 水下压电检波器谐振频率都大于或等于10Hz，输出灵敏度最高为14μV/μb 左右。

通过理论分析和实际实验可知，影响水听器谐振频率的两个最重要因素 是陶瓷片的电容值和输出匹配器的初级电感量。也就是说若要降低水听器的 谐振频率，必须增加压电陶瓷片的总电容量和提高输出匹配器的初级电感量。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提供了一种低频水下压电检波器，大幅 增加了陶瓷片的组合电容值；且大幅提高了匹配器的初级电感量，从而能制 造出谐振频率低于5Hz，甚至达到2Hz的低频水下压电检波器，同时输出灵 敏度最高可达到38μV/μb。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种低频水下压电检波器，包括两只共鸣环，每只共鸣环的两面各粘贴 一个压电陶瓷片基板，每个压电陶瓷片基板的两面均粘贴压电陶瓷片，四个 压电陶瓷片基板上的压电陶瓷片组合的输出线之间为并联方式连接，共鸣环 上开设有过线孔，共鸣环内部导线从过线孔穿出，压电陶瓷片组合的输出线 与输出匹配器输入端连接，输出匹配器的输出端连接到接线盘，接线盘上连 接输出电缆，将连接好的压电陶瓷片组合放入护套中，灌透声胶固定，在护 套外部套装外护壳。

所述的每个压电陶瓷片基板的两面分别按正负、正正或负负方向粘贴压 电陶瓷片。

所述的压电陶瓷片单片电容值为130～180nF。

所述的输出匹配器采用超微晶带材卷制成圆筒状作为磁芯，外加塑料护 壳。

所述的输出匹配器包括匹配器初级绕组、匹配器次级绕组和匹配器磁芯， 压电陶瓷片组合的输出线与输出匹配器的匹配器初级绕组连接，输出匹配器 的匹配器次级绕组连接到接线盘。

所述的匹配器初级绕组，用6丝漆包线绕制20000匝，匹配器次级绕组， 用10丝漆包线绕制3200匝。

在护套内部灌透声聚氨酯胶，并形成护套的尾部。

所述的压电陶瓷片基板采用恒弹性材料制成，共鸣环采用黄铜HP59制 成，接线盘采用酚醛布板制成，护套采用透声聚氨酯制成，外护壳采用改性 增强尼龙制成，输出电缆为有阻水胶两芯电缆。

所述的过线孔的直径1mm，分度180°。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：