[实用新型]真空气密高频换能器

说明书

本实用新型提供一种真空气密高频换能器，包括金属壳体、匹配层、背衬、压电陶瓷和真空气密接线端子，匹配层罩设在金属壳体上形成密封的换能器内部腔体，且内部腔体内压力为负压状态，背衬和压电陶瓷设置在内部腔体内，且背衬支撑在压电陶瓷下方，使压电陶瓷上表面与匹配层贴合，背衬底部与金属壳体连接；真空气密接线端子设置在金属壳体上，且与金属壳体之间密封连接，真空气密接线端子一端与压电陶瓷电连接，另一端与外部信号线连接。将换能器的内部腔体内气体抽出，保证了内部腔体与外界压力相比为负压状态；且密封结构使换能器的内部腔体与外部环境间隔离，避免了因电子舱内受热导致内部腔体内压力升高，使内部腔体气压大于外界气压造成损坏。

技术领域

本实用新型涉及换能器技术领域，特别是涉及一种真空气密高频换能器。

背景技术

多普勒流速剖面仪利用换能器在测量河流的流量等参数时，需要置于水下某一深度，一般是安装在电子舱上，换能器的一侧与外界的水域接触，另一侧置于水密的电子舱内，并将发射和接收到的电声信号发送给电子舱内的处理设备进行分析。

由于河流的水位是随着时间变化的，当水位下降到一定程度，电子舱和换能器就会露出水面。电子舱是一个密闭结构，当受到太阳光线照射或者环境温度升高后，舱内压力就会变大，而常规换能器内部腔体通常与电子舱之间是空间连通的，从而导致换能器内部空间的压力也会增大。这就使换能器内部压力大于环境大气压，从而使换能器辐射面内外产生压差，导致换能器鼓出失效或破裂损坏。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的不足，本实用新型提供一种真空气密高频换能器。

本实用新型解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种真空气密高频换能器，包括金属壳体、匹配层、背衬、压电陶瓷和真空气密接线端子，所述匹配层采用声学透声胶灌注形成，固化后罩设在所述金属壳体上形成密封的换能器内部腔体，且换能器内部腔体内压力为接近真空状态，此处接近真空状态指负压状态，需要内部腔体内压力要小于工作环境的外部气压；所述背衬和压电陶瓷设置在换能器内部腔体内，且背衬支撑在压电陶瓷下方，使压电陶瓷上表面与匹配层贴合，所述背衬底部与金属壳体连接，优选采用粘合方式连接；所述真空气密接线端子设置在金属壳体上，且与金属壳体之间密封连接，真空气密接线端子一端与压电陶瓷电连接，另一端与外部信号线连接。将换能器内部腔体内气体抽出至接近真空状态，并且通过真空气密接线端子与电子舱之间进行密封隔离，保证了换能器内部腔体内真空度的稳定。

进一步，为了保证密封性能，所述真空气密接线端子包括可伐合金套、玻璃烧结绝缘体和两根金属接线柱，所述玻璃烧结绝缘体和可伐合金套内外同轴设置，两根金属接线柱间隔固定在玻璃烧结绝缘体内，且两根金属接线柱两端分别向外延伸出玻璃烧结绝缘体一段，用于接线。该端子的结构可以更好的保证密封性能。

进一步，为了保证可伐合金套与金属壳体之间的密封性，所述可伐合金套与金属壳体接触的侧面上还设有环形凹槽，所述环形凹槽内设置密封圈。

进一步，为了保证接线端子位置固定，所述可伐合金套远离换能器内部腔体的一侧上设有环形凸台，且环形凸台的外径大于可伐合金套嵌入金属壳体内部分的外径。通过环形凸台卡在金属壳体的安装孔外，避免接线端子陷入到换能器内部腔体内。

进一步，所述金属壳体背向匹配层的表面上还设有至少一个同心的环槽，每个环槽内均设置有O形圈。同时，该表面上还设有螺纹孔，用于将换能器固定在电子舱的其他结构上，同时，可以通过O形圈实现该表面与其连接面之间的密封。

进一步，所述金属壳体和匹配层连接处设有防脱结构，所述防脱结构包括设置在金属壳体外缘的上卡边和下卡边以及设置在匹配层内缘的内翻边，所述上卡边和下卡边之间设有内嵌槽，且上卡边的外径小于下卡边的外径，且上卡边的外径与匹配层内径相匹配，所述内翻边嵌入内嵌槽内。内翻边固定在上卡边和下卡边之间，内翻边和上卡边可以相互限制，可以防止二者之间脱开。