[发明专利]一种双频复合材料测速换能器

说明书

本发明涉及一种双频复合材料测速换能器，包括：壳体，其中部向下贯通有出线通道，其顶部和侧壁罩设有透声层形成内部安装空间；安装空间下部对应设置有环形凹槽，环形凹槽中部向上凸起形成圆柱凸台；低频压电复合材料层套接凸台、并通过低频背衬固定于凹槽内；高频压电复合材料层位于低频压电复合材料层中部的圆孔内，通过高频背衬固定于凸台上；其中，低频压电复合材料层和高频压电复合材料层的高温导线汇聚经出线通道延伸出壳体。在壳体内集成高频压电复合材料层和低频压电复合材料层，将两个不同谐振频率的测速换能器一体化设计，提高了测速设备的集成度，提高测速设备的适应能力，性能满足宽带编码测速设备的带宽需求。

技术领域

本发明涉及水声测速技术领域，更具体的说是涉及一种双频复合材料测速换能器。

背景技术

测速换能器能够实现电能-声能的相互转换，是测速、测深和测流设备的重要组成部分。在工程实践过程中，测速换能器均为单一频率，例如：300kHz测速换能器和1.2MHz测速换能器为两个独立的产品，要求的安装空间大，维修性差。因此，如何提供一种有利于提高测速/测流设备的集成度，实现小型化设计，降低成本的双频复合材料测速换能器是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

为此，本发明的目的在于提出一种双频复合材料测速换能器，将两个不同谐振频率的测速换能器一体化设计，提高测速设备的适应能力，协调了高精度和大量程的矛盾，性能满足宽带编码测速设备的带宽需求。

本发明提供了一种双频复合材料测速换能器，包括：

壳体，壳体中部向下贯通有出线通道，其顶部和侧壁罩设有透声层形成内部安装空间；安装空间下部对应设置有环形凹槽，环形凹槽中部向上凸起形成圆柱凸台；

低频压电复合材料层，低频压电复合材料层套接凸台、并通过低频背衬固定于凹槽内；

以及高频压电复合材料层，高频压电复合材料层位于低频压电复合材料层中部的圆孔内，通过高频背衬固定于凸台上；

其中，低频压电复合材料层和高频压电复合材料层的高温导线汇聚经出线通道延伸出壳体。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种双频复合材料测速换能器，在壳体内集成高频压电复合材料层和低频压电复合材料层，将两个不同谐振频率的测速换能器一体化设计，两个谐振频率，分别为300kHz和1.2MHz，提高了测速设备的集成度，实现了小型化设计；提高测速设备的适应能力，协调了高精度和大量程的矛盾，性能满足宽带编码测速设备的带宽需求。

进一步地，低频压电复合材料层、低频背衬与凹槽之间通过高温环氧树脂胶粘接，并使用高温环氧树脂胶填充缝隙；高频压电复合材料层、高频背衬与凸台之间通过高温环氧树脂胶粘接，并使用高温环氧树脂胶填充缝隙。由此提高了内部密封性。

进一步地，高频压电复合材料层为圆薄片结构，其由上至下依次由高频银层、高频压电陶瓷层及高频聚合物层连接而成。

进一步地，低频压电复合材料层为圆环结构，其由上至下依次由低频银层、低频压电陶瓷层及低频聚合物层连接而成。

进一步地，低频聚合物层和高频聚合物层的体积比为(4-6):(6-4)，均为环氧树脂和钨粉混合制成。上述技术方案的有益效果是，将两个不同频率测速换能器一体化设计，提高了传统测速换能器的集成度。

进一步地，低频压电复合材料层的谐振频率与高频压电复合材料层的谐振频率相差4个倍频程。即低频压电复合材料层谐振频率为300kHz，高频压电复合材料层的谐振频率为1.2MHz。

进一步地，高频背衬和低频背衬均由环氧树脂和钨粉混合而成。