[发明专利]一种小尺寸大振幅螺旋弹簧低频换能器

摘要

本发明公开了一种小尺寸大振幅螺旋弹簧低频换能器，包括带螺旋槽圆柱管、后盖板、两端带螺帽的预应力螺杆和压电陶瓷环，依次设置的带螺旋槽圆柱管，压电陶瓷圆环及后盖板，三者通过一根预应力螺杆连接，换能器在外加电压信号的激励下，引起换能器做纵向振动并向外辐射声波的能量，换能器由多组相同尺寸的压电陶瓷环沿轴向排列组成形成激励，带动带螺旋槽的圆柱管的振动，实现换能器表面振幅的增大，通过调整带螺旋槽圆柱管上的的槽宽，槽的条数及铝管的内外径，控制整体的特征频率以及本体表面的位移振幅，实现了换能器的低频小尺寸大位移。

主权项

1.一种小尺寸大振幅螺旋弹簧低频换能器，其特征在于：包括带螺旋槽圆柱管(1)、后盖板(3)、两端带螺帽的预应力螺杆(4)和多个压电陶瓷环(6)；带螺旋槽圆柱管(1)、各个压电陶瓷环(6)和后盖板(3)由贯穿带螺旋槽圆柱管(1)、多个压电陶瓷环(6)和后盖板(3)的带底部螺帽的预应力螺杆(4)压紧固定，多个压电陶瓷圆环(6)极化方向相同，均为轴向极化，每个压电陶瓷圆环(6)一侧连接正极引线(5)，另一侧连接负极引线(2)，带螺旋槽圆柱管(1)表面开设多条等间距沿圆周排列的螺旋槽(7)；螺旋槽(7)参数根据以下公式得到：等效阻抗频率ω＝2πf因此令Z_m→0，则谐振频率为其中，m＝ρV，R＝r+a；其中，N为弹簧有效圈数，H为弹簧部分高度，r为圆柱管内径，D为圆柱管中径，R为圆柱管外径，h为弹簧螺距，G为切变模量，a为弹簧的长，b为弹簧的宽，l₁为圆柱管除去弹簧部分两端的长度。