水下探测微电容超声波换能器线阵设计与封装

作者：张睿; 潘理虎; 陈立潮; 张永梅^*; 薛晨阳; 张文栋; 何常德

来源：振动.测试与诊断, 2019, 39(01): 123-226.

DOI：10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2019.01.019

• 微电容超声波换能器
• 阵列设计
• 阵列封装
• 水下探测

提出一种应用于水下探测的低频微电容超声波换能器阵列。在分析微电容超声波换能器阵列复合结构和工作原理的基础上,建立了换能器阵元和一维线阵的指向性表达式,并通过分析结构参数对指向性的影响,确定了阵列几何参数。针对微电容超声波换能器水下应用需求,研究了阵列水下封装方法,通过封装结构设计和封装材料的选取,完成了换能器阵列水密封装。同时,制定了换能器阵列性能测试方案,并搭建了相应的测试、探测系统,经测试换能器线阵-3dB主瓣宽度为5°,最大旁瓣级为-13.5dB,可实现水下1m范围内的目标清晰探测。实验表明,提出的微电容超声波换能器阵列设计和封装方法合理,为改善微电容超声波换能器阵列水下探测性能提供了设计依据。

• 单位
  北方工业大学; 太原科技大学; 中北大学