金屬殼體密封的壓電陶瓷水聽器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于探測工具技術領域，涉及一種水聽器，具體是一種金屬殼體密封的壓電陶瓷水聽器。
【背景技術】
[0002]在各種水下探測活動中，聲波是最有效的探測工具。為了能接收水中傳播的聲波，必須使用各種類型的水聽器。目前，使用最為頻繁的是利用各種壓電陶瓷材料制作的壓電水聽器。該種水聽器能夠將作用在壓電敏感元件上的聲波轉換為電信號輸出，通過使用電子測量設備便可記錄水中聲壓波形或測量出聲壓量值的大小。
[0003]一直以來，壓電水聽器都是通過使用橡膠和聚氨酯等高分子材料進行密封，并實現(xiàn)與聲波的耦合。橡膠材料具有良好的水密和聲耦合性能，但是其硬度會隨環(huán)境溫度的變化而改變，導致水聽器的靈敏度及頻率響應曲線會隨外界溫度而改變。聚氨酯材料近年來被應用于換能器和水聽器的制作中，簡化了聲學傳感器的制作工藝。但是聚氨酯材料的透水率相對較大，使用該種材料制作的水聽器無法在水下長期工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的就是針對目前使用橡膠和聚氨酯等高分子材料制作水聽器所存在的固有缺點，提供一種金屬殼體密封的壓電陶瓷水聽器。
[0005]本實用新型通過采用金屬材料作為水聽器的水密外殼，消除由于水介質的滲透對水聽器性能的影響；同時通過全金屬封裝增強傳感器抗電磁干擾的能力，以提高水聽器的可靠性；且通過使用耐高溫硅油作為耦合材料，在減少聲傳播衰減的同時也消除了由于外殼橫向振動等外界干擾對水聽器接收性能的影響，提高了水聽器的溫度穩(wěn)定性，使水聽器能在更寬的溫度范圍中工作。
[0006]為實現(xiàn)實用新型目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0007]包括金屬外殼、金屬支撐環(huán)、玻璃堵頭、信號插針、金屬連接件、壓敏元件、橡膠圈、上蓋板、下蓋板。
[0008]所述的金屬外殼為頂部具有開口、底部為半球面的圓筒，其材料采用耐海水腐蝕的鎳銅合金材料；金屬外殼的壁的厚度小于等于水聽器最高工作頻率對應聲波波長的0.6%。
[0009]所述的金屬支撐環(huán)為圓環(huán)形，其外壁攻有外螺紋，用于與水密插頭的電纜相連接；金屬支撐環(huán)焊接在金屬外殼的開口處，形成瓶口形狀；金屬支撐環(huán)材料采用耐海水腐蝕的镲銅合金材料。
[0010]所述的玻璃堵頭為圓柱形，其上部設置在金屬支撐環(huán)內(nèi)，通過燒結將玻璃堵頭與金屬支撐環(huán)連為一體；玻璃堵頭將金屬外殼封閉。
[0011]所述的信號插針包括正極插針和負極插針，兩根信號插針均豎直穿過玻璃堵頭設置，通過燒結與玻璃堵頭固定連接；信號插針采用黃銅材料，其頭部伸出玻璃堵頭頂面，用于連接電纜插座，其尾部伸出玻璃堵頭底面，作為接線端。
[0012]所述的壓敏元件為圓環(huán)形的壓電陶瓷片，相鄰兩個壓敏元件之間通過橡膠圈隔離；圓盤形的上蓋板設置在最上部壓敏元件的頂部，并通過橡膠圈隔離；圓盤形的下蓋板設置在最下部壓敏元件的底部，并通過橡膠圈隔離；上蓋板和下蓋板采用黃銅材料。
[0013]所述的金屬連接件包括金屬筒和金屬桿，均采用黃銅材料；金屬筒的頂部開放，玻璃堵頭的下部設置在金屬筒內(nèi)，并與金屬筒內(nèi)壁緊密連接；玻璃堵頭與金屬筒圍合的空腔為接線腔，信號插針的接線端位于接線腔內(nèi)；金屬桿垂直固定在金屬筒底面的中心位置，金屬桿穿過上蓋板和下蓋板的中心設置，將上蓋板、壓敏元件、橡膠圈和下蓋板緊壓在一起。
[0014]所述的金屬外殼與金屬筒圍合的密閉空腔內(nèi)充滿硅油；多個壓敏元件的內(nèi)壁通過導線串聯(lián)后，通過正極導線與正極插針的接線端連接；多個壓敏元件的外壁通過導線串聯(lián)后，通過負極導線與負極插針的接線端連接；所述的壓敏元件為偶數(shù)個。
[0015]本實用新型提出了利用金屬材料作為水聽器外殼、以硅油作為聲耦合介質的壓電水聽器。當水聽器被放置在水下工作時，聲波信號將透過薄壁金屬殼進入水聽器內(nèi)部，經(jīng)過硅油傳播并為壓電陶瓷元件所接收，從而在壓電陶瓷正、負電極上產(chǎn)生與入射聲波大小成正比的電壓信號。壓電元件上產(chǎn)生的信號經(jīng)過連接導線輸出到固定在玻璃堵頭的金屬插針上，再通過連接電纜傳輸?shù)浇邮諟y量設備中。水聽器金屬外殼通過電纜屏蔽線連接到接收設備的地線上，以隔絕空間電磁感應對由壓電敏感元件所產(chǎn)生的輸出信號的干擾。
[0016]本實用新型通過利用薄壁金屬作為水聽器外殼，阻斷了水分子向水聽器內(nèi)部的滲透，提高的水聽器工作性能的可靠性，同時增強了水聽器抗空間電磁干擾的能力；通過使用耐高溫硅油提高了水聽器的溫度穩(wěn)定性，同時擴展了水聽器的使用溫度范圍。因此，上述水聽器能夠被放置在水下長期工作，并能在高溫環(huán)境中進行聲學測量活動。
[0017]本實用新型的有益效果:
[0018](I)水聽器采用鎳銅等耐海水腐蝕金屬薄殼進行封裝，阻斷水分子向水聽器內(nèi)部敏感元件的滲透，提高了水聽器的水密性能和可靠性。
[0019](2)通過將壓電元件放置在全金屬封閉的殼體中，并將金屬殼體與輸出電纜的屏蔽線單獨連接，減小了空間電磁干擾對水聽器輸出信號的干擾。
[0020](3)通過使用耐高溫硅油作為聲波耦合介質，消除了外殼橫向振動等因素對水聽器接收性能的影響，同時擴展了水聽器的使用溫度范圍。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0022]圖2為配備水密插頭的連接電纜結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023]如圖1所示，一種金屬殼體密封的壓電陶瓷水聽器，包括金屬外殼1、金屬支撐環(huán)2、玻璃堵頭3、信號插針、金屬連接件、壓敏元件6、橡膠圈7、上蓋板8、下蓋板9。
[0024]金屬外殼為I頂部具有開口、底部為半球面的圓筒，其材料采用耐海水腐蝕的鎳銅合金材料。金屬外殼的壁的厚度小于等于水聽器最高