水下探测微电容超声波换能器线阵设计与封装

论文摘要

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。

论文目录

• 引言
• 1 工作原理
• 2 CMUT一维线性复合阵列指向性
•   2.1 CMUT阵元指向性
•   2.2 CMUT线阵指向性
• 3 CMUT线阵列结构设计
•   3.1 阵元数目与间距
•   3.2 阵元结构
• 4 CMUT封装
• 5 性能测试
•   5.1 CMUT指向性分析
•   5.2 CMUT水下扇扫探测
• 6 结束语

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 张睿,潘理虎,陈立潮,张永梅,薛晨阳,张文栋,何常德

关键词: 微电容超声波换能器,阵列设计,阵列封装,水下探测

来源: 振动.测试与诊断 2019年01期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 工业通用技术及设备

单位: 太原科技大学计算机科学与技术学院,中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,北方工业大学计算机学院

基金: 国家杰出青年科学基金资助项目(61525107),国家自然科学基金资助项目(61371143),“十二五”山西科技重大专项基金资助项目(20121101001),山西省中科院科技合作项目(20141101001),山西省科技攻关项目(20141039),太原科技大学校博士科研启动项目(20162036),山西省应用基础研究资助项目(201801D221179)

分类号: TB552

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

页码: 123-129+225-226

总页数: 9

文件大小: 2551K

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