低频大宽带超结构水声发射换能器研制

摘要：

基于声学超结构中的等效零质量特性,设计出一种超结构水声发射换能器的核心部件——辐射盖板,揭示了局域共振声辐射机理和多单元协同耦合声辐射机理.通过等效零质量设计使结构发生局域共振,获得大的表面振速,从而实现较高的辐射声压级.同时,利用多个单元之间的协同耦合,使结构在不同位置处实现局域共振,实现工作频带的大幅度拓展.基于此机理,设计了一种新型小尺寸低频大宽带超结构水声发射换能器,采用有限元方法对结构参数进行优化,依据优化结果制作出试验样机,直径为400 mm,高度为240 mm,总质量为46 kg.测试结果显示,换能器在40～1 050 Hz内具有比较良好的发射响应,平均发射电流响应约为146 dB,与理论仿真计算结果基本吻合.该研究内容为水声换能器结构的发展和改进提供了一种新思路,具有一定的应用前景.

关键词：水声发射换能器、低频宽带、局域共振、协同耦合

所属期刊栏目：41

分类号：TH212;TH213.3(起重机械与运输机械)

在线出版日期：2022-05-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：167-173