ГИДРОАКУСТИЧЕСКИЙ ИЗГИБНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Полезная модель относится к гидроакустической технике и может быть использована при конструировании гидроакустических антенн.
Известны круглые пластинчатые изгибные преобразователи, используемые в гидроакустике (Аронов Б.С.Электромеханические преобразователи из пьезоэлектрической керамики. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1990. - 272 с.; Подводные электроакустические преобразователи: Справочник / Под ред. В.В. Богородского. - Л.: Судостроение, 1983. - 248 с.).
Наиболее близким по количеству общих признаков к предлагаемому является Электроакустический изгибный преобразователь, описанный в патенте РФ №1748291, публ. 03.05.1990 г.
Электроакустический изгибный преобразователь - прототип содержит две пьезокерамические пластины, каждая из которых жестко связана с соответствующим металлическим диском, и кольцеобразную опору, закрепленную между металлическими дисками. Каждый металлический диск выполнен по толщине в виде двух частей разных диаметров, кольцеобразная опора в сечении имеет прямоугольную форму и закреплена на боковых поверхностях частей металлических дисков меньшего диаметра тугой посадкой. При этом реализуются условия закрепления пластин преобразователя, близкие к условиям шарнирного опирания.
Недостатком этого изгибного пьезокерамического преобразователя является низкая надежность электрического монтажа. Электрический монтаж, как правило, выполняется припайкой провода в двух точках с последующей фиксацией клеем. При локальном нагреве во время пайки возможно частичное разрушение электрода пьезокерамической пластины, выполненного из серебра. Помимо этого, в составе преобразователя отсутствует электромагнитный экран, вследствие чего преобразователь будет подвержен действию электромагнитной помехи.
Задачей полезной модели является повышение надежности электрического монтажа гидроакустического изгибного преобразователя и обеспечение его защиты от электромагнитной помехи.
Техническим результатом полезной модели является повышение надежности электрического монтажа, снижение электромагнитной помехи, воздействующей на преобразователь, и возможность упрощения конструкции гидроакустической антенны, выполненной с использованием гидроакустических изгибных преобразователей, за счет исключения дополнительных элементов электромагнитного экранирования.
Для обеспечения указанного технического результата в гидроакустический изгибный преобразователь, содержащий два пьезокерамических диска с электродами на наружных поверхностях, каждый из которых жестко связан с соответствующим диском из пассивного материала, и кольцеобразную опору, скрепленную с боковыми поверхностями дисков из пассивного материала, введены новые признаки, а именно: механический контакт пьезокерамических дисков с дисками из пассивного материала и электрический контакт между электродами обращенных друг к другу пьезокерамических дисков осуществляется внутренней печатной платой, имеющей не менее двух слоев. Один слой внутренней печатной платы, обращенный к дискам из пассивного материала, является электромагнитным экраном, а второй слой, имеющий электрический контакт с пьезокерамическим диском - токоведущим. При этом внутренняя печатная плата имеет форму двух дисков, равных по площади пьезокерамическим дискам, соединенных перемычкой. Наружные поверхности пьезокерамических дисков скреплены с наружными круглыми двухслойными печатными платами, равными им по площади, при этом их электропроводящие слои контактируют с наружными электродами пьезокерамических дисков, а электроизолирующие слои являются электромагнитными экранами. Механический контакт внутренних и внешних двухслойных печатных плат и пьезокерамических дисков осуществляется по всей площади пьезокерамических дисков, а электрический контакт может быть выполнен локально или полностью по всей площади поверхности пьезокерамических дисков.
Сущность полезной модели поясняется фиг. 1, на которой схематически показан предложенный гидроакустический преобразователь.
Представленный на фиг. 1 гидроакустический изгибный преобразователь имеет симметричную относительно корпуса структуру. Внутренняя печатная плата 3, имеющая экранирующий слой 4 и токоведущий слой 5, жестко связана с дисками из пассивного материала 1. Диски из пассивного материала вместе с кольцеобразной опорой 2 образуют корпус. Токоведущий слой 5 внутренней печатной платы жестко связан с пьезокерамическими пластинами 6 при помощи контактных площадок на токоведущем слое и обеспечивает электрический контакт пьезокерамических дисков друг с другом с помощью перемычки 12. Наружные поверхности пьезокерамических дисков скреплены с наружными печатными платами 7, имеющими электропроводящий слой 8 и экранирующий слой 9. Электропроводящий слой 8 контактирует с внешним электродом пьезокерамической пластины, экранирующий слой 9 расположен с наружной стороны и обеспечивает электромагнитное экранирование преобразователя. На наружных печатных платах 7 расположены контактные площадки 11 - для дальнейшего монтажа преобразователя в составе антенной решетки, и контактные площадки 10 - для монтажа экранирующих слоев к общему экрану изделия. Имеется возможность электрического соединения экранирующего слоя внутренней печатной платы 3 с экранирующими слоями наружных печатных плат 7. Все поверхности печатных плат, контактирующие с пьезокерамическими дисками, имеют форму, равную по площади пьезокерамическим дискам. Контактные площадки могут повторять форму пьезокерамического диска либо быть меньшими по размеру для уменьшения паразитной емкости между элементами преобразователя. Электрическое соединение печатных плат и пьезокерамических пластин осуществляется за счет применения при сборке гидроакустического преобразователя токопроводящего клея или другим способом.
Предложенный гидроакустический преобразователь работает следующим образом. Гидроакустические сигналы воздействуют на наружную поверхность преобразователя, вызывают деформации дисков корпуса 1, в результате чего пьезокерамические пластины 4 деформируются и на электродах появляется электрическое напряжение. Напряжение передается на наружные печатные платы и далее в аппаратуру обработки.
Таким образом, предложенное устройство обеспечивает достижение заявленного результата. Наличие наружных печатных плат, расположенных со стороны внешних электродов по всей площади пьезокерамических пластин, увеличивает надежность электромеханического соединения с токоведущими линиями антенного устройства. Наличие эффективного электромагнитного экрана в составе преобразователя обеспечивает электромагнитную защиту заявленного преобразователя и исключает необходимость включения в конструкцию антенны дополнительных экранирующих элементов.