寬帶稀土Janus換能器研究.pdf

1、隨著水聲信號處理技術(shù)的飛速發(fā)展，需要從換能器獲得的信息量越來越大，而換能器的頻帶越寬所能獲取的信息量就越大，因此要求水聲換能器向?qū)掝l帶方向發(fā)展。本文研制了一種寬帶稀土Janus換能器，以期通過換能器在結(jié)構(gòu)上和有源材料上的優(yōu)勢，實現(xiàn)換能器的小尺寸化，達到寬帶、大功率雙端發(fā)射的工作性能。 首先，根據(jù)縱向振動換能器的經(jīng)典解析法及相關(guān)聲學理論，并借助Tonpilz換能器機電等效圖的相關(guān)結(jié)論，推導了稀土超磁致伸縮材料的Janus換能器的等

2、效電路圖，及使用有限元法對稀土超磁致伸縮換能器進行分析的一系列基本理論公式。 其次，應(yīng)用ANSYS有限元軟件對稀土Janus換能器進行建模、計算和分析，并分別對同相激勵、反相激勵和單端激勵三種激勵方式下的換能器工作性能進行比較。選擇能獲得較好性能的激勵方式，對換能器進行結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化及分析，設(shè)計出性能相對理想的寬帶換能器。模擬計算結(jié)果表明，此種換能器的±4dB工作帶寬可覆蓋5kHz～23kHz范圍，最大發(fā)射電流響應(yīng)為199dB。