我国水声换能器技术研究进展与发展机遇
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长型旋转体弯张换能器。该类换能器由纵向伸缩振子驱动旋转对称弯曲振动壳体（图 4），换能器的振动壳体是一个旋转对称结构体，或者沿圆周分布的一系列桶条梁，一般由 1 个纵向伸缩的振子驱动，包括 I 型弯张换能器、II 型弯张换能器、III 型弯张换能器的凸型结构和凹型结构等。图 4a 为 I 型弯张换能器的凹型结构，亦称为凹筒弯张换能器，蔡志恂等研制了 Terfenol-D 驱动的凹筒弯张换能器。图 4b 为 III 型弯张换能器的凸型结构，亦称为葫芦式弯张换能器，Chai 等研究了 PZT 和 PZT+Terfenol-D 联合驱动的葫芦式弯张换能器，对联合激励的发射特性参数进行了仿真分析。图 4c 为磁致伸缩-压电联合激励的凹筒弯张换能器，设计中应用了 Terfenol-D 和 PZT 两种激励元件组成复合纵向振子。图 4d 为多压电堆激励的凹筒弯张换能器，在壳体不变和压电陶瓷材料总体积相同前提下，分析不同个数（1—4个）压电堆驱动对换能器性能的影响，设计研制了三压电堆激励的凹筒弯张换能器。
图 4 长型旋转体弯张换能器
扁型旋转体弯张换能器。该类换能器由径向扩张振子驱动旋转对称弯曲振动壳体，换能器的振动壳体为 1 个旋转对称结构体，一般为 1 对凸或凹的球冠（或类球冠）或圆盘等组成，由 1 个径向扩张的圆环或圆片振子驱动，包括 V 型弯张换能器、VI 型弯张换能器、圆盘型弯张换能器等，在此介绍小尺寸 V 型弯张换能器——Cymbal和圆盘型弯张换能器。图 5a 为小尺寸 V 型弯张换能器，由径向振动的压电陶瓷圆片驱动 1 对金属端帽产生弯曲振动；图 5b 为圆盘型弯张换能器，设计中采用 PZT-4 径向极化压电陶瓷环驱动弯曲圆盘，圆盘沿径向切缝分成 16 等分的扇形结构减少横向振动耦合。这 2 种结构形式的弯张换能器具有谐振频率低、几何尺寸小、电声效率高等特点。
图 5 扁型旋转体弯张换能器