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水声换能器作为“水声设备耳目”,能够发射或接收声波,并完成声波所携带的信息和能量与电信号间的转换,在海洋装备中得到广泛应用。其研究现状与发展情况如下:
研究现状
1. 技术进步:水声换能器技术经过数十年的发展与研究,已经逐渐进入系统性和全局性发展阶段。各国学者在加强水声物理和信号处理方法基础研究的同时,也重点研究新机理、新材料、新工艺及布阵技术,提出了新结构,改善和提升了水声换能器的综合技术性能。
2. 材料创新:目前常用的水声换能器材料包括锆钛酸铅压电陶瓷、稀土超磁致伸缩材料、弛豫铁电单晶等。其中,弛豫铁电单晶具有超高的压电性能,更适合于高效率、高灵敏度收发换能器的研制。而稀土超磁致伸缩材料则因其巨大的磁致伸缩系数,被广泛应用于研制大功率、低频的声呐及发射水声换能器。
3. 结构多样:常用水声换能器有Tonpilz换能器、镶拼圆环换能器、弯张换能器和压电陶瓷弯曲振动盘等。随着技术的积累沉淀,我国能够设计并制造满足工程需要的各类换能器,水平与国外相当。
发展趋势
1. 技术创新:随着军事和民用等领域对水声通信技术需求的提高,水声换能器技术创新将持续进行。未来,水声换能器将采用更先进的材料、工艺和结构,以提高其性能并降低成本。
2. 多功能化:为了满足不同领域的需求,水声换能器将向多功能化方向发展。例如,将传感器、信号处理电路等集成在一起,形成智能化的水声换能器系统。
3. 广泛应用:随着海洋资源的开发和利用,水声换能器将在海洋探测、海洋军事、海洋工程等领域发挥越来越重要的作用。同时,在水下通信、水下导航等方面也将有更广泛的应用。
总之,水声换能器作为水声技术的重要组成部分,其研究现状呈现出技术进步、材料创新、结构多样的特点。未来,随着技术的不断创新和应用领域的不断拓展,水声换能器将迎来更加广阔的发展前景。
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