低频弯曲水听器设计与高灵敏度验证

低频弯曲式水听器研究是一项针对低频段声波探测需求的重要创新技术。该研究由许延峰、周天放和蓝宇共同进行，发表于《应用科技》期刊，2020年第47卷第1期，文章编号为99-104。水听器的设计目标是提升在500 Hz至2.5 kHz频率范围内的高灵敏度接收能力，这对于海洋声学监测、水下通信以及防务应用具有重要意义。 研究采用了计算机辅助设计软件COMSOL有限元法进行仿真和优化设计。通过三维建模，研究人员对双面三叠片结构的弯曲式水听器进行了深入分析，探究了不同部件如压电陶瓷材料的选择、弯曲角度、叠片布局等因素对接收灵敏度的影响。通过对这些参数的精细调整，他们找到了一个优化设计方案，确保了在小尺寸（最大45毫米）下仍能实现高性能。 实验部分，制造的样品在水池测试中表现出色，最大接收灵敏度级达到-178 dB，且在500 Hz至2.5 kHz的频带范围内，灵敏度起伏小于4 dB，这表明设计的水听器在实际应用中具有良好的稳定性。值得注意的是，实验结果与仿真预测高度一致，验证了数值模拟在设计过程中的准确性。 本文的研究不仅关注了理论设计，还提供了实用的工程解决方案，对于提升低频水下声波检测设备的性能有着显著的推动作用。此外，文章还提及了可能感兴趣的其他研究，如水下反蛙人防御技术、磁流变液共振腔吸声特性研究、振动信号处理以及加速计敏感度增强等，这些领域均与声学技术紧密相关，共同构成了海洋工程和防务技术领域的前沿研究动态。