MEMS仿生矢量水听器封装结构的设计与研究.pdf

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1、第26卷第1期传感技术学报V0l

2、26No．1CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORS2013年1月Jan．2013TheDesignandResearchofEncapsulationonMEMSBionicVectorHydrophoneL／Zhen，ZHANGGuojun'，XUEChenyang，XUENan，LIUHong，CHENGu@ing(1．KeyLaboratoryofh~trumentationScience＆DynamicMeasurement，Ministr

3、yofEducation，l~iyuan030051，China；2．ScienceandTechnologyonElectronicTest&MeasurementLaboratoryNorthI／niversityofChina，Taiyuan030051，China)Abstract：Threeencapsulationstructuresweredesignedtopackagethevectorhydrophone，whichimitatedthefishlaterallinecells．thosewe

4、re，theencapsulationofsound—transparentcapmadebypolyurethanematerial，andtheen—capsulationofasound—transparentcapwithcagedsupportingbody，andtheencapsulationofasouud—transparentcapwithpetaloidsupportingbody．ThispapersimulatedtheseencapsulationmodelsbyANSYSandcon

5、cludedthattheresonancefrequencyisrespectively875Hzand2926Hzand3006Hz．Finally，threevectorhydrophoneswiththeseencapsulationstructurewaresimulatedbyVirtua1．1abacousticandfabricatedandtested．Resultsshowthatbandwidthresponseofencapsulationstructurewithsupportingbo

6、dyiswideraround2．2kHzthanasinglesound—transparentcapencapsulation，andthepetaloidsupportingbodyhasacumulativeeffect，whichsensitivitywiththisencapsulationmodelishigher8dB～12dBthanothersatthesamefrequencypoint．Keywords：vectorhydrophone；encapsulation；ANSYS；Virtua

7、1．1abacoustic；bionicEEACC：2575D；2860Cdoi：10．3969／j．issn．1004—1699．2013．01．006MEMS仿生矢量水听器封装结构的设计与研究李振。，张国军，薛晨阳，薛南，刘宏，陈桂英(1．仪器科学与动态测试教育部重点实验室，中北大学，太原030051；2．电子测试技术重点实验室，中北大学，太原030051)摘要：针对MEMS仿鱼侧线矢量水听器提出种封装结构，即采用聚氨酯材料制成的透声帽封装结构，透声帽内衬笼状支撑体的封装结构，透声帽内衬瓣状支撑体的封装结构。

8、采JE}jANSYS有限元建立三维封装模型并进行模态仿真，得出其固有频率分别为875Hz、2926Hz、3006Hz。采用Virtua1．1abacoustic进行声衰减仿真并通过试验验证最终得m：内衬支撑体的封装结构，其有效带宽响应比无支撑体的透声帽封装结构宽2．2kHz左右，同时，实验表明瓣状支撑体的收缩瓣状部分具有聚能效应，这种封装结构的水听器灵敏度比其他两种封装结构在相同频率点处高8dB～12dB。关键词：矢量水听器；封装；ANSYS；Virtua1．1abacoustic；仿生中图分类号：TB565+．

9、1文献标识码：A文章编号：1004—1699(2013)01—0025—06MEMS技术是一个新兴技术领域，由中北大学作方式不同，而是声波通过水介质透过封装结构直研制的MEMS仿生矢量水听器把MEMS技术、仿生接作用于敏感纤毛使其偏斜进而带动敏感元件感知学原理和水声原理相结合⋯，具有体积小，矢量性，信号的。。由于封装结构的固有机械特性对该刚性安装，易于组阵等特点，具有良好