1.一种小尺寸大振幅螺旋弹簧低频换能器,其特征在于:包括带螺旋槽圆柱管(1)、后盖板(3)、两端带螺帽的预应力螺杆(4)和多个压电陶瓷环(6);
带螺旋槽圆柱管(1)、各个压电陶瓷环(6)和后盖板(3)由贯穿带螺旋槽圆柱管(1)、多个压电陶瓷环(6)和后盖板(3)的带底部螺帽的预应力螺杆(4)压紧固定,多个压电陶瓷圆环(6)极化方向相同,均为轴向极化,每个压电陶瓷圆环(6)一侧连接正极引线(5),另一侧连接负极引线(2),带螺旋槽圆柱管(1)表面开设多条等间距沿圆周排列的螺旋槽(7);
螺旋槽(7)参数根据以下公式得到:
等效阻抗 频率ω=2πf
因此
令Zm→0,则谐振频率为
其中, m=ρV,
R=r+a;
其中,N为弹簧有效圈数,H为弹簧部分高度,r为圆柱管内径,D为圆柱管中径,R为圆柱管外径,h为弹簧螺距,G为切变模量,a为弹簧的长,b为弹簧的宽,l1为圆柱管除去弹簧部分两端的长度。
2.根据权利要求1所述的小尺寸大振幅螺旋弹簧低频换能器,其特征在于:各螺旋槽(7)圈数均为1圈。
3.根据权利要求2所述的小尺寸大振幅螺旋弹簧低频换能器,其特征在于:包括四个压电陶瓷圆环(6),带螺旋槽圆柱管(1)表面开设3条螺旋槽(7),后盖板厚度为2mm。
4.根据权利要求2所述的小尺寸大振幅螺旋弹簧低频换能器,其特征在于:带螺旋槽圆柱管(1)表面开设4条螺旋槽(7),后盖板厚度为8mm。
5.根据权利要求3或4所述的小尺寸大振幅螺旋弹簧低频换能器,其特征在于:带螺旋槽的圆柱管(1)采用铝制成。
6.根据权利要求3或4所述的小尺寸大振幅螺旋弹簧低频换能器,其特征在于:后盖板(3)采用钢制成。
7.根据权利要求3或4所述的小尺寸大振幅螺旋弹簧低频换能器,其特征在于:压电陶瓷圆环(6)采用PZT-4压电陶瓷制成。