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龍圖騰網恭喜大連民族大學申請的專利一種諧振式聲傳感器的開發方法獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN114964464B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-05-13發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202210672519.9，技術領域涉及：G01H11/08；該發明授權一種諧振式聲傳感器的開發方法是由龍飛飛;趙倩;王健;孫向君;沈書乾;程麗華;段志宏設計研發完成，并于2022-06-15向國家知識產權局提交的專利申請。

本一種諧振式聲傳感器的開發方法在說明書摘要公布了：本發明公開了一種諧振式聲傳感器的開發方法，涉及傳感器開發技術領域。計算目標傳感器的特定頻率；根據壓電晶體的靜態和動態特性設計所述目標傳感器的結構；通過建模和物理場仿真分析，對設計的所述目標傳感器結構進行評估和修正；通過壓電結構和機械結構的設計與仿真，達到降低傳感器的開發難度、降低傳感器研發成本的目的。

本發明授權一種諧振式聲傳感器的開發方法在權利要求書中公布了：1.一種諧振式聲傳感器的開發方法，其特征在于，所述諧振式聲傳感器的開發方法包括以下步驟：計算目標傳感器的特定頻率；根據壓電晶體的靜態和動態特性設計所述目標傳感器的結構；通過建模和物理場仿真分析，對設計的所述目標傳感器的結構進行評估和修正；選擇遺傳算法進行對傳感器進行多參數模型優化，將所述目標傳感器與現有諧振式聲發射傳感器進行對比，驗證所述目標傳感器的性能；所述計算目標傳感器的特定頻率的方法：在現有的窄帶聲傳感器基礎上，通過計算目標傳感器特定頻率，在頻率范圍內找到共振點，利用聲帶凸起分布的特點對聲傳感器的模型進行頻率限制，保留范圍內的信號頻率；所述目標傳感器的結構的設計方法的具體步驟為：建立所述目標傳感器的壓電結構動力學模型，并且在基于正交試驗的理論基礎上利用聲壓等級分布得到共振結構；利用AutoCAD、SolidWorks軟件繪制出具有共振結構的窄帶聲傳感器模型；基于數值分析設計所述目標傳感器的機械結構；所述壓電結構的設計方法包括壓電結構設計方法和機械結構設計方法；所述目標傳感器的壓電結構的設計方法的具體步驟為：計算得到傳感器的固有頻率f0，再分別計算模型剛度各影響因素的固有頻率；將每一個計算得到的固有頻率與f0作比較，當忽略某一個剛度的影響因素后計算得到的固有頻率與f0相差小于1%，那么被忽略的剛度的影響因素在簡化動力學模型中忽略不計；基于各影響因子之間的串聯性，分析傳感器各部件的受力情況確定各部件的剛度，通過擬合壓電結構的法向接觸剛度和切向接觸剛度之間的影響關系得切向接觸剛度的經驗公式，并配合接觸分形理論對傳感器的固有頻率關系進行確定；根據壓電片面積與壓電結構的質量塊之間的關系，先計算最小質量塊體積和對應壓電片面積，代入動力學模型中進行計算，得出傳感器的固有頻率隨壓電片面積的變化規律；在保證傳感器的固有頻率、尺寸要求基礎上選擇壓電片的面積；根據壓電片所承載的剛度以及受到振動時的彎曲程度，確定電片的厚度；根據壓電結構動力學理論模型計算的所得數值，控制壓電晶體的尺寸和壓電片與接觸面的接觸面積；采用逐次增加壓電片厚度的方法，對比電片厚度與傳感器固有頻率，進而選擇電片厚度；所述機械結構設計方法的具體步驟為：使用懸臂梁隔開底座與壓電元件的直接接觸；根據懸臂梁式的聲傳感器結構基礎進行結構的改性，確定結構形式；根據頻率性能的要求，確定質量塊體積與質量；根據壓電片與質量塊的貼合性，確定質量塊與壓電片的接觸面積、質量塊的厚度；根據結構中插入導電片的預留空間，確定壓電片與質量塊相連接方式；根據傳感器受到激勵時振動幅度導致的信號采集誤差、底座厚度與固有頻率的關系、隔絕外殼的無效應變的因素，確定的底座形式；通過判斷電荷靈敏度和電壓靈敏度來分析聲傳感器對聲波的接收；根據絕緣套筒絕緣要求對絕緣套筒的絕緣電阻進行設計計算，確定絕緣套筒的外徑尺寸；所述建模和物理場仿真分析方法包括壓電結構建模和物理場仿真分析方法、壓電結構和機械結構的耦合仿真分析方法；所述壓電結構建模和物理場仿真分析方法的具體步驟為：利用多物理場耦合軟件ComsolMultiphysics建立聲傳感器壓電結構的模型，通過有限元模態分析得到在激勵條件下傳感器壓電結構的振動變形、電勢變化和力學變形形式；并且在仿真物理場中判斷設計的模型與理想的性能的差距；所述壓電結構和機械結構的耦合仿真分析方法：將傳感器的機械結構和壓電結構進行機電力耦合，通過仿真驗證得到傳感器的頻率范圍。

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