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龙图腾网恭喜大连民族大学申请的专利一种谐振式声传感器的开发方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN114964464B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-13发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210672519.9，技术领域涉及：G01H11/08；该发明授权一种谐振式声传感器的开发方法是由龙飞飞;赵倩;王健;孙向君;沈书乾;程丽华;段志宏设计研发完成，并于2022-06-15向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种谐振式声传感器的开发方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种谐振式声传感器的开发方法，涉及传感器开发技术领域。计算目标传感器的特定频率；根据压电晶体的静态和动态特性设计所述目标传感器的结构；通过建模和物理场仿真分析，对设计的所述目标传感器结构进行评估和修正；通过压电结构和机械结构的设计与仿真，达到降低传感器的开发难度、降低传感器研发成本的目的。

本发明授权一种谐振式声传感器的开发方法在权利要求书中公布了：1.一种谐振式声传感器的开发方法，其特征在于，所述谐振式声传感器的开发方法包括以下步骤：计算目标传感器的特定频率；根据压电晶体的静态和动态特性设计所述目标传感器的结构；通过建模和物理场仿真分析，对设计的所述目标传感器的结构进行评估和修正；选择遗传算法进行对传感器进行多参数模型优化，将所述目标传感器与现有谐振式声发射传感器进行对比，验证所述目标传感器的性能；所述计算目标传感器的特定频率的方法：在现有的窄带声传感器基础上，通过计算目标传感器特定频率，在频率范围内找到共振点，利用声带凸起分布的特点对声传感器的模型进行频率限制，保留范围内的信号频率；所述目标传感器的结构的设计方法的具体步骤为：建立所述目标传感器的压电结构动力学模型，并且在基于正交试验的理论基础上利用声压等级分布得到共振结构；利用AutoCAD、SolidWorks软件绘制出具有共振结构的窄带声传感器模型；基于数值分析设计所述目标传感器的机械结构；所述压电结构的设计方法包括压电结构设计方法和机械结构设计方法；所述目标传感器的压电结构的设计方法的具体步骤为：计算得到传感器的固有频率f0，再分别计算模型刚度各影响因素的固有频率；将每一个计算得到的固有频率与f0作比较，当忽略某一个刚度的影响因素后计算得到的固有频率与f0相差小于1%，那么被忽略的刚度的影响因素在简化动力学模型中忽略不计；基于各影响因子之间的串联性，分析传感器各部件的受力情况确定各部件的刚度，通过拟合压电结构的法向接触刚度和切向接触刚度之间的影响关系得切向接触刚度的经验公式，并配合接触分形理论对传感器的固有频率关系进行确定；根据压电片面积与压电结构的质量块之间的关系，先计算最小质量块体积和对应压电片面积，代入动力学模型中进行计算，得出传感器的固有频率随压电片面积的变化规律；在保证传感器的固有频率、尺寸要求基础上选择压电片的面积；根据压电片所承载的刚度以及受到振动时的弯曲程度，确定电片的厚度；根据压电结构动力学理论模型计算的所得数值，控制压电晶体的尺寸和压电片与接触面的接触面积；采用逐次增加压电片厚度的方法，对比电片厚度与传感器固有频率，进而选择电片厚度；所述机械结构设计方法的具体步骤为：使用悬臂梁隔开底座与压电元件的直接接触；根据悬臂梁式的声传感器结构基础进行结构的改性，确定结构形式；根据频率性能的要求，确定质量块体积与质量；根据压电片与质量块的贴合性，确定质量块与压电片的接触面积、质量块的厚度；根据结构中插入导电片的预留空间，确定压电片与质量块相连接方式；根据传感器受到激励时振动幅度导致的信号采集误差、底座厚度与固有频率的关系、隔绝外壳的无效应变的因素，确定的底座形式；通过判断电荷灵敏度和电压灵敏度来分析声传感器对声波的接收；根据绝缘套筒绝缘要求对绝缘套筒的绝缘电阻进行设计计算，确定绝缘套筒的外径尺寸；所述建模和物理场仿真分析方法包括压电结构建模和物理场仿真分析方法、压电结构和机械结构的耦合仿真分析方法；所述压电结构建模和物理场仿真分析方法的具体步骤为：利用多物理场耦合软件ComsolMultiphysics建立声传感器压电结构的模型，通过有限元模态分析得到在激励条件下传感器压电结构的振动变形、电势变化和力学变形形式；并且在仿真物理场中判断设计的模型与理想的性能的差距；所述压电结构和机械结构的耦合仿真分析方法：将传感器的机械结构和压电结构进行机电力耦合，通过仿真验证得到传感器的频率范围。

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