《水声换能器》课程教学大纲

1、水声换能器Underwater Acoustical Transducer一、课程基本情况课程类别：专业方向选修课课程学分：3学分课程总学时： 48 学时，其中讲课：48 学时。课程性质：选修，需同时选修“水声测量技术”开课学期：第5学期先修课程： 水声学基础适用专业： 海洋技术专业本科生教 材：水声换能器原理，路德明，青岛海洋大学出版社，第一版，2009。开课单位：海洋科学学院 海洋技术专业二、课程性质、教学目标和任务（一）课程性质：专业方向选修课（二）教学目标水声换能器是水声设备的主要原器件之一，本课程主要讲授压电水声换能器及其组成的基阵的工作原理和基本性能。通过本课程的学习，学生可以明确

2、水声压电换能器在水声应用中的重要地位；理解压电材料以及磁致伸缩材料的物理性质；掌握描述换能器性能的几个重要指标；掌握几种常用换能器的结构、分析设计方法和工作原理；明确换能器和基阵的方向特性及其改善方法。通过该课程的学习，为本专业学生更好的从事水声技术研究奠定基础。（三）教学任务本课程是针对海洋技术专业高年级本科生开设的一门选修课，要求具备一定的传感器、声学和海洋学方面的专业知识的学生选修。教学内容密切结合其它专业课的学习，如声学基础、数学物理方法、水声学原理、水声专业实验等，突出本课程的重点，保证本课程教学的流畅以及结构的完整，注重理论与实践相结合。三、教学内容和要求（一）总论 学时数：4,

3、其中课时4，实验0。1、主要内容：水声换能器的发展历史、研究意义、分类、分析设计方法和主要性能指标。 2、教学要求：掌握换能器的分析设计方法和主要性能指标，理解水声换能器的发展历史、及其发展趋势、换能器的分类等。3、重点、难点：4、其它教学环节：讨论水声换能器在军事和民事上的应用及发展趋势。（二）第一章：压电材料的物理性质 学时数：6, 其中课时4，实验4。1、主要内容： 压电材料的介电性、弹性性质和压电性质。2、教学要求： 掌握压电材料的介电性、弹性性质和压电性质。3、重点、难点：重点在压电效应的原理、压电方程的推导。4、上机和实验： 无。（三）第二章：常用压电材料 学时数：2, 其中课时4

4、，实验4。1、主要内容： 压电晶体材料和压电陶瓷材料。2、教学要求： 掌握几种常用压电材料性能，了解压电陶瓷的制作过程。3、重点、难点：重点掌握压电材料的材料参数。4、上机和实验： 无。（四）第三章：压电换能器的分析方法 学时数：8, 其中课时4，实验4。1、主要内容： 压电换能器的常用振动模式；分布参数系统和集中参数系统方法分析压电长条片的振动性质；四分之波长振子和半波长振子；复合棒纵振换能器的结构及利用四端网络分析其工作性能；2、教学要求： 掌握长条片的横向振动和薄圆片的厚度振动的分析方法：分布参数法、集中参数法和四端网络法；掌握半波长振子和四分之波长振子的区别；掌握复合棒纵向振动换能器的

5、结构和各个组成部分的功能。3、重点、难点：重点掌握三种分析方法。4、上机和实验： 无。（五）第四章：水听器 学时数：2, 其中课时4，实验4。1、主要内容： 介绍几种常用的压电水听器。2、教学要求： 理解水听器的性能，了解不同水听器的应用方向。3、重点、难点：重点掌握水听器性能与结构的关系。4、上机和实验： 无。（六）第五章：基阵 学时数：6, 其中课时4，实验4。1、主要内容： 基阵的结构和方向特性，改善基阵方向特性的方法。2、教学要求：掌握基阵的方向特性的分析和综合方法；掌握改善基阵方向特性的方法。3、重点、难点：重点掌握方向特性与基阵结构的关系。4、上机和实验： 无。（七）第六章：其它换能器 学时数：4, 其中课时4，实验4。1、主要内容： 磁致伸缩换能器工作原理和常用振动模式；矢量水听器和光纤水听器简介。2、教学要求：了解磁致伸缩换能器的工作原理和应用方向与压电换能器的不同；掌握矢量水听器和标量水听器的区别和工作方式；掌握几种常用的光纤水听器的干涉机理。3、重点、难点：重点掌握矢量水听器和标量水听器的区别。4、上机和实验： 无。四、课程考核（1）作业等：作业：6 次，课程论文：1次，期中考试：1次， 期末考试： 无。（2）考核方式：平时成绩+论文+期中考试（3）总评成绩计算方式：课程考核成绩由平时作