一种薄膜式声波换能器制造技术

本发明专利技术涉及换能器领域，尤其涉及一种薄膜式声波换能器。该薄膜式声波换能器包括磁组件和振动膜总成；磁组件由永久磁铁或电磁铁组成，用于产生磁场；振动膜总成包括驱动导体、柔性薄膜、回路导体和刚性支架；驱动导体嵌入在柔性薄膜中组成振动膜；回路导体固定在刚性支架上；各驱动子导体和回路子导线依次首尾连接组成线圈，驱动导体布置在磁组件产生的磁场中。该声波换能器还包括腔体封闭组件，与振动膜一起封闭出一个腔体，可克服换能器在低频时的声短路，具有良好的低频特性。通过在单一磁场中布置多条驱动导体，有效地提高了磁场的空间利用率，利用较小的磁铁和较小的空间，即可获得足够的功率，既降低了成本，又减小了换能器的尺寸。

【技术实现步骤摘要】
一种薄膜式声波换能器
本专利技术涉及换能器领域，尤其涉及一种薄膜式声波换能器。
技术介绍
现有的大量使用的音圈/振动膜结构的电动式声波换能器，由于音圈和振动膜分离，导致从音圈上获得的电磁力不能均匀、高效和及时地传递到振动膜上以驱动声介质运动，具体表现到产品的特性上，就是这类产品的频率特性不平坦，尤其是高频特性很难做好。现有的薄膜式电动声波换能器，例如铝带式、屏风式声波换能器，音圈和振动膜合一，彻底解决了所获得电磁力的传递问题。但现有的实施方案基本上都是采用的单匝结构，驱动振动膜的通电导体的长度短，对磁场的利用率低、阻抗匹配困难。包括一种屏风式换能器，虽然采用了多条导线，但多条导线分布在不同的磁场中，采用两个方向的磁场从在两个方向通电的驱动导体上获得一个方向的驱动力，虽然减小了回路导体的利用，但该方案中的振动膜上的磁场分布不连续，甚至存在零点，无法布置足够密度的驱动导体，在一个单一磁场中还是单匝驱动。正是这些原因，导致现有的电动薄膜式声波换能器的应用，局限在一些细分领域，例如铝带式高音扬声器和昂贵的屏风式平面扬声器，未得到普遍应用。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种磁场利用率高、换能效率高的薄膜式声波换能器。为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种薄膜式声波换能器，包括磁组件和振动膜总成；所述磁组件由永久磁铁或电磁铁组成，用于产生磁场；所述振动膜总成包括驱动导体、柔性薄膜、回路导体和刚性支架；所述驱动导体由多条驱动子导体组成，所述驱动子导体由细导线或长条状导电薄膜构成，各所述驱动子导体相互平行地嵌入在所述柔性薄膜中；所述驱动导体和所述柔性薄膜组成振动膜；所述回路导体由多条回路子导线构成，各所述回路子导线固定在所述刚性支架上；通过所述回路子导线将各所述驱动子导体的尾端和下一条所述驱动子导体的首端连接在一起；依次首尾连接的各所述驱动子导体和所述回路子导线一起组成线圈；依次连接的各所述驱动子导体中，第一条驱动子导体的首端和最后一条驱动子导体的尾端构成所述线圈的电气端口；通过所述电气端口对所述线圈通电，各所述相互平行地嵌在所述柔性薄膜中的驱动子导体在同一时刻流过的电流方向相同；所述驱动导体布置在所述磁组件产生的磁场中；将所述声波换能器做声波发生器使用时，通过向所述电气端口通电，电流流过所述驱动导体，使通电的处于磁场中的所述驱动导体在电磁力的作用下运动并带动所述柔性薄膜运动，进一步推动声介质运动；将所述声波换能器作为声波接收器使用时，所述柔性薄膜在声介质的推动下运动，带动所述驱动导体运动并切割所述磁场的磁力线产生感生电动势，所述感生电动势通过所述电气端口输出。进一步的，各所述驱动子导体的长度方向与所述磁组件产生的磁场的磁力线方向垂直；各所述驱动子导体沿着所述磁组件产生的磁场的磁力线方向依次排列布置。进一步的，所述柔性薄膜由厚度小于50微米的材料构成，所述驱动子导体由截面积小于0.1平方毫米的细导线或导电薄膜构成。进一步的，所述回路导体单位长度的电阻率小于所述驱动导体单位长度电阻率的二分之一。进一步的，所述回路导体布置在所述驱动导体和柔性薄膜设计运动范围之外尽量靠近所述驱动导体的位置。进一步的，各所述驱动子导体以弯曲的路径布置在所述磁组件产生的磁场中。进一步的，所述刚性支架包括刚性边框和多条刚性横梁；所述回路导体固定在所述刚性支架的刚性边框和/或刚性横梁上；所述多条刚性横梁垂直于所述回路导体布置；所述刚性横梁固定在所述刚性边框上；所述回路导体和所述刚性边框和/或刚性横梁组成网状，网孔用于声介质的流动。进一步的，所述磁组件至少包括两个相对布置的异性磁极，分别布置在所述振动膜总成的两侧。进一步的，所述振动膜总成独立制作，具体步骤为：将所述驱动导体嵌在所述柔性薄膜中；所述回路导体固定连接在所述刚性支架上；所述驱动导体和所述回路导体通过焊接、压接等方式进行固定连接。进一步的，该薄膜式声波换能器还包括腔体封闭组件；所述腔体封闭组件和所述振动膜一起，封闭出一个腔体；所述腔体将空间分割为腔体内部和腔体外部两部分；所述振动膜的两个面分别落在所述腔体内部和所述腔体外部。进一步的，该薄膜式声波换能器还包括阻尼泄流板；所述阻尼泄流板是所述腔体封闭组件的一部分；所述阻尼泄流板用于平衡所述腔体内部和所述腔体外部的流体压力；当所述腔体内部的流体压力高于所述腔体外部的流体压力时，所述腔体内部的流体通过所述阻尼泄流板流向所述腔体外部；当所述腔体内部的流体压力低于所述腔体外部的流体压力时，所述腔体外部的流体通过所述阻尼泄流板流向所述腔体内部。进一步的，所述腔体内部还包括至少一块阻尼泄流板，将所述腔体分隔成多个小腔体，所述振动膜因为运动带来的所述腔体内部的流体压力波动通过至少一块阻尼泄流板、多个小腔体逐级缓冲削减。进一步的，所述阻尼泄流板由具有众多细小孔洞的刚性或弹性材料构成。一种应用于上述薄膜式声波换能器的振动膜装置，包括上述振动膜总成。一种测井仪器，所述测井仪器利用了上述薄膜式声波换能器。本专利技术的一种薄膜式声波换能器，具有以下有益效果：1、通过在单一磁场中布置多条驱动导体，有效地提高了磁场的空间利用率，利用较小的磁铁和较小的空间，即可获得足够的功率，既降低了成本，又减小了换能器的尺寸；2、将回路导体固定在刚性支架上，可以有效地抑制回路导体辐射有害声波；3、将柔性薄膜做薄，将驱动导体做细、做薄，可以提高换能器的换能效率；4、增加回路导体的直径，降低其电阻，可以有效地降低回路导体额外消耗的能量；5、将回路导体布置在尽量靠近驱动导体的位置，可以有效地减小换能器的电感，改善换能器高频特性；6、腔体封闭组件的设置，将振动膜正反两面封闭到两个空间，即腔体内部空间和腔体外部空间，使振动膜正反两面的声波不会因为相互抵消而削弱，这种抵消效应在低频时会比较突出，所以此措施克服了换能器在低频时的“声短路”，使换能器在低频时也有很好的表现；7、将振动膜总成独立制作，既简化了生产工艺，降低了生产成本，又使维修和保养变得简单；8、通过阻尼泄流板，使得腔体封闭组件在小体积时仍然能获得好的低频特性。附图说明为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。图1为本专利技术的薄膜式声波换能器结构主视图；图2为本专利技术的薄膜式声波换能器的第一个实施例结构A-A剖视图；图3为本专利技术的薄膜式声波换能器的第一个实施例结构B-B剖视图；图4为本专利技术的薄膜式声波换能器的第一个实施例结构C-C剖视图；图5为本专利技术的薄膜式声波换能器的第二个实施例结构截面示意图；图6为本专利技术的薄膜式声波换能器中振动膜总成结构主视图；图7为本专利技术的薄膜式声波换能器中振动膜总成结构后视图；图8为本专利技术的薄膜式声波换能器中振动膜总成结构D-D剖视图；图中，1-磁组件，2-振动膜总成，21-驱动导体，22-柔性薄膜，23-回路导体，24-刚性支架，241-刚性边框，242-刚性横梁，3-腔体，4-阻尼泄流板，5-导磁框架,6-腔体封闭组件。具体实施方式下面将结合本专利技术中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄膜式声波换能器，其特征在于，包括磁组件和振动膜总成；所述磁组件由永久磁铁或电磁铁组成，用于产生磁场；所述振动膜总成包括驱动导体、柔性薄膜、回路导体和刚性支架；所述驱动导体由多条驱动子导体组成，所述驱动子导体由细导线或长条状导电薄膜构成，各所述驱动子导体相互平行地嵌入在所述柔性薄膜中；所述驱动导体和所述柔性薄膜组成振动膜；所述回路导体由多条回路子导线构成，各所述回路子导线固定在所述刚性支架上；通过所述回路子导线将各所述驱动子导体的尾端和下一条所述驱动子导体的首端连接在一起；依次首尾连接的各所述驱动子导体和所述回路子导线一起组成线圈；依次连接的各所述驱动子导体中，第一条驱动子导体的首端和最后一条驱动子导体的尾端构成所述线圈的电气端口；通过所述电气端口对所述线圈通电，各所述相互平行地嵌在所述柔性薄膜中的驱动子导体在同一时刻流过的电流方向相同；所述驱动导体布置在所述磁组件产生的磁场中；将所述声波换能器做声波发生器使用时，通过向所述电气端口通电，电流流过所述驱动导体，使通电的处于磁场中的所述驱动导体在电磁力的作用下运动并带动所述柔性薄膜运动，进一步推动声介质运动；将所述声波换能器作为声波接收器使用时，所述柔性薄膜在声介质的推动下运动，带动所述驱动导体运动并切割所述磁场的磁力线产生感生电动势，所述感生电动势通过所述电气端口输出。...

【技术特征摘要】
1.一种薄膜式声波换能器，其特征在于，包括磁组件和振动膜总成；所述磁组件由永久磁铁或电磁铁组成，用于产生磁场；所述振动膜总成包括驱动导体、柔性薄膜、回路导体和刚性支架；所述驱动导体由多条驱动子导体组成，所述驱动子导体由细导线或长条状导电薄膜构成，各所述驱动子导体相互平行地嵌入在所述柔性薄膜中；所述驱动导体和所述柔性薄膜组成振动膜；所述回路导体由多条回路子导线构成，各所述回路子导线固定在所述刚性支架上；通过所述回路子导线将各所述驱动子导体的尾端和下一条所述驱动子导体的首端连接在一起；依次首尾连接的各所述驱动子导体和所述回路子导线一起组成线圈；依次连接的各所述驱动子导体中，第一条驱动子导体的首端和最后一条驱动子导体的尾端构成所述线圈的电气端口；通过所述电气端口对所述线圈通电，各所述相互平行地嵌在所述柔性薄膜中的驱动子导体在同一时刻流过的电流方向相同；所述驱动导体布置在所述磁组件产生的磁场中；将所述声波换能器做声波发生器使用时，通过向所述电气端口通电，电流流过所述驱动导体，使通电的处于磁场中的所述驱动导体在电磁力的作用下运动并带动所述柔性薄膜运动，进一步推动声介质运动；将所述声波换能器作为声波接收器使用时，所述柔性薄膜在声介质的推动下运动，带动所述驱动导体运动并切割所述磁场的磁力线产生感生电动势，所述感生电动势通过所述电气端口输出。2.根据权利要求1所述的薄膜式声波换能器，其特征在于，各所述驱动子导体的长度方向与所述磁组件产生的磁场的磁力线方向垂直；各所述驱动子导体沿着所述磁组件产生的磁场的磁力线方向依次排列布置。3.根据权利要求1所述的薄膜式声波换能器，其特征在于，所述柔性薄膜由厚度小于50微米的材料构成，所述驱动子导体由截面积小于0.1平方毫米的细导线或导电薄膜构成。4.根据权利要求1所述的薄膜式声波换能器，其特征在于，所述回路导体单位长度的电阻率小于所述驱动导体单位长度电阻率的二分之一。5.根据权利要求1所述的薄膜式声波换能器，其特征在于，所述回路导体布置在所述驱动导体和柔性薄膜设计运动范围之外尽量靠近所述驱动导体的位置。6.根据权利要求2所述的薄膜式声波换能器，其特征在于，各所述驱动子导体以弯曲的路径布置在所述磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：李代甫，
申请(专利权)人：柳江，
类型：发明
国别省市：湖北,42