[發明專利]一種薄膜式聲波換能器

在審

• 申請號: 201710309538.4
• 申請日: 2017-05-04
• 公開（公告）號: CN108810758A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 李代甫
• 申請（專利權）人: 柳江
• 主分類號: H04R9/06
• 分類號: H04R9/06;H04R9/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及換能器領域，尤其涉及一種薄膜式聲波換能器。該薄膜式聲波換能器包括磁組件和振動膜總成；磁組件由永久磁鐵或電磁鐵組成，用于產生磁場；振動膜總成包括驅動導體、柔性薄膜、回路導體和剛性支架；驅動導體嵌入在柔性薄膜中組成振動膜；回路導體固定在剛性支架上；各驅動子導體和回路子導線依次首尾連接組成線圈，驅動導體布置在磁組件產生的磁場中。該聲波換能器還包括腔體封閉組件，與振動膜一起封閉出一個腔體，可克服換能器在低頻時的聲短路，具有良好的低頻特性。通過在單一磁場中布置多條驅動導體，有效地提高了磁場的空間利用率，利用較小的磁鐵和較小的空間，即可獲得足夠的功率，既降低了成本，又減小了換能器的尺寸。

技術領域

本發明涉及換能器領域，尤其涉及一種薄膜式聲波換能器。

背景技術

現有的大量使用的音圈/振動膜結構的電動式聲波換能器，由于音圈和振動膜分離，導致從音圈上獲得的電磁力不能均勻、高效和及時地傳遞到振動膜上以驅動聲介質運動，具體表現到產品的特性上，就是這類產品的頻率特性不平坦，尤其是高頻特性很難做好。

現有的薄膜式電動聲波換能器，例如鋁帶式、屏風式聲波換能器，音圈和振動膜合一，徹底解決了所獲得電磁力的傳遞問題。但現有的實施方案基本上都是采用的單匝結構，驅動振動膜的通電導體的長度短，對磁場的利用率低、阻抗匹配困難。包括一種屏風式換能器，雖然采用了多條導線，但多條導線分布在不同的磁場中，采用兩個方向的磁場從在兩個方向通電的驅動導體上獲得一個方向的驅動力，雖然減小了回路導體的利用，但該方案中的振動膜上的磁場分布不連續，甚至存在零點，無法布置足夠密度的驅動導體，在一個單一磁場中還是單匝驅動。正是這些原因，導致現有的電動薄膜式聲波換能器的應用，局限在一些細分領域，例如鋁帶式高音揚聲器和昂貴的屏風式平面揚聲器，未得到普遍應用。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述技術問題，本發明的目的在于提供一種磁場利用率高、換能效率高的薄膜式聲波換能器。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：

一種薄膜式聲波換能器，包括磁組件和振動膜總成；所述磁組件由永久磁鐵或電磁鐵組成，用于產生磁場；所述振動膜總成包括驅動導體、柔性薄膜、回路導體和剛性支架；所述驅動導體由多條驅動子導體組成，所述驅動子導體由細導線或長條狀導電薄膜構成，各所述驅動子導體相互平行地嵌入在所述柔性薄膜中；所述驅動導體和所述柔性薄膜組成振動膜；所述回路導體由多條回路子導線構成，各所述回路子導線固定在所述剛性支架上；通過所述回路子導線將各所述驅動子導體的尾端和下一條所述驅動子導體的首端連接在一起；依次首尾連接的各所述驅動子導體和所述回路子導線一起組成線圈；依次連接的各所述驅動子導體中，第一條驅動子導體的首端和最后一條驅動子導體的尾端構成所述線圈的電氣端口；通過所述電氣端口對所述線圈通電，各所述相互平行地嵌在所述柔性薄膜中的驅動子導體在同一時刻流過的電流方向相同；所述驅動導體布置在所述磁組件產生的磁場中；將所述聲波換能器做聲波發生器使用時，通過向所述電氣端口通電，電流流過所述驅動導體，使通電的處于磁場中的所述驅動導體在電磁力的作用下運動并帶動所述柔性薄膜運動，進一步推動聲介質運動；將所述聲波換能器作為聲波接收器使用時，所述柔性薄膜在聲介質的推動下運動，帶動所述驅動導體運動并切割所述磁場的磁力線產生感生電動勢，所述感生電動勢通過所述電氣端口輸出。

進一步的，各所述驅動子導體的長度方向與所述磁組件產生的磁場的磁力線方向垂直；各所述驅動子導體沿著所述磁組件產生的磁場的磁力線方向依次排列布置。

進一步的，所述柔性薄膜由厚度小于50微米的材料構成，所述驅動子導體由截面積小于0.1平方毫米的細導線或導電薄膜構成。

進一步的，所述回路導體單位長度的電阻率小于所述驅動導體單位長度電阻率的二分之一。

進一步的，所述回路導體布置在所述驅動導體和柔性薄膜設計運動范圍之外盡量靠近所述驅動導體的位置。