CN1735285A - 使用反馈控制拉伸薄膜的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及使用反馈控制拉伸薄膜的系统，该使用反馈控制拉伸薄膜的系统包括：薄膜加载单元，用于将薄膜设置在其上；负压提供单元，用于向所述薄膜施加负压，以拉伸所述薄膜；声压提供单元，用于向所述薄膜施加预定频率的测试声压；张力测量单元，用于通过与所述薄膜相对的金属板的电压变化来测量所述薄膜的张力，该电压变化是由根据所述声压提供单元施加的测试声压的薄膜振动而引起的；以及负压控制单元，用于通过进行基准张力与由所述张力测量单元测量的张力之间的比较，来控制由所述负压提供单元提供的负压的级别。

Description

使用反馈控制拉伸薄膜的系统和方法
技术领域
本发明涉及使用反馈控制拉伸薄膜的系统和方法，更具体地，涉及下述的使用反馈控制拉伸薄膜的系统和方法，在该系统和方法中，使用负压来测量在拉伸处理下的薄膜的张力，并将该张力与基准张力进行比较，以通过比较结果的反馈来调节该负压。
背景技术
在诸如移动电话、电话和数码相机的电子装置中使用的声音输入装置利用诸如PET(聚乙烯对苯二酸酯)膜的薄膜的振动膜将通过声压引起的振动转换为电信号。该振动膜的拉伸状态应该保持张紧，并且声音输入装置的灵敏度特性取决于振动膜的拉伸程度，即张力。为了提高声音输入装置的合格率，必须一致地保持各个产品的灵敏度特性。为此，用于振动膜的薄膜的张力应该恒定。因此，在振动膜的制造工艺过程中，当拉伸振动膜时，向薄膜施加精确的张力是很重要的。
根据振动膜的传统制造工艺，通常采用根据预定的张力通过机械加载来拉伸薄膜的方法。然而，这种方法的缺点在于，由于该预定的张力和在实际处理之后产生的拉伸薄膜的张力之间的偏差根据工艺条件和工人的技能而不同，由此降低了最终产品的合格率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种使用反馈控制拉伸薄膜的系统和方法，其中对正在进行拉伸处理的薄膜施加测试声压，以通过由该测试声压引起的电压变化来测量张力，并反馈该张力，以控制在薄膜的拉伸处理过程中的负压，由此对薄膜提供精确的压力。
为了实现本发明的上述目的，提供了一种使用反馈控制拉伸薄膜的系统，其包括：薄膜加载单元，用于将薄膜设置在其上；负压提供单元，用于对薄膜施加负压，以拉伸该薄膜；声压提供单元，用于对该薄膜施加具有预定频率的测试声压；张力测量单元，用于通过与该薄膜相对的金属板的电压变化来测量薄膜的张力，该电压变化是由该薄膜的振动而引起的，该薄膜根据声压提供单元施加的测试声压进行振动；以及负压控制单元，用于通过执行基准张力与通过该张力测量单元测量的张力之间的比较来控制由负压提供单元提供的负压级别。
还提供了一种使用反馈控制拉伸薄膜的方法，包括以下步骤：(a)将薄膜设置在位于金属板上的下板模(plate mold)上；(b)通过对设置在该下板模上的薄膜的外缘施加负压来拉伸该薄膜；(c)对拉伸薄膜的下部施加具有预定频率的测试声压；(d)通过由薄膜的振动而引起的金属板的电压变化来测量薄膜的张力，该薄膜根据测试声压进行振动；(e)执行所测量的张力与基准张力之间的比较；以及(f)当比较的结果在预定的容许范围内时，接合上板模和下板模，而当比较的结果超过预定的容许误差范围时，返回到步骤(b)。
附图说明
图1是表示根据本发明优选实施例的使用反馈控制拉伸薄膜的系统的方框图。
图2表示根据本发明优选实施例的使用反馈控制拉伸薄膜的系统的构造。
图3表示根据本发明优选实施例的张力测量单元的构造。
图4是表示根据本发明优选实施例的使用反馈控制拉伸薄膜的方法的流程图。
具体实施方式
现将参照附图详细描述本发明。
图1和2表示根据本发明优选实施例的使用反馈控制拉伸薄膜的系统。
根据本发明优选实施例的拉伸薄膜的系统包括薄膜加载单元100、声压提供单元200、负压提供单元300、张力测量单元400以及负压控制单元500。
薄膜加载单元100执行将薄膜160设置在系统中以拉伸该薄膜的功能。现将参照图2详细描述薄膜加载单元100的实施例。优选地，薄膜加载单元100包括主缸110、上板模120、下板模130、外缘夹具140、夹具缸150。通常，将在振动膜的制造中使用的薄膜160粘接在环状的极环(polar ring)上，同时保持其张紧状态。将张紧状态的薄膜160插入在具有矩形框形状的上板模120和下板模130之间，以保持其张紧状态，以便进行诸如极环粘结工艺的独立工艺。
为了保持薄膜160的张紧状态，根据本发明，使外缘夹具140下降，以在将薄膜160设置在矩形框形状的下板模130上时，围绕下板模130的外缘夹持薄膜160。然后通过主缸110使上板模120下降，以与下板模130接合，来固定被拉伸的薄膜160。
声压提供单元200执行向薄膜160施加预定频率的声压的功能。优选地，由声压提供单元200提供的测试声压的频率被工人设定为所需薄膜张力处的谐振频率。由于该谐振频率与薄膜160的张力的平方根成正比，所以谐振频率的设定可以理解为薄膜160的张力的设定。
另一方面，声压提供单元200优选地包括：信号生成器(未示出)，用于产生该预定频率；放大器220，用于生成声音信号；扬声器210，用于产生声压；以及基准麦克风(未示出)，用于测量测试声压。该基准麦克风测量由扬声器210产生地测试声压，并执行在产生误差时，通过调节放大器220的输出来补偿声压误差的功能。优选地，在金属板410中形成多个声压施加孔，以使得从薄膜160下方施加的测试声压通过金属板410传送到薄膜160。
负压提供单元300执行通过向薄膜160施加负压来拉伸薄膜160的功能。如图2所示，负压提供单元300优选地包括：真空罐310，用于保持负压；真空泵320，用于产生负压；以及释放阀550，用于释放负压。具体地，根据本发明的实施例，可以通过进一步包括释放阀550，在拉伸处理完成后，强制降低拉伸薄膜的系统的负压级别，以进行后续的处理。
张力测量单元400根据由声压提供单元200提供的测试声压引起的薄膜160的振动，通过测量在与薄膜160相对的金属板410中产生的电压变化，来测量薄膜160的张力。如图3所示，该张力测量单元400优选地包括：电压提供单元420，用于向金属板410提供预定的电压，例如1V；FET电路单元430，用于将金属板410中产生的电流变化转换为电压变化；电压测量单元(未示出)，用于测量在电压提供单元420中进行了转换的电压变化。在其上涂覆有金属层的薄膜160(其用作声音输入装置的振动膜)与金属板410(与薄膜160相对，并与其间隔开预定距离)之间形成电容，由此，由于金属板410与薄膜160之间的距离根据薄膜160的振动的变化，而使得从金属板410输出的电流发生变化。然后通过FET电路单元430将该电流变化转换为电压变化，以测量薄膜160的张力。
负压控制单元150执行下述功能：通过将预先输入的基准张力与所测量的张力进行比较来重现调节由负压提供单元300提供的负压的负压级别，以使薄膜160具有该基准张力。如图2所示，负压控制单元500包括：负压阀540，用于调节负压级别；负压传感器530，用于测量负压级别；以及DSP板510，用于将通过张力测量单元400测量的测量张力与基准张力进行比较，以根据比较结果控制DSP板510。
负压控制单元500可以使用通过张力测量单元400测量的测量电压值作为张力值。在这种情况下，张力控制单元500对负压提供单元300的负压级别进行控制，以使得在由声压提供单元200设定的频率处出现最大电压，由此，薄膜160具有与设定频率的谐振频率相对应的张力。
图4是表示根据本发明优选实施例的使用反馈控制拉伸薄膜的方法的流程图。参照图4，在步骤S100中，将薄膜160设置在位于金属板410上的下板模130上。具体地，步骤S100可以包括：子步骤S100，其中将薄膜160设置在位于金属板410上的下板模130上；子步骤S110，其中夹持除了下板模130以外的薄膜160的外缘；以及子步骤S130，其中将上板模120设置在下板模130上，并且其间插入有薄膜160。
此后，在步骤S120中，通过对薄膜160的外缘施加负压来拉伸薄膜160。优选地，在外缘夹具140下降之后施加负压，以在薄膜160处于张紧状态时使主缸110下降，来接合上板模120和下板模130。
接下来，在步骤S140中，向薄膜160的下部施加预定频率的测试声压。优选地，该测试声压具有与处于基准张力下的薄膜160的谐振频率相对应的频率。
此后，在步骤S150中，根据该测试声压，通过由薄膜160的振动引起的在金属板410中产生的电压变化来测量薄膜160的张力。具体地，步骤S150包括下述的子步骤：通过FET电路单元将由金属板410(向其施加了预定的电压，例如1V)和薄膜160(与金属板410相对)的根据振动的距离变化而引起的电流变化转换为电压变化；以及通过测量在FET电路430中转换的电压变化，来测量张力。
接下来，在步骤S160中，DSP板510进行基准张力和测量张力之间的比较。优选地，该基准张力与在向金属板410施加谐振频率时在金属板410中产生的电压值相对应，并且所测量的张力与根据实际向金属板410施加的测试声压而在金属板410中产生的测量电压值相对应。
此后，在步骤S180中，当比较的结果超过预定的容许误差范围时，DSP板510通过调节负压阀540来重新设定负压，以返回到步骤S120，并且使用经调整的负压重新拉伸薄膜160。在步骤S170和S190中，当比较的结果位于预定的容许误差范围内时，例如通过螺纹固定方法接合上板模120和下板模130，以完成薄膜拉伸处理。
如上所述，根据本发明的使用反馈控制拉伸薄膜的系统和方法，可以通过测量正在进行拉伸处理的薄膜的张力并且将所测量地张力用于负压级别的反馈控制来精确地保持该张力。
尽管参照本发明的优选实施例详细示出并描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的主旨和范围的情况下，可以对本发明进行各种形式和细节方面的变化。

Claims (11)

1、一种使用反馈控制拉伸薄膜的系统，其包括：
薄膜加载单元，用于将薄膜设置在其上；
负压提供单元，用于向所述薄膜施加负压，以拉伸所述薄膜；
声压提供单元，用于向所述薄膜施加预定频率的测试声压；
张力测量单元，用于通过与所述薄膜相对的金属板的电压变化来测量所述薄膜的张力，该电压变化是由根据所述声压提供单元施加的测试声压的薄膜振动而引起的；以及
负压控制单元，用于通过进行基准张力与由所述张力测量单元测量的张力之间的比较，来控制由所述负压提供单元提供的负压的级别。
2、根据权利要求1所述的使用反馈控制拉伸薄膜的系统，其中所述测试声压具有与所述基准张力的谐振频率相对应的频率，并且所述基准频率与所述薄膜和所述金属板之间在所述谐振频率处产生的最大电压相对应，并且由所述张力测量单元测量的张力与所述薄膜和所述金属板之间在所述测试声压处测量的电压相对应。
3、根据权利要求1和2中的一项所述的使用反馈控制拉伸薄膜的系统，其中所述张力测量单元包括：
电压提供单元，用于向所述金属板提供电压；
FET电路单元，用于将所述金属板的电流变化转换为电压变化；以及
电压测量单元，用于测量由所述FET电路单元转换的电压变化。
4、根据权利要求1和2中的一项所述的使用反馈控制拉伸薄膜的系统，其中所述负压控制单元包括：
负压阀，用于控制负压的级别；
负压传感器，用于测量负压的级别；以及
DSP板，用于执行由所述张力测量单元测量的张力与所述基准张力之间的比较，以根据比较的结果控制所述负压阀。
5、根据权利要求1和2中的一项所述的使用反馈控制拉伸薄膜的系统，其中所述负压提供单元包括：
负压吸入孔，设置在所述薄膜的下方，用于提供负压；
负压罐，用于保持负压；以及
释放阀，用于强制释放负压。
6、根据权利要求1和2中的一项所述的使用反馈控制拉伸薄膜的系统，其中所述薄膜加载单元包括：
外缘夹具，用于夹持所述薄膜的外缘；
设置在所述薄膜下面的下板模；
设置在所述薄膜上面的上板模，该上板模与该下板模接合；以及
主缸，用于垂直移动所述上板模。
7、一种使用反馈控制拉伸薄膜的方法，包括以下步骤：
(a)将薄膜设置在位于金属板上的下板模上；
(b)通过向设置在所述下板模上的薄膜的外缘施加负压，来拉伸该薄膜；
(c)向所述薄膜的下部施加预定频率的测试声压；
(d)通过由根据所述测试声压的所述薄膜的振动而引起的所述金属板的电压变化，来测量所述薄膜的张力；
(e)进行所测量的张力与基准张力之间的比较；以及
(f)当所述比较的结果位于预定的容许误差范围内时，接合所述上板模和所述下板模，而在所述比较的结果超过该预定的容许误差范围时，返回到步骤(b)。
8、根据权利要求7所述的使用反馈控制拉伸薄膜的方法，其中所述测试声压具有与所述基准张力的谐振频率相对应的频率，并且所述基准张力与所述薄膜和所述金属板之间在所述谐振频率处产生的最大电压相对应，并且由所述张力测量单元测量的张力与所述薄膜和所述金属板之间在所述测试声压处测量的电压相对应。
9、根据权利要求7和8中的一项所述的使用反馈控制拉伸薄膜的方法，其中所述步骤(d)包括以下子步骤：
通过FET电路单元将在施加有预定电压的所述金属板中产生的电流变化转换为电压变化；以及
测量有所述FET电路单元转换的电压变化，以测量所述张力。
10、根据权利要求7和8中的一项所述的使用反馈控制拉伸薄膜的方法，其中所述步骤(f)包括：
通过使用DSP板执行所测量的张力与所述基准张力之间的比较，以根据该比较的结果控制负压阀，来重现设定负压，该负压阀用于控制负压。
11、根据权利要求7和8中的一项所述的使用反馈控制拉伸薄膜的方法，其中所述步骤(a)包括以下子步骤：
将薄膜设置在位于所述金属板上的下板模上；
夹持除了所述下板模以外的所述薄膜的外缘；以及
将所述上板模设置在所述下板模上，并且其间插入有所述薄膜。
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