CN202026457U

CN202026457U - 一种驻极体的极化装置

Info

Publication number: CN202026457U
Application number: CN2011201442311U
Authority: CN
Inventors: 罗旭辉; 吴宗汉; 赵荷
Original assignee: KAN TSANG INDUSTRIAL Co Ltd
Current assignee: KAN TSANG INDUSTRIAL Co Ltd
Priority date: 2011-05-09
Filing date: 2011-05-09
Publication date: 2011-11-02
Anticipated expiration: 2021-05-09

Abstract

本实用新型适用于极化技术领域，提供了一种驻极体的极化装置，包括：依次串联连接的针状电极、直流高压电源及金属底座，所述针状电极与金属底座之间置有一对绕线方向相同、匝数相同、通电电流大小相同、线圈半径相同、两线圈间距大小与线圈半径等同的一对亥姆霍兹共轴线圈。本实用新型的驻极体的极化装置，通过一对亥姆霍兹共轴线圈，可很好的掌控极化时的电子束，对电子束实现准确的定位，从而可在极化驻极体时获得较多的深阱，并可以使电荷注入驻极体的膜体较深。

Description

一种驻极体的极化装置

技术领域

本实用新型属于极化技术领域，尤其涉及一种驻极体的极化装置。

背景技术

随着电子产业的飞速发展，驻极体电容式传声器的需求越来越大，功能也在不断提高、完善。在驻极体电容式传声器的生产制作工艺中，驻极体的极化工艺尤为关键。

目前，普通的驻极体的极化装置如图1所示，包括依次串联连接的金属底座103、直流高压电源104和针状电极101。在极化时，将待极化的镀覆有膜体的驻极体102置于金属底座103上进行极化，针状电极101在直流高压电源104下，可产生电子束射向待极化的驻极体102，但由于电子束射向驻极体102的充电区域的作用力在控制上的不确定因素，导致获得的深阱较少，电荷注入驻极体102的膜体较浅。

综上所述，普通的驻极体的极化装置在极化驻极体时获得的深阱较少，电荷注入驻极体的膜体也较浅。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种驻极体的极化装置，旨在解决普通的驻极体的极化装置在极化驻极体时获得的深阱较少，电荷注入驻极体的膜体也较浅的问题。

本实用新型实施例是这样实现的，一种驻极体的极化装置，包括：

依次串联连接的针状电极、直流高压电源及金属底座，所述针状电极与金属底座之间置有一对绕线方向相同、匝数相同、通电电流大小相同、线圈半径相同、两线圈间距大小与线圈半径等同的一对亥姆霍兹共轴线圈。

进一步的，所述极化装置还包括：

与所述亥姆霍兹共轴线圈连接的直流供电电源。

更进一步的，所述针状电极置于所述亥姆霍兹共轴线圈中心线的中轴线上。

再进一步的，所述极化装置还包括：

置于所述金属底座外围的加热单元。

又进一步的，所述加热单元具体为高温管。

进一步的，所述针状电极和所述直流高压电源之间还串联连接有电流计。

更进一步的，所述亥姆霍兹共轴线圈的匝数为匝以上。

本实用新型实施例与现有技术相比，有益效果在于：通过一对亥姆霍兹共轴线圈，可很好的掌控极化时的电子束，对电子束实现准确的定位，从而可在极化驻极体时获得较多的深阱，并可以使电荷注入驻极体的膜体较深。

附图说明

图1是现有技术中普通的驻极体的极化装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的驻极体的极化装置的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的亥姆霍兹共轴线圈的结构示意图；

图4是亥姆霍兹共轴线圈的磁场分布的一个示意图；

图5是亥姆霍兹共轴线圈的磁场分布的另一个示意图；

图6是亥姆霍兹共轴线圈的磁场分布的又一个示意图；

图7是亥姆霍兹共轴线圈中通电电流的变化示意图；

图8是坐标轴示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型实施例中，通过一对亥姆霍兹共轴线圈，可很好的掌控极化时的电子束，对电子束实现准确的定位，从而可在极化驻极体时获得较多的深阱。

本实用新型实施例提供的实施方案如下：

一种驻极体的极化装置，包括：

以下结合具体实施例对本实用新型的实现进行详细描述：

请参阅图2，本实用新型实施例提供了一种驻极体的极化装置，包括：

依次串联连接的针状电极201、直流高压电源204及金属底座203，针状电极201与金属底座203之间置有一对绕线方向相同、匝数相同、通电电流大小相同、线圈半径相同、两线圈间距大小与线圈半径等同的一对亥姆霍兹共轴线圈205。

通过一对亥姆霍兹共轴线圈205，可很好的掌控极化时的电子束，对电子束实现准确的定位，从而可在极化驻极体时获得较多的深阱，并可以使电荷注入驻极体的膜体较深。

在本实用新型实施例中，上述通电电流以三角脉冲方式变化。

在本实用新型实施例中，极化装置还包括：

与亥姆霍兹共轴线圈205连接的直流供电电源208。

在本实用新型实施例中，亥姆霍兹共轴线圈205的匝数为50匝以上。

在极化时，将待极化的驻极体202置于金属底座203上。在应用中，针状电极201与驻极体202的距离在10mm以上。针状电极201与驻极体202之间的距离根据线圈大小和驻极体202的有效面积而定。

待极化的驻极体202上镀覆有膜体，膜体具体可采用FEP膜、PTFE膜或FEP和PTFE的复合膜。优选采用PTFE膜，在高温下极化时，其电荷的稳定性较好。

在本实用新型实施例中，针状电极201置于亥姆霍兹共轴线圈205中心线O1O2的中轴线上。

在应用中，针状电极201到亥姆霍兹共轴线圈205中心线O1O2的垂直距离在10mm-15mm。

在本实用新型实施例中，该极化装置还包括：

置于金属底座203外围的加热单元。

通过加热单元，当将待极化的驻极体202置于金属底座203上进行极化时，极化充电效果会更好。

其中，加热单元具体可为高温管，当将驻极体202置于金属底座203上进行极化时，高温管的温度可设置为150℃-190℃。当驻极体202极化完毕后，可将极化完毕的驻极体202置于室温下降温。

在本实用新型实施例中，针状电极201和直流高压电源204之间还串联连接有电流计206。

对本实用新型实施例的驻极体的极化装置的原理说明如下：

从电磁学原理我们可知，在电、磁场的共同作用下，电子（电子束）在电场作用下得到加速，而会具有一定的速度v的带电的电子（电子束）入射到均匀磁场B中当电子（电子束）的运动方向与磁场垂直时，受洛伦茨力的作用，电子（电子束）会在垂直于磁场的平面内作圆周运动，其洛伦茨力大小为： F_m=qv×B ，利于掌控电子（电子束），对电子束实现准确的定位，从而有效地应用到驻极体的极化工艺中。在驻极体的极化工艺中，首先要获得一个均匀的磁场。

本实用新型实施例的驻极体的极化装置，采用了一对亥姆霍兹共轴线圈，如图3所示，其绕线方向相同、匝数相同、通电电流I大小相同，线圈半径R相同，两线圈的间距a与线圈半径R相同。

如图4和图5所示，可见亥姆霍兹共轴线圈205间距a不等于线圈半径R时即a>R或者a<R时，亥姆霍兹共轴线圈205中心线O1O2的中轴线OZ上的磁场分布不均匀，如图6所示，当a=R时，中心线O1O2的中轴线OZ上的磁场分布均匀。

当两线圈中的通电电流I变大时，则电子（电子束）在垂直于磁场的平面内作圆周运动的半径就会变小，若该通电电流I是以如图7的方式变化时，则电子（电子束）在垂直于磁场的平面内作圆周运动的半径就会连续变化。

在具体应用中，T取值为0.03S-0.06S，△t取值为0.8S—1.5S；

T优选取值为0.5S，△t优选取值为1S，可使每一片驻极体202上的电位一致性较好，由于驻极的电荷基本上处于深势阱，所以通过该极化装置驻极的电荷稳定性较好。

当通电电流I到达Im后有△t的时间无电流流过，这时，电子（电子束）无洛伦茨力作用，会按照最后作用时的方向、速度继续运动，通过调控时间则可使电子（电子束）垂直向下向驻极体的膜体内驻极，因此可很好的掌控电子（电子束），准确的定出带电的电子（电子束）的位置，从而获得较多的阱深，并可使电荷注入驻极体102的膜体较深。

为了进一步的说明原理，举例说明如下：

将图3所示的亥姆霍兹共轴线圈置于图8所示的与XOY平面平行的平面内。当电子发射后，一进入磁场就会受洛伦次力作用而作圆周运动，由于磁场的方向则会向OY方向、或向YO方向运动。若向YO方向运动则经过π/2角，在该处向下运动，这时励磁电流停止，无洛伦次力作用，电子垂直向下到达xoz平面而进行驻极。若向OY方向运动则经过3/2π角，至另一相对的位置，这时励磁电流停止，无洛伦次力作用，电子垂直向下到达xoz平面的另一处进行驻极。△t：是考虑其作π或2π运转的时间；T：是垂直向下抵达待驻极物体的时间。因此需要控制时间以调整。专利中给出的控制时间计算，是与尺寸、电流、加的高压等有关，另外，在xoz平面上应用输送带，将驻极体定时输送到该线圈正下方进行驻极，便可解决垂直向下电子即使在不同位置处也仍可驻极的问题。

因为根据亥姆霍兹线圈中心线上磁场强度公式为：

B=2.024*(u0NI)/R ，其中u0=1.26*10^(-6) T·m/A .

因电子入射方向v垂直与磁场B，所以洛伦兹力：F1=qv×B；

电子绕圆心圆周运动的向心力：F2=[m*R^(4)*π^(2)]/(T^2)

因为电子做圆周运动，故需要洛伦兹力F1=向心力F2；

所以qvB=[m*R^(4)*π^(2)]/(T^2)；

又因为B=2.024*( u0NI)/R；

所以qv*2.024*( u0NI)/R=[m*R^(4)*π^(2)]/(T^2) ①

又因为E=v/d, F=Eq=ma₁。

所以vq/d=ma₁，所以v=ma₁d/q，代入①得：

a₁d*2.0248* (u0NI)/R=[ R^(4)*π^(2)]/(T^2)

根据S=（a₁t^2）/2,S=0.63,t=0.005,故a₁=0.4

把u0=1.26*10^(-6)，N=50，I=10，R=0.004，d=0.01，a₁=0.4。所以T=（0.00000079/a₁）^(1/2)=45ms。

本实用新型的驻极体的极化装置，通过一对亥姆霍兹共轴线圈，可很好的掌控极化时的电子束，对电子束实现准确的定位，从而可在极化驻极体时获得较多的阱深，并可以使电荷注入驻极体的膜体较深。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种驻极体的极化装置，包括：

依次串联连接的针状电极（201）、直流高压电源（204）及金属底座（203），其特征在于，所述针状电极（201）与金属底座（203）之间置有一对绕线方向相同、匝数相同、通电电流大小相同、线圈半径相同、两线圈间距大小与线圈半径等同的一对亥姆霍兹共轴线圈（205）。

2.如权利要求1所述的极化装置，其特征在于，所述极化装置还包括：

与所述亥姆霍兹共轴线圈（205）连接的直流供电电源（208）。

3.如权利要求2所述的极化装置，其特征在于，所述针状电极（201）置于所述亥姆霍兹共轴线圈（205）中心线的中轴线上。

4.如权利要求1至3中任一项所述的极化装置，其特征在于，所述极化装置还包括：

置于所述金属底座（203）外围的加热单元。

5.如权利要求4所述的极化装置，其特征在于，所述加热单元具体为高温管。

6.如权利要求4所述的极化装置，其特征在于，所述针状电极（201）和所述直流高压电源（204）之间还串联连接有电流计（206）。

7.如权利要求1所述的极化装置，其特征在于，所述亥姆霍兹共轴线圈（205）的匝数为50匝以上。