NO150888B - Fremgangsmaate for fremstilling av et encelle-protein - Google Patents

Description

Elektro-akustisk transduser.

S. G. BROWN LIMITED,

Watford, Hertfordshire, England.

(Fullmektig: Sivilingeniør cand. jur. Tom Bryn i firma Bryn & Aarflot A/S, Oslo.)

Prioritet krevet fra 7. februar 1963 Storbritannia, nr. 50Jf6/ 63.

Denne.oppfinnelse angar elektro-akustiske omformere eller transdusere og kan

anvendes f. eks. ved transdusere for bruk

som mikrofoner, høyttalere og høretelefo-ner.

Oppfinnelsen omfatter nærmere be-stemt en elektroakustisk tranduser av den

type som har en membran og et elektro-mekanisk transduser bøyeelement, dvs. et

element som blir bøyet om aksen under

påvirkning av et påtrykt elektrisk signal

eller som frembringer et elektrisk signal

som reaksjon på en slik bøyning, hvilket

element er stivt festet bare til en bevegelig

del av membranen slik at når elementet

svinger eller oscillerer på grunn av et påtrykt elektrisk signal, og elementets treghet bevirker at svingningene blir overført

til membranen eller når membranen svinger vil tregheten av elementet bevirke at

dette blir bøyet om befestlgelsespunktet til

membranen for å frembringe et elektrisk

signal.

Elementet kan være et magneto-strik-tivt element eller en elektro-statisk innret-ning, men det er mest hensiktsmessig et

piezo-elektrisk element, og elementet består fortrinnsvis av polarisert keramisk

materiale, f. eks. blyzirconat, eller blytitanat.

Hittil har elektro-akustiske transdusere

av den piezo-elektriske type hatt et piezo-elektrisk element stivt festet til en ramme

eller et chassis og forbundet med en lett

membran på en slik måte at når elektriske

svingninger blir påtrykket det piezo-elektriske element, bringes membranen til å

bevege seg i forhold til rammen. Godheten av en slik transduser er i stor utstrekning avhengig av den måte på hvilken det piezo-elektiiske element er festet mellom membranen og rammen. For å oppnå en meget effektiv virkemåte, må elementets befes-bigelse til rammen utelukke enhver gjen-sidig overføring av mekanisk energi over det aktuelle område av arbeidsfrekvenser. På den annen side må elementets befesti-gelse til membranen tilsikre at den gjen-sidige overføring av mekanisk energi er fullstendig. Videre må befestigelsen av de forskjellige deler ikke medføre mekaniske spenninger i delene.

Ved anordningen ifølge foreliggende oppfinnelse, blir transduserelementet bare ved sitt midtpunkt stivt festet til membranen i dennes midtpunkt, og er således uten noen som helst annen fastholdelse. Membranen kan være montert i en ramme på vanlig måte. Det er således ingen mulig-het for en direkte overføring av mekanisk energi fra elementet til rammen eller om-vendt, bortsett fra gjennom membranen. Dette arrangement muliggjør en meget økonomisk konstruksjon av piezo-elektriske transdusere.

Transduserens bøyeelement består hensiktsmessig av en stang eller plate av et piezo-elektrisk materiale med konstant tverrsnitt i sin lengderetning og som er stivt forbundet med membranen i sitt midtpunkt. Membranen kan være en konisk membran, og i dette tilfelle blir bøyeele-mentet fortrinnsvis festet til konusens topp-punkt.

Hvis en stang eller plate med konstant tverrsnitt i sin lengderetning blir brakt til å oscillere eller svinge om sitt tyngdepunkt i en bøyningsknute, vil stangen eller platen ved fravær av enhver ytre fastholdelse i henhold til Newton's første bevegelseslov, bevege seg slik at det øyeblikkelige tyngdepunkt forblir i ro. Når stangen eller platén . bøyer seg om sitt midtpunkt, vil dens øyeblikkelige tynlgdepunkt svinge på tvers til begge sider for midtpunktet, slik at når det øyeblikkelige tyngdepunkt forblir i ro, vil stangens eller platens midtpunkt svinge med en amplitude som er lik avstanden mellom den ene ytterstiiling av det øyeblikkelige tyngdepunkt under bøyningen av stangen eller platen og dennes midtpunkt. Om nødvendig kan bøyeelementet være mekanisk belastet ved f. eks. å tilføye vekter på endene av et element av stangtypen, slik at det øyeblikkelige tyngdepunkt av den bøyede stang bringes lengere fra midtpunktet av stangen enn uten vektene, hvor-ved amplituden av svingningene eller oscil-lasjonene blir øket.

Når midtpunktet av en stang eller plate er festet til en membran, medfører membranens motstand mot bevegelse en ytre fastholdelse eller bremsning av elementet, slik at det øyeblikkelige tyngdepunkt må akselerere for å bevege membranen. Ved å utføre membranen slik at den yter liten motstand mot bevegelse og ved å gjøre elementet forholdsvis tungt, blir imidlertid bevegelsen av det øyeblikkelige tyngdepunkt holdt på et minimum og svingnings-amplituden for stangens midtpunkt blir en betydelig del av det som er tilfelle uten' noen som helst ytre fastholdelse av stangen.

I det følgende skal en utførelsesform for oppfinnelsen beskrives under henvis-ning til vedlagte tegning på hvilken: .

Fig. 1 er et aksielt snitt gjennom en høyttaler langs linjen 1-1 på fig. 2 og

fig. 2 er et planriss av høyttaleren på fig. 1.

På tegningen er det vist en høyttaler med en membran 1 hvis topp-punkt er stivt festet til en stang 3 av piezo-elektrisk materiale ved hjelp av et klebemiddel 2 be-stående av en epoksy-harpiks. Membranen kan langs sin omkrets være festet til en ramme 11 på vanlig måte. Elektroder 4 på stangen 3 er laget slik at stangen danner et bøyeelement når elektriske signaler blir påtrykket elektrodene, idet stangen bøyer seg i et plan gjennom stangens lengdeakse og gjennom aksen for membranens konus. Vekter 5 som fortrinnsvis kan ha form av silikongummi, er festet til endene av stangen. Stangen 3 er vanligvis laget av blytitanat eller blyzirconat og er symemtrisk om sitt midtpunkt. Fortrinnsvis er den utført med konstant tverrsnitt langs hele sin lengde.

Når elektriske svingninger blir påtrykket elektrodene 4, vil stangen 3 bøye seg langs hele sin lengde, og bøyeaksen går gjennom stangens midtpunkt, dvs. befes-tigelsespunktet til membranen. På grunn av stangens og dens tilhørende vekters treghet, vil bøyningen av stangen bevirke lineær bevegelse av membranen langs aksen av konusen i avhengighet av de elektriske svingninger. Vektene 5 er ikke uomgjenge-lig nødvendige for virkemåten av høyttale-ren, men tjener til å justere følsomheten av høyttaleren til den ønskede frekvens-kurve. Slike vekter modifiserer de mekaniske resonanser i systemet og ved å justere vektene, kan stangen 3 briniges til å være mer følsom for et særlig område av lydfrekvenssvingninger. Systemet kan imidlertid gjøres i det vesentlige periodisk over et bredt frekvensområde. Det vil forståes at slike vekter for å gi mekanisk be-lastning, kan anordnes på mange forskjellige måter, idet vekten 5 av silikongummi er vist på tegningene som et eksempel på bare én konstruksjonstype.

Det skal bemerkes at det piezo-elektriske element 3 bare er festet til membranen 1 og er derfor i høy grad beskyttet mot mekaniske sjokk.

Sjønt det er beskrevet særlig en høyt-taler, vil det lett forståes at denne konstruksjon kan brukes ikke bare for over-føring eller omdannelse av elektriske svingninger eller oscillasjoner til lydbølger, slik som i en høyttaler, men også for å om-danne lydbølger til elektriske signaler, slik som i en mikrofon.

Claims (1)

1. Elektro-akustisk transduser for lav-frekvens-signaler omfattende en membran og et piezo-elektrisk transduserelement festet utelukkende til membranen, hvilket element er forsynt med elektroder på mot-stående flater, karakterisert ved at elementet, som har stripeform og er inn-rettet til å funksjonere ved bøyning, bare ved sitt midtpunkt er stivt festet til midtpunktet på membranen.