SE457924B - Akustisk riktningsomvandlare, som innefattar en motelektrod och en elektretfolie - Google Patents

Description

457 924 laren i fig. 1.

Fig, 7 visar en elektretomvandlare som kan användas för att skilja mellan faktiskt luftgap och effektivt luftgap.

Pig, 8, 9 och 10 visar utföringsformer av elektretom- vandlare utförda med varierande faktiskt luftgap.

Pig, 11, 12 och 13 visar utföringsformer av elektretom- vandlare utförda med varierande effektivt luftgap.

Pig, 14 och 15 visr utföringsformer av elektretomvand- lare utförda med varierande tjocklek pà elektretfolien.

Pig. 16, 17 och 18 visar elektrostatiska laddningsför- delningar pà polymerytan av den i fig. 1 visade elektret- folien.

I fig, 1 visas en elektretomvandlare med sina bestånds- delar demonterade. En elektretfolie 10 visas besta av tva skikt: ett övre metallskikt 12 och ett undre skikt 14 av syn- tetisk hartepolymer (såsom FEP TEFLONR). Polymerekiktet 14 är elektrostatiskt uppladdat till ett förutbestämt värde. Vid ett utförande är den elektrostatiska laddningen likformig över den laddade ytan och_uppgar till 10 15 20 25 30 3 457 924 -215 i 3 volt. Merallskikrer 12 av vid detta utförande omkring 2000 Å tjockt, och polymerskiktet omkring 25 pm tjockt. Vid detta utförande är elektretfolíen 21,5 om lång och 2,5 om bred.

Den fria ytan av elektretfoliens 10 polymerskikt 1% .gör direkt kontakt med den ojämna ytan 16 på en selektivt metalliserad motelektrodplatta 18? Selektiv metallisering uppnås genom utfall- ning av ett metallskikt 20 på motelektrodplattans 18 naturligt skrovliga yta 16 så att metallskiktets bredd w varierar längs plat- tans 18 längd i enlighet med relationen w . J1ïJ1/(1-§2.)1/2] m < L ( J = Om l (i-g >1 Jluv; w=K omLslšlgl (2) där J = Besselfunktion av det första slaget ¿_l)1/2 ln [v+( r2-1)l/2] _ = förhållandet mellan huvndlobens amplitudanchrsidlobs- itröskelyärdet i riktningsdíagrammet, såsom kommer att" beskrivas nedan under hänvisning till fig. 5; 1"- '5 Yl-I- n É = normerat distansvärde för en punkt på motelektrodplat- tan med avseende pá plattans mitt; samt L = normerat distansvärde på motelektrodplattan för en' punkt bortom vilken metallskiktets bredd har ett konstant värde K.

Vid konstant laddningstäthet, konstanta luftgap och konstant folie- tjocklek kommer elektretomvandlarens känslighet vid en godtycklig punkt utefter omvandlarens längd att vara direkt proportionell mot bredden av det på plattan 18 belägna metallskiktet 16 vid denna punkt. .

Alternativt är elektretfoliens 10 skikt 12 selektivt metalli- serat så att bredden på metallskiktet varierar utefter foliens 10 längd i överensstämmelse med relationerna (1) och (2). Vid denna utföringsform av uppfinningen har motelektrodplattans 18 metallyta 10 15 20 25 30 35 457 924 - u de riktningsdiagrammet.

För att kortfattat hänvisa till fig. S diagrammet för elektretomvandlaren vid S067 experimentellt innehåller detta riktningsdi och ett flertal sialober az, su, as, se, no ger omkring 30 dB under huvudloben. andra sídlobsmönster. , visas däri riktnings- Hz. Såsom fastställts agram en huvudlob 30 , vilka var och en lig- För andra frekvenser erhålles dvs. sidlobsamplituden, används i enlighet med Qggggåêsàågæpçlëtioner* '<1*)""öëh"'<2)' *fen-_ bestämning av meranskikters rjøeklézçl I fig. 2 visas i planvy motelektrodplattan 18 enligt fig. 1. konstant värde K vid vardera skiktånden.

Hänvisning sker nu åter till fig. 1. ningsdon (visas ej). Pâ_ motsvarande sätt bildar ledningen 25, som står i kontakt med elek¿ tretfoliens 10 metallskikt 12, en neutral förbindelse (eller "jord- förbindelse") med nyssnämnda anslutningsdon. akustiska signaler som träffa till elektriska, för överföri Härigenom kommer de r elektretomvandlaren att omvandlas ng lämpliga signaler.

Stiftet ZH passar i en öppning 26 i ett som stödorgan funge- 10 15 20 25 30 35 40 457 924 5 .o i är lagd över plattan 18 så att dess polymerskikt 14 står i direkt kontakt med plattans 18 metalliserade, skrovliga yta 16. Elektrot- foliens 10 längssídor 27 och 29 pressas medelst inspänningselement H2 och Nu mot stödorganets 28 sidor 41 resp. H3. Ett antal fäst- skruvar 46, H8 håller inspänningselementen QZ, HH på plats. Vidare är brickor 50, 52 och fästskruvar SH, 56 inrättade att hålla elektretfoliens 10 ändar 57, 59 stadigt mot stödorganet 28.

Den hopmonterade elektretomvandlaren kan uppbäras vertikalt genom att man skjuter in änden 57 i en sockel (visas ej). Vid ett annat arrangemang kan elektretomvandlaren vara upphängd från taket i ena eller båda ändarna 57, 59. Enligt ett ytterligare arrangemang kan elektretomvandlaren vara placerad vid en vägg. Vid vart och ett av dessa fall inriktas elektretomvandlaren så att dess huvudlob 30 (fig. 5) sträcker sig mot ett visst målområde. 1 I fig. 3 visas en isometrisk vy av ett parti av den hopmonte- rade elektretomvandlaren. För enkelhets skull används samma hänvis- ningsbeteçkningar som i fig. 1 och.2.

Pig. 4 visar i förstoring kontaktområdet me1lan_elektretfolien 10 och motelektrodplattan 18 enligt fig. 1. Foliens 10 polymerskikt 1% står i direkt kontakt_mgd plattans 18 skrovliga yta 16. Till fölfid"aviytans.16 naturliga skrovlighet; kommer denna att vara för- sedd med ett flertal naturliga âsar eller upphöjningar som står i- direkt kontakt med folien 10 så att resonansrörelser i denna för- hindras. Dylikt förhindrande av resonansrörelser år nödvändigt för att man skall undgå spektraltoppar i omvandlarens frekvenskurva.

Den ojämna ytan 16 ger upphov till det erforderliga luftgapet mel- lan plattan 1e aan folian '1o. ' I fig. 6 visas en annan utföringsform av uppfinningen. Elek- ptretfolien 10, som består av polymerskiktet 1ß och metallskiktet 12, står i direkt kontakt med motelektrodplattan 18, vilken är försedd med en metalliserad, skrovlig yta 16. Metallskiktet 12 står härvid i direkt kontakt med den metalliserade skiktytan 16. Polymerskiktet är elektrostatiskt uppladdat till en förutbestämd spänningsnivå.

En andra folie 66, bestående av ett metallskikt 68 och ett polymerskikt 70, är uppspänd ovanför elektretfolien 10. Två isole- rande ändstopp 62 och SH åstadkommer ett mellanrum mellan den andra foliens 66 polymerskikt 70 och elektretfoliens 10 polymerskíkt 1N.

Två varianter är möjliga därigenom ett man låter bredden variera antingen hos metallskikten 16 och 12 eller hos metallskiktet 68, varvid ifrågavarande variation står i överensstämmelse med rela- '15 '““1 457 924 6 tíonerna!(f) och (2) och varvid de övriga metallskiktens bredd hålles konstant utefter respektive skikts hela längd. I båda fal- len blir det erhållna riktningsdiagrammet i huvudsak detsamma som det tidigare nämnda riktningsdiagrammet 5 ett antal sidlober vid eller under en f jämför fig. 5. , nämligen en huvudlob och örutbestämd tröskelnivâ, Såsom redan nämnts är elektretomvandlarens känslighet vid en viss punkt direkt proportionell mot bredden på det varierande metall- skiktet vid denna punkt. Bredden på elektretomvandlarens varierande 10 metallskikt ges i enlighet med föreliggande uppfinning av de ovan nämnda relationerna (1) och (2). Omvandlarens känslighet nä (x) vid ett visst längdavstånd från omvandlarens mitt ges av relationen _ 47T0Tx)S1eff(:)S(x)w(x) VL' (I) _ POAIEOS-(x) + EslhoT' (3) där nä (x) = elektretomvandlarens känslighet vid avstân det X från omvandlarens mitt; f(x) 4 rymdladdningsfördelningen; Sleff(x) - effektiv luftgapstjocklek (beskrivas utförligare nedan); ' slow = faktiskt lufrgapsrjoekiek (beskrivas utförligare ~' 20 nedan); w(x) = metallskiktbredden enligt ovanstående relationer (1) och (2); po = lufttrycket; A = arean av den plana ytan 16 i fig. 2; 25 E = elektretfoliens dielektríoitetskonstant; So = luftens dielektricítetskonstant; S(x) = elektretfolienš-tjocklek Det ovan nämnda riktningsdiagrammet beräknas teoretiskt ur relationen l j;A(x)eJkxsin6dx me» = i---.---- 1 'un f fß (nu -1 10 15 20 25 30 35 457 924 7 där i 1 = elektretomvandlarens längd från mitten till ena änden; -1 = elektretomvandlarens längd från mitten till den andra änden; nä (x) = elektretomvandlarens känslighet vid avståndet x från omvandlarens mitt; k = akustiska vågtalet; samt R(9) = elektretomvandlarens respons vid vinkeln 9 mellan den infallande akustiska vägen och omvandlarytan.

I fig. 5 visas det faktiskt uppmätta riktningsdiagrammet. med heldragna linjer 30, 32, ... H0. Det motsvarande, medelst re- lation (Q) teoretiskt beräknade riktningsdiagrammet visas med streckade linjer.

Såsom framgår av relation (3) ovan, är elektretomvandlarens känslighet direkt proportionell mot metallskiktets bredd, elektret-' foliens tjocklek, den effektiva luftgapstjockleken och rymdladdf. ningsfördelningen dvs. elektretfoliens elektrostatiska laddning.

Vidare är elektretomvandlarens känslighet dessutom omvänt propor-' tionell mot den faktiska luftgapstjockleken. Genom variation av nyssnämnda parametrar en i taget och i enlighet med relation (1) kan sålunda det önskade, i fig. 5 visade riktningsdiagrammet erhål- las. ' . I I I fig. 7 visas en anordning som är till hjälp för förståelse av de ovan använda uttrycket "faktiskt luftgap" och "effektivt luftgap".

En motelektrodplatta 72.med den likformiga tjockleken t vilar -på en kam 7% utförd i en.cy1inde1~78 med radien ro. Plattans 72 avl stånd från cylinderns bottenyta 80 är hg och den är försedd med ett antal genomgående öppningar 82, vardera med diametern hl. En elak: tretfolie BH med tjocklèken S vilar ovanpå cylindern 78 på ett av- stånd S1 från plattans 72 övre yta. Till följd av elektretfoliens 8M vikt och beroende på de vibrationer som förorsakas av de mot fo- lien infallande ljudvågorna, kommer vissa obetydliga variationer att uppträda i avståndet S1 mellan folien BH och plattan 72.

Det faktiska luftgapet utgöres av luftvolymen 88 mellan elek- tretfolien 8H och plattan 72. Eftersom det, såsom nyss nåmnts,endast uppträder obetydlig deformation av elektretfolien 84, kommer det faktiska luftgapets tjocklek eller djup att vara väsentligen konstant. 10 15 20 25 30 35 457 924 a Det faktiska luftgapet inverkar pä systemets elektriska beteende.

Ju närmare elektretfolien 8H ligger plattan 72, desto större blir den av folien alstrade utsignalen.

Det effektiva luftgapet utgöres av summan av luftvolymen i det bakre hâlrummet 88, luftvolymen i Ö av det faktiska luftgapet 86. eller djup ges av relationen ppningarna 82 och volymen Det effektiva luftgapets tjocklek n hízt h + -____- + S1 (S) 0 4 r 2 o där ho = djupet av luftvolymen i det bakre hålrummet 88; n - antalet öppningar 82; hl = diametern hos varje öppning 82; t - plattans 72 tjocklek; ro = cylinderns 78 radiefl samt S1 = det faktiska luftgapets djup.

Det effektiva luftgapet inverkar pâ elektretomvandlarens me- kaniska beteende.

Ju större det effektiva luftgapet âr, tigare blir elektretfoliens 84 inbuktning för ett och s lande ljudtryck mot folien. stämmande för elektretomvand desto kraf- amma infal- Sâlunda är det effektiva lüftgapet be- larens mekaniska styvhet men saknar~in- flytande på omvandlarens elektriska egenskaper. Även om fig. 7 visar en cylinder 8 merna "faktiskt luftgap" och "effektivt luftgap", gäller samma prin- ciper för den rätlinjiga elekt _retomvandlaren i fig. 1. 8 visas en elektretomvandlare som är utförd så att det 8 för förklaring av ter- från motelektrodplattan QH.

Dessa stift 90 har en höjd hp varierande utefter omvandlarens längd och bestämd av relationerna hp >'1 hp_= cx>'1 <1) där w(x) utgöres av relationen (1) och K av relationen (2).

Känsligheten vid en given punkt utefger elektretomvandlaren är således omvänt proportionell mot stiftens höjd vid denna punkt. 10 15 20 25 30 35 40 457 924 9 Bredvid*vårandra liggande stift, dvs. stift som är likbelägna med avseende på omvandlarens längdutsträckning, har samma höjd. Alter- nativt kan stiften ersättas av kammar, där varje kam har konstant höjd och är placerad tvärledes på motelektrodplattan.

Motelektrodplattan QR är på sin mot elektretfolien 92 vet- tande yta 96 försedd med ett tunt metallskikt över hela sin bredd.

Alternativt består hela motelektrodplattan av metall. Elektretfolien 92 utgöres av ett metallskikt 91 och ett elektro/statiskt laddat polymerskikt 98. Polymerskiktet vetter mot motelektrodplattan. En från elektretfoliens 92 metallyta 91 gående negativ ledare 97 och en från plattans 9H metallyta 96 gående positiv ledare avslutas vid ett anslutningsdon 100. ' Pig. 9 visar i isometrisk vy en del av elektretomvandlaren i fig. 8, speciellt detaljer avseende de på plattan Qu anordnade stiften 90. En del av elektretfolien 92 är bortskuren.

Vid en annan utföringsform av uppfinningen år elektretfoliens sz meranskikr 91 fas: viaimotelekfroaplarrans merailskikr ss så at: de båda metallskikten står i direkt kontakt med varandra. En andra (icke visad) folie är härvid dppspänd ovanför elektretfolien 92; varvid de båda folierna hålles separerade medelst stiften 90.

Pig. 10 visar en ytterligare utföringsform av en elektretom- vandlare med varierande tjocklek på det faktiska luftgapet. Det faktiska luftgapets tjocklek mellan elektretfolien 102 och motelek- trodplattan 104 bringas härvid variera genom att motelektrodplattan 10k ges varierande tjocklek. Däremot har elektretfolien 102 konstant tjocklek utefter hela sin längd. Följaktligen kommer stiftens 108 längd att variera utefter omvandlarlångden. Dessa stift 108 bildar bärorgan för elektretfolien 102. Plattans 104 tjocklek varierar ut- efter omvandlarens längd i enlighet med ovanstående relationer (5) och (7), dvs. omvandlarens känslighet vid en godtycklig punkt är om- vänt proportionell mot plattans 104 tjocklek vid denna punkt.

Motelektrodplattans 1OH yta 110 är överdragen med ett me- tallskikt som sträcker sig över plattans hela bredd. Alternativt består hela motelektrodplattan av metall. Elektretfolien 102 består av två skikt, nämligen ett metallskíkt 101 och ett elektrostatiskt laddat polymerskikt 112. En neutral ledare (eller jordledare) 111 från foliens 102 metallyta 101 och en positiv ledare 113 från plat- tans 100 metallyta 110 avslutas vid ett anslutningsdon 114.

Alternativt kan elektretfoliens 102 metallskikt vara direkt fäst vid plattans 104 metallyta 110 så att de båda metallskikten 10 15 20 25 30 35 HO 457 924 10 står i direkt kontakt med varandra. sad) folie uppspänd ovanför plattan 108.

Härvid är en andra (icke vi- 104 och uppbåres av stiften Vid var och en av de i fig. larna erhålles ett riktningsdiagram i fig. 5 visade. 8-10 visade elektretomvand- i huvudsak likadant som det _ Pig. 11-13 visar tre olika utföringsformer av elektretom- vandlaren där det effektiva luftgapets tjocklek varierar. och en av dessa utföringsformer är en elektretfolie lagd o en motelektrodplatta på liknande sätt som fig. 1 och N.

Vid var vanpâ vid omvandlarna enligt Eftersom uppfinningen i detta fall i huvudsak hänför sig till själva motelektrodplattan, kommer endast denna att be- skrivas.

Hänvisning sker nu speciellt till fig. 11 elektretfolie 121 och en motelektrodplatta 116. direkt på plattans yta 118 tans yta 118 har borrats e men varierande djup. på ytan 118, kommer d sentligen konstant öv , som visar en Folien 121 är lagd , som år naturligt skrovlig. Från plat- tt antal hål 120, vilka har Samma diameter Eftersom elektretfolien 121 är placerad direkt et faktiska luftgapets tjocklek att vara vä? er plattans 116 längd. Med hänvisning till ovanstående relation (5) framgår således att det effektiva luft- gapets tjocklek är direkt proportionell mot hålens 120 djup.

Genom variation av hålens 120 djup ges det effektiva luft- gapets tjocklek av ovanstående relationer (1) och (2). heten :+1 (x) vid en godtycklig punkt utefter omvandlar proportionell mot det effektiva luftgapets tjocklek vid Känslígheten ofi Cx) ges av relation (3). räknas teoretiskt medelst relation (B). riktningsdiagram och det i praktiken upp likadana som de I fig.

Känslig-_ en är direkt denna punkt.

Riktningsdiagrammet be- Detta teoretiskt beräknade mätta är i allt väsentligt i fig. 5 visade Pikfningsdiagrammen 12 visas en elektretfolie 123 och en med ett flertal genomgående öppningar 12k försedd motelektrodplatta 122 lämplig för realisering av en annan alektretomvandlare. meter varierar på sådant sätt att luftvolymen i rekt i enlighet med relationerna (1) och (2), luftgapstjockleken varierar direkt proportione relationer. Öppningarnas dia- hâlen varierar di- dvs. den effektiva llt mot dessa båda 10 15 20 25 30 35 457 924 11 varieras den effektiva luftgapstjockleken direkt i överensstäm- melse med relationerna (1) och (2).

Vid en annan (icke visad) utföringsform av uppfinningen där det effektiva luftgapet varierar utefter elektretomvandlarens längd, är elektretfoliens metallskikt placerat direkt i kontakt med mot- elektrodplattans metallskikt. En andra folie är uppspänd över elek- tretfolien 121, 123 eller 127 och uppbäres härvid av isolerande element, såsom de i fig. 6 visade elementen 62 och GN. Vid tre olika realiseringar av denna utföringsform varieras det effektiva luft- gapet genom att man varierar diametern, tätheten eller djupet av i motelektrodplattan upptagna öppningar på samma sätt som visas i fig. 11, 12 och 13. Alternativt' kan öppningarna i fig. 11-13 ersättas av skåror (visas ej), vilkas vidd, täthet eller djup varierar enligt relationerna (1) och (2). Dessa skåror förlöper parallellt med bred- den på motelektrodplattan.

I fig. 14 fisas en elektretomvandlare innefattande en mot- elektrodplatta 130 med konstant tjocklek och en elektretfolie 132, vars tjocklek varierar direkt i överensstämmelse med relationerna (1) och\12). Elektretfolien 132 utgöres av ett polymerskikt 135 och ett därpå anbragt metallskikt 142. Polymerskiktet 136 uppvisar en plan yta 13N som direkt vilar mot en naturligt skrovlig yta 138 hos plattan 130. Plattytan 138 är överdragen med ett tunt metallskikt. 137. En neutral ledare (eller jordledare) 133 från metallskiktet 1H2 och en positiv ledare 131 från det på plattytan 138 anbragta metallskiktet 137 avslutas vid ett anslutningsdon 166.

Den av relation (3) givna känsligheten rfw (x) hos elektret- omvandlaren i fig. 1H är vid en godtycklig punkt direkt propor- tionell mot elektretfoliens 132 tjocklek i denna punkt. Det med hjälp av relation (H) teoretiskt beräknade riktningsdiagrammet och det uppmätta riktningsdiagrammet överensstämmer i huvudsak med de i fíg. 5 visade riktningsdiagrammen. _ Pig. 15 visar en ytterligare utföringsform av uppfinningen, där elektretfoliens 15% tjocklek varierar enligt relation (1) och (2) utefter längden av omvandlaren. Foliens 15k metallskikt 158 står i direkt kontakt med motelektrodplattans 150 metallyta 152.

Motelektrodplattans 150 tjocklek tb är bestämd av relationerna t = 1 - w(x) (8) t = l - K (9) 10 15 20 25 30 35 457 924 12 Enaandra folie 168 är uppspänd ovanför elektretfolien 15% och uppbäres härvid av isolerande element 162 och 168. Avståndet mellan den andra folien 168 och elektretfoliens polymeryta 156 är i huvudsak konstant över omvandlarens längd och bredd. En neutral elektrisk ledare (eller jordledare) 153 är ra foliens 168 metallyta 167 med de båda i kontakt med va 152. förbunden med den and- , och en positiv ledare 155 är förenad randra stående metallskikten 158 och Ledarna 153 och 155 avslutas vid ett anslutningsdon 166.

Den av relation (3) givna känsligheten rr: (x) hos elektret- omvandlaren i fig. 15 vid en godtycklig punkt utefter omvandlarens längd är direkt proportionell mot elektretfoliens 15k tjocklek i denna punkt. Riktningsdiagrammet överensstä mmer väsentligen med det i fig. 5 visade.

En annan utföringsform av elektretomvandlaren kan realiseras genom att man under användning av kända me statiska laddningen hos elektretfoliens 10 i överensstämmelse med relationerna (1) och (2). Det på motelektrod- plattans 18 skrovliga yta 16 belägna metallskiktet har emellertid konstant bredd över plattans 18 hela längd. I stället för att låta metallskiktets bredd variera kan således polymerskíktets 1% elektro- statiska laddning ges en variation. Alternativt bringas elektret- folien 10 i direkt kontakt med motelektrodplattan 18 fig. 6, varvid en andra folie 66 placeras ovanför el Den av relation (3) givna känsligheten än (x) hos e laren vid en godtycklig punkt pâ denna är härvid dir mot den elektrostatiska laddningen vid denna punkt. riktningsdiagram överensstämmer i huvudsak med det riktníngsdiagrammet. toder varierar den elektro- polymerskikt 1% (fig. ß) , såsom visas i ektretfolien. lektretomvand- ekt proportionell Omvandlarens i fig. 5 visade Såsom nämnts ovan är det känt hur man skall uppladda en elek- tretfolie elektrostatiskt. En dylik känd metod beskrives "Reserach in Polymer Electrets" publicerad av Society of Photogra Second International Conference o (197H). 1 artikeln av G. M. Sessler och J. E. West, phic Scientists and Engineers vid n Electrophotography, sid. 162-166 I fig. 16 visas en elektrostatisk lad lymerytan 1H av den i fig. är jämnt fördelad över ytan tätheten utefter folielängd Härvid är elektretomvandlar dningsfördelning pá po- 1 visade elektretfolíen 10. Laddningen s 1h bredd. Däremot varierar laddnings- en i enlighet med relation (1) och (2). ens känslighet vid en godtycklig punkt KN 10 15 20 25 30 35 13 457 924 direkt proportionell mot foliens elektrostatiska laddning i denna punkt, och såsom framgår av relation (U) är det i fig. 5 visade riktningsdiagrammet beroende av elektretomvandlarens känslighet.

I fig. 17 visas en polymeryta, såsom polymerytan 10 hos den i fig. 1 visade elektretfolien, som är elektrostatiskt uppladdad på alternativt sätt. I likhet med förhållandena vid fig. 16 är den _ elektrostatiska laddningen jämnt fördelad över en vald bredd men varierar utefter polymerytans 1U längd. Bredden på den elektrosta- tiskt uppladdade polymerytan 10 varierar dock utefter foliens längd i enlighet med relationerna (1) och (2). Däremot sammanfal1er.bred- den på den elektrostatiskt uppladdade ytan icke med polymerytans bredd. Det erhållna riktningsdiagrammet är i huvudsak detsamma som tidigare. _ Den under hänvisning till fig. 16 och 17 beskrivna elektro- statiska laddningsfördelningen hänför sig till ytladdningar. I båda dessa fall kan dock samma laddningsfördelning realiseras genom åstadkommande av elektrostatisk laddning till olika djup i polymer- skiktet hos den i fig. 1 visade elektretfolien. Den elektrostatiska laddningen G'vid en godtycklig punkt ges av relationen ' G_ E 60 V _; d (10) d där _ U: = laddningstätheten E = polymerens dielektricitetskonstant Eo = dielektricitetskonstanten hos den omgivande luften Q d = den elektrostatiska-laddningens djup l d = polymerskiktets tjocklek V = elektrostatisk spänning I-l fig. 18 visas ännu en metod att ladda elektretfoliens nämnda polymeryta. Liksom vid fig. 17 varierer - inom ett valt om- råde - en negativ elektrostatisk laddning utefter polymerskiktets längd i enlighet med relationerna (1) och (2). Till skillnad från förhållandena i fig. 17 är dock polymerytans oladdade områden posi- tivt laddade i fig. 18. Effekten av att polymerytan ges både positiv och negativ laddning blir att en skarpt definierad kant bildas mel- lan de båda områdena. Känsligheten vid en viss punkt på omvandlaren blir således mer exakt eftersom den direkt beror av den elektro- I 10 15 20 457 924 Dessutom skall følien ic plattan, utan i stället skall exempelvis genom att man i li išolerande stoppelement 62, 61%

Claims (10)

15 457 924 Patentkrav

1. Akustisk riktningsomvandlare, som innefattar en mot- elektrod och en elektretfolie, k ä n n e t e c k n a d av att elektretfolien (10) har en elektrostatisk laddning som varierar selektivt utmed folielängden symmetrískt kring dess mittpunkt, varvid den minskar utmed foliens längd från mitt- punkten till en punkt utmed foliens längd och ökar därifrån utmed foliens längd enligt ett Förutbestämt samband för att åstadkomma ett riktningsdiagram med en huvudlob i en rikt- ning som sträcker sig mot ett viss målområde med avseende på nämnda elektretfoliemittpunkt och med ett flertal sídlober i andra riktningar, varvid varje sidlob är åtminstone en Förut- bestämd nivå under huvudloben.

2. Ûmvandlare enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att den elektrostatiska leddningens förutbestämda samband definieras av: Jlhvciszal/z] (L-šëfzë »hum °m ”I < L x amLslglgl där J1 = Besselfunktion av det första slaget J = (_1)1/2 Q : 1n [r+(r2-1)?/2] r = amplitudförhållandet mellan huvudloben och sidlobs- tröskelvärdet l/ffl I _ normerat avstånd mellan en punkt på motelektrod- plattan och plattans centrum L = normerat avstånd hos motelektrodplattan bortom vilket den elektrostatiska leddningen har det konstanta värdet K.

3. Umvandlare enligt kravet 1 eller 2, k ä n n e- t e c k n a d av att en yta på motelektrodplattan (18) är Försedd med ett metalliskt överdrag (20). 457 924 ¿ I 16

4. Ümvandlare enligt något av före t e c k n a d metallskikt (12) gående krav, k ä n n e- av att elektretfolien (10) innefattar ett och ett polymerskikt (14), skiktet vetter mot motelektrodplattans metal

5. varvid polymer- lyta (20). Umvandlare enligt kravet 4, k ä n n e t e c k n a d av att den elektrostatiska laddnin merskiktets (14) längd i enlighet tionen.

6. gen är fördelad utefter poly- med den förutbestämda rela- Ûmvandlare enligt kravet 4 eller S, av att den elektrostatiska laddni lig punkt utefter polymerskiktets län skiktets bredd vid denna punkt;

7. k ä n n e t e c k- ngen vid en godtyck- gd är likformig över n a d Dmvandlare enligt kravet 4 eller 5, k ä n n e t e c k- av att den elektrostatiska laddningen vid en godtyck- lig punkt utefter polymerskiktets längd är olikformig över skiktets hela bredd vid denna punkt. n a d

8. Omvandlare enligt något av kraven 4-6, k ä n n e- t e c k n a d av att den elektrostatiska laddningen är densamma vid punkter som ligger på var sin sida om och lika långt från den mittlinje som är merskiktets kortsida. ' väsentligen parallell med poly-

9. Ûmvandlare enligt något av före gående krav, k ä n n e- t e c k n a d av att elektretfolien (10) är fäst vid mot- elektrodplattan (18) så att dess metallskikt (12) vetter mot plattans metallöverdrag (20; samt att en ytterligare folie (66), som innefattar ett polymerskikt (70) och ett metall- skikt (68), är uppspänd över den förstnämnda elektretfolien. (F19 e).

10. Ûmvandlare enligt något av kraven 4-8, k ä n n e- t e c k n a d av att elektretfolien (10) är lagd direkt på motelektrodplattan (18), att ett första område av polymer- skiktet (14) är elektrostatískt negativt laddat och har en bredd som varierar utefter polymerskiktets längd, samt att resten av polymerskíktet âr elektrostatiskt posíti vt laddat.