ЭЛЕКТРОАКУСТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Российский патент 2018 года по МПК H04R17/00 

Изобретение относится к пьезоэлектрическим электроакустическим преобразователям и может использоваться в качестве источника акустических колебаний с повышенным акустическим давлением, например, в системах звукового оповещения, охранной и пожарной сигнализации, излучателях акустических колебаний дальнего действия и в других целях.

Известен электроакустический преобразователь, содержащий генератор переменного напряжения, цилиндрический корпус (в аналоге не упомянут как несущественный для него признак, показано лишь его основание), соосно расположенные в нем круглый пьезоэлемент (это может быть и пьезоблок, например биморф с двумя пьезоэлементами), скрепленный с выпуклой мембраной над ним, и держатель (RU 2014758 С1 5, H04R 17/00, 15.06.94).

Технический недостаток известного электроакустического преобразователя: обладает недостаточно высоким акустическим давлением излучаемых колебаний вследствие потерь механических колебаний при креплении центральной части пьезоэлемента на корпусе, излучает акустические колебания с шириной диаграммы направленности более 30 гр.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и решаемой задаче является электроакустический преобразователь, содержащий генератор переменного напряжения, цилиндрический корпус, соосно расположенные в нем круглый биморф с двумя пьезоэлементами, скрепленный с выпуклой мембраной над ним и общим плоским кольцевым держателем (RU 71496 U16, H04R 17/00, 10.03.2008).

Технический недостаток известного электроакустического преобразователя: недостаточное акустическое давление, широкая диаграмма направленности излучаемых акустических колебаний, недостаточные коэффициент полезного действия (КПД) и дальность действия, не имеет механической защиты выпуклой мембраны и общего плоского кольцевого держателя от внешних механических воздействий.

Техническая задача: увеличение акустического давления излучаемых колебаний, сужение диаграммы направленности излучения акустических колебаний, повышение КПД, увеличение дальности действия, повышение механической прочности корпуса и защищенности выпуклой мембраны и общего плоского кольцевого держателя от внешних механических воздействий.

Согласно изобретению электроакустический преобразователь, содержащий генератор переменного напряжения, цилиндрический корпус, соосно расположенные в нем круглый биморф с двумя пьезоэлементами, скрепленный с выпуклой мембраной над ним и общим плоским кольцевым держателем, снабжен над выпуклой мембраной акустическим отражательным экраном с периферийными узлами соосного крепления его к цилиндрическому корпусу.

На фиг. 1 показан электроакустический преобразователь, общий вид в диаметральном разрезе А-А согласно фиг. 2.

Электроакустический преобразователь содержит генератор переменного напряжения 1, цилиндрический корпус 2, соосно расположенные в нем круглый биморф 3 с двумя пьезоэлементами, скрепленный с выпуклой мембраной 4 над ним и общим плоским кольцевым держателем 5 (одновременно выполняет функции мембраны), а над выпуклой мембраной 4 - акустический отражательный экран 6 (показан плоский, но может быть вогнутый или в виде конуса) с периферийными узлами соосного крепления 7 (например, лепестками, на фиг. 1 не заштрихованы как крепежные элементы) его к цилиндрическому корпусу 2. В совокупности выпуклая мембрана 4 и акустический отражательный экран 6 образуют круглый рупор, направляющий сфазированные акустические колебания к выходу электроакустического преобразователя.

В исходном состоянии генератор переменного напряжения 1 выключен. Устройство не излучает акустические колебания.

Электроакустический преобразователь работает следующим образом.

От генератора переменного напряжения 1 электрические сигналы поступают к биморфу 3 с двумя пьезоэлементами, который одновременно возбуждает механические колебания на поверхности выпуклой мембраны 4 и общего плоского кольцевого держателя 5. Воздействуя на воздушную среду в акустическом преобразователе, выпуклая мембрана 4 возбуждает в ней акустические колебания, направленные вдоль оси 8. В силу того, что акустические колебания от выпуклой мембраны 4 и плоского кольцевого держателя 5 различны по фазе, их результирующие амплитуды вызывают понижение акустического давления на выходе пьезоэлектрического преобразователя. Этот недостаток устраняет акустический отражательный экран 6, который направляет акустические колебания от выпуклой мембраны 4 в сторону общего плоского кольцевого держателя 5 и тем самым обеспечивается сфазированное взаимодействие акустических колебаний от выпуклой мембраны 4 и общего плоского кольцевого держателя 5, что повышает акустическое давление на выходе преобразователя.

Данное изобретение согласно экспериментальным исследованиям увеличивает акустическое давление на выходе электроакустического преобразования в 2 раза (и даже несколько выше), сужает диаграмму направленности излучения акустических колебаний, повышает КПД, увеличивает дальность действия, повышает механическую прочность корпуса и защищенность выпуклой мембраны и общего плоского кольцевого держателя от внешних механических воздействий.

Таким образом, решена техническая задача: увеличение акустического давления излучаемых колебаний, сужение диаграммы направленности излучения, повышение КПД, увеличение дальности действия, повышение механической прочности корпуса и защищенности выпуклой мембраны и общего плоского кольцевого держателя от внешних механических воздействий.

Изобретение относится к акустике, в частности к пьезоэлектрическим электроакустическим преобразователям. Электроакустический преобразователь содержит генератор переменного напряжения, цилиндрический корпус, соосно расположенные в нем круглый биморф с двумя пьезоэлементами, скрепленный с выпуклой мембраной над ним и общим плоским кольцевым держателем, снабжен над выпуклой мембраной акустическим отражательным экраном с периферийными узлами соосного крепления его к цилиндрическому корпусу. Технический результат – повышение акустического давления в 2 раза, сужение диаграммы направленности излучения акустических колебаний, повышение КПД, увеличение дальности действия. 2 ил.

Электроакустический преобразователь, содержащий генератор переменного напряжения, цилиндрический корпус, соосно расположенные в нем круглый биморф с двумя пьезоэлементами, скрепленный с выпуклой мембраной над ним и общим плоским кольцевым держателем, отличающийся тем, что он снабжен над выпуклой мембраной акустическим отражательным экраном с периферийными узлами соосного крепления его к цилиндрическому корпусу.