强度解调的F-P干涉型光纤传声器

F-P干涉型光纤传声器具有灵敏度高、结构简单、抗电磁干扰等优势,论文针对基于强度解调的F-P干涉型光纤传声器展开研究。采用多光束干涉理论建立了系统光学模型,采用薄板小挠度弯曲理论建立了传声器振膜的声学模型,在此基础上得到传声器灵敏度的表达式。通过理论分析和仿真,得到了敏感单元结构参数对传声器灵敏度和响应频率的影响关系,并对F-P敏感结构的腔长和端面反射率进行了优化设计。应用厚度为3μm的镍膜,研制出光纤传声器样机,测得其灵敏度为268 mV/Pa、频响特性为±3 dB@50 Hz~4 kHz,可应用于恶劣环境下的声音传感。     

设计电容驻极体换能器的新原理

在一般驻极体电容传声器中,它的运动部分(驻极体或电极)与后极板间有一层空气隙。因而,若工作在太大的静压力下,或被检测的信号振幅太大时,就会引起传声器灵敏度改变、输出信号产生非线性失真、甚至损坏传声器。为此,Sessler及West提出了多点支撑膜片的技术,这种技术使传声器能在相当高的声压下工作。对于静压力问题,有人在传声器上开小孔以均衡腔内外压力,但是当传声器工作在电离的及有腐蚀性的气体中,以及在液体中,这种结构不再适用。     

聚丙烯压电驻极体膜的压电和声学性能研究

以多孔聚丙烯(PP)膜为原材料, 通过压缩气体膨化工艺和电晕极化方法成功制备出PP压电驻极体膜, 并研究了该功能膜的压电和声学性能. 结果表明PP压电驻极体膜厚度方向和横向的杨氏模量分别为1.4和480 MPa, 因此压电系数d₃₃比d₃₁和d₃₂高2个量级以上, d₃₃是该类压电膜压电效应的主要性能指标, 而 d₃₁和d₃₂可以忽略不计. PP压电驻极体膜的准静态压电系数d₃₃在15-35 kPa的压强范围内具有良好的线性度. 在2-300 Hz的测试频率范围内, 300 Hz 下的d₃₃是2 Hz下的81%, 这主要是由PP膜的杨氏模量随频率增大而增强引起的. 在100 Hz-100 kHz 的音频和超声波频率范围内, PP压电驻极体膜具有平坦的频响曲线; 在1 kHz下其开路电压灵敏度和压电系数d₃₃分别为0.85 mV/Pa和164 pC/N. 关键词： 聚丙烯压电驻极体 压电效应 声学性能     

中国声学学会会士简介

马大猷：中国科学院院士,中科院声学所研究员。房间声学简正波理论的奠基者之一,提出了简正频率分布定律和房间混响分析的工作方法。开创了我国语言声学的研究工作和驻极体电容传声器的研制工作,建立了电动气流扬声器理论、微穿孔板吸声结构理论、流体动力噪声的压力定律、小孔消声和扩散消声理论、室内声场有源控制理论和非线性驻波理论等。有专著１０部,论文约２００篇。魏荣爵：物理学家,１９１６年９月４日出生于湖南邵阳, １９３７年获南京金陵大学理学士, １９５０年获美国加州大学洛杉矶分校物理学哲学博士。１９５１年回国,…     

我国驻极体研究进展及其有关问题

本文很据我国近年来研究驻极体的情况，介绍一般进展和所遇到的问题．在驻极体材料中，叙述由材料外注入载流子和极性分子材料本身取向极化的两类电荷，介绍聚合物材料和新近开展研究的无机材料与复合材料．这些材料经过适当方法就可以制成驻极体，着重介绍高温栅控电晕注极方法，它是结合材料热处理和控制电荷均匀量值而获得稳定驻极体．为了鉴别驻极体的优劣，也介绍了测量和估算驻极体寿命的设备．文章中还分析宏观象的有关机理．最后根据驻极体主要效应，阐述在微电子学，传感器件和生物医学等方面的应用和前景．     

硅传声器微型化的研究进展

引言电声设备或系统中,电声器件（如传声器、扬声器山、送话器、受话器等）的作用显得特别重要,它们的性能与质量往往会决定电声设备或系统的水平,所以电声器件的研究开发和进展会引起声学界各方面的关注、1999年3月在柏林召开的第25届德国声学DAGA会议上,若干集体报道了把改变传声器标准元件为硅片构件的进展。1历史背景小型驻极体传声器在国外70年代末和80年代初美国、瑞士、荷兰等国就解决了研究这种电声器件的关键设计和制造工艺技术,推出了系列产品并己广泛应用。国内于80年代中期研制小型驻极体传声器,1988年在我国已研制出第…     

稳定的驻极体的制备

本文以实验资料和新近理论为依据,论述了稳定的驻极体的制备。在常温下工作的驻极体最好用聚四氟乙烯(PTFE)或聚全氟乙丙烯(FEP)制作;而长期在高温环境中(80—90℃)工作的驻极体,最好用聚二氯对苯撑二甲基(PDCPX)制作。稳定的驻极体的制备,不管用什么方法,极化后的热处理对其稳定性是必要的。     

静电技术应用专题系列介绍：第三讲 驻极体及其应用

本文介绍了驻极休荷电的机理和种类，荷电情况的描述和测试原理，形成驻极体的几种主要方法及其优缺点等，最后介绍了驻极体在各个领域的应用情况和前景。     

CH型电容传声器

CH-11,12型及CH-13,14型(下简称CH系列)电容传声器是一种精密的声学测量工具,它的原理基于简单共振。显然,在膜片和后极板间组成的“电容器”中,若膜片的张力以及膜片和后极板间距离在环境条件变动很大的情况下,仍能保持不变或变化极为微小,则可以认为这种传声器的性能是稳定的。因此我们对CH-11,12型及CH-13,14型电容传声器的结构从根本上进行了一种新的考虑——把膜片直接电镀(铸)在传声器的外壳上,使膜片与传声器壳体成为牢固的一个整体,这样做的效果是极为显著的,使用的方     

交联聚丙烯压电驻极体的压电性能及振动能量采集研究

以电子束辐照交联聚丙烯(IXPP)泡沫薄板为原材料, 首先利用热压工艺对微观结构进行改性, 然后采用电晕充电方法对样品实施极化处理, 使之具有压电效应, 成为压电驻极体. 通过准静态和动态压电系数d₃₃、复电容谱, 以及等温衰减的测量, 研究了IXPP压电驻极体膜的机电耦合性能; 同时考察了基于IXPP压电驻极体膜的振动能量采集器在{3-3}模式下对环境振动能的俘获. 结果表明, IXPP压电驻极体的准静态压电系数d₃₃可高达620 pC/N; 厚度方向的杨氏模量和品质因数(FOM, d₃₃·g₃₃)分别是0.7 MPa和11.2 GPa^-1; 在50, 70和90℃下进行等温老化, 经过24 h后, IXPP压电驻极体膜的准静态压电系数d₃₃分别降低到初始值的54%, 43%和29%; 采用面积为3.14 cm²的IXPP压电驻极体膜为换能元件, 当振子质量为25.6 g, 振动频率为820 Hz时, 振动能量采集器在匹配负载附近可以输出高达65 μW/g²的功率.     

充电栅压对聚四氟乙烯多孔膜驻极体储电能力的影响

利用室温下栅控恒压电晕充电、热脉冲技术、开路热刺激放电电流谱以及对在充电过程中通过样品电流的监测等方法，系统地研究了充电栅压对具有开放性孔洞结构的聚四氟乙烯（PTFE）多孔膜储电能力的影响，并讨论了导致这类影响的电荷动力学特性和材料的微结构根源 .结果显示，过高的充电栅压会导致沉积电荷密度下降和电荷衰减加剧，不利于这类新结构 功能材料压电活性的提高及其热稳定性的改善.合理的优化充电条件能使负极性充电PTFE多 孔膜驻极体在有机聚合物材料中显示优异的储电能力及电荷稳定性，并改善其作为双极性空 间电荷型压电传 关键词： 聚四氟乙烯 驻极体 储电能力 多孔膜     

聚四氟乙烯多孔薄膜驻极体的电荷储存稳定性

利用在室温和高温下的栅控恒压电晕充电,常温电晕充电后经不同温度老化处理后的表面电位衰减测量,及开路热刺激放电(ThermallyStimulatedDischarge,TSD)研究了正负充电后PTFE(Polytetrafluoroethylene)多孔薄膜驻极体的电荷储存稳定性.PTFE多孔膜,PTFE非多孔膜(TeflonPTFE)和FEP(TetrafluoroethylenehexafluoropropyleneCopolymer)非多孔膜(TeflonFEP)间的电荷储存稳定性的比较研究也已进行.通过等温退极化程序,对上述三种薄膜驻极体的电荷储存寿命(有效时间常数)τ进行了定量估算.结果指出:在有机驻极体材料中,对正负充电后两种极性驻极体样品的PTFE多孔薄膜驻极体均呈现最优异的电荷储存稳定性,尤其是在高温条件下.通过扫描电镜(SEM)对这种新结构的氟聚合物驻极体材料的突出电荷储存能力和结构根源也已初步讨论. 关键词： 聚四氟乙烯 多孔膜 驻极体 电荷稳定性     

面向空耦电声换能器应用的高性能FEP/PTFE复合膜压电驻极体

压电驻极体(也称为铁电驻极体)是一类具有强压电效应的微孔结构驻极体材料,具有柔韧、低密度、低特性声阻抗等特征,是制备柔性空气耦合声电换能器的理想材料.针对器件对高灵敏度和高温工作环境的应用需求,本文报道高性能氟化乙丙烯/聚四氟乙烯(FEP/PTFE)复合膜压电驻极体的制备和性能表征.研究结果表明, FEP/PTFE膜的特性声阻抗为0.02 MRayl (1 Rayl=10 Pa·s/m);在小压强范围内的准静态压电电荷系数d₃₃可高达800 pC/N,且具有良好的压强特性.基于FEP/PTFE复合膜压电驻极体的麦克风的灵敏度最高可达6.4 mV/Pa@1 kHz,远高于文献报道的相同结构的压电驻极体麦克风的灵敏度,且具有平坦的频响曲线.对于直径为20 mm的超声波发射器,当驱动电压V_p为600 V时,样品中轴线上距离器件表面100 mm处, 40—80 kHz频率范围内产生的超声波的声压级为80—90 dB (参考声压为20μPa).基于FEP/PTFE复合膜压电驻极体的声电换能器的热稳定性显著优于聚丙烯(PP)压电驻极体声电换能器:在125...     

有序结构氟聚合物压电驻极体的制备和压电性研究

描述了一种有序微孔结构压电聚合物功能膜的制备方法,利用模板的高度有序实现薄膜微孔结构的精确控制.将此制备方法用于氟聚合物压电驻极体薄膜的制备,通过扫描电子显微镜(SEM)对其微观结构的观察表明薄膜具有理想的有序结构.对氟聚合物压电驻极体压电性的研究则是利用正压电效应测量准静态压电系数d₃₃,通过等温衰减和压强依赖性的测量考察其压电性能.结果表明:有序结构氟聚合物压电驻极体的准静态压电系数d₃₃可高达300 pC/N;与无序结构氟聚合物     

人工调控微结构压电驻极体的热稳定性和电荷动态特性

利用表面带有周期性结构的硬质模板,通过冷压工艺将周期结构图案复制到多孔聚四氟乙烯(PTFE)薄膜表面,再经过热黏合工艺与致密氟化乙丙烯共聚物(FEP)薄膜复合,制备出了高度有序的微孔结构复合膜,并用电晕充电的方法对复合膜进行极化处理,最终获得氟聚合物复合膜压电驻极体.借助对这类复合膜压电驻极体介电谐振谱的测量,得到了材料的杨氏模量.并利用等温热老化工艺对它们的压电系数d33的热稳定性进行了考察.最后通过短路热刺激放电谱的测量和分析,讨论了该复合膜在热老化处理后的电荷动态 关键词： 有序结构 压电驻极体 压电性 电荷动态特性     

极化电压对聚丙烯压电驻极体膜压电性能的影响

压电驻极体是具有压电效应的微孔结构空间电荷驻极体材料,其压电性能与材料的微结构和空间电荷密切相关.本文首先利用压缩气体膨化工艺对聚丙烯(PP)的微结构进行改性,然后利用接触极化方法,研究了极化电压与PP膜空间电荷密度之间的关系,及其对压电性能的影响.结果表明对于极化前厚度为100μm的PP膜,其内部建立有序空间电荷分布的阈值极化电压为2 kV;一旦有序空间电荷建立起来,PP膜即具有压电效应.随着极化电压的提高,PP膜的空间电荷密度逐步增大,压电效应显著增强.当峰值电压为8 kV时,PP膜电极上的电荷密度、准静态压电系数和品质因数FOMv(d33·g33)分别为0.56 mC/m2,379 pC/N和8.6(GPa)-1.PP压电驻极体膜的FOMv比聚偏氟乙烯(PVDF)铁电聚合物膜高2个量级以上,且声阻抗非常低(～0.025 MRayl),因此该压电膜在超声波发射-接收系统或脉冲-回波系统中具有明显的优势.     

多孔聚四氟乙烯/氟代乙烯丙烯共聚物复合驻极体材料的压电效应研究

采用高温熔融和电晕充电方法制备了由聚四氟乙烯/氟代乙烯丙烯共聚物复合而成的空间电荷驻极体压电膜.借助准静态压电系数测量，研究了制备工艺对复合膜压电活性的影响.根据Kacprzyk等提出的复合驻极体膜的压电模型，结合等温表面电位衰减和压电系数衰减测量结果，讨论了驻极体复合膜系统中的压电性产生机制.结果表明，压电效应的大小不仅取决于俘获在材料中的电荷密度的大小，还与被俘获电荷在材料中的存在形式和分布有关. 关键词： 空间电荷驻极体 压电效应 聚合物复合膜     

电晕充电的聚丙烯无纺布空气过滤膜的电荷储存及稳定性

讨论了用作空气过滤材料的聚丙烯（polypropylene，PP）无纺布驻极体的电荷储存能力及 其稳定性. 研究了温度和环境湿度对电荷稳定性的影响，并从材料形貌特征和能阱结构方面 分析了电荷储存对湿度敏感效应的结构根源. 指出热处理工艺（包括常温充电后老化和高温 充电）对电荷稳定性的明显改善. 结果说明PP无纺布驻极体在常温常湿时呈现出很好的电荷 储存寿命，脱阱电荷的输运规律受慢再俘获效应控制. 关键词： 聚丙烯无纺布 驻极体 电荷稳定性 湿度和温度     

会议报道

1987年9月中国声学学会电声学分科学会、电子工业部电声情报网,武汉声学学会在武汉联合召开了学术交流会.大会共收到论文28篇,其中九篇集中讨论了电声器件与整机的接口技术,包括传声器与整机的配接.调音台与功率放大器的连接,民用整机中扬声器的配接等.论文中提出要在功率、灵敏度、电压、阻抗、接地等方面考虑匹配,并且介绍了扬声器系统的动     

有源头靠中一种分布式虚拟传声器优化方法

有源降噪头靠系统中,远程虚拟传声器技术能够解决控制点处与误差传声器处降噪量不匹配的问题。在实际应用中,多通道虚拟传声器技术存在收敛速度慢和运算复杂度高等问题。针对这个问题,本文通过重新设计远程虚拟传声技术的离线优化过程,提出一种分布式远程虚拟传声器技术优化方法。该方法将虚拟次级通路矩阵作对角化限制,同时对观测传递函数矩阵进行联合寻优,以实现一种分布式的更新算法。有源降噪头靠实验结果表明,所提算法能够有效降低远程虚拟传声器技术算法的运算复杂度,并且提升了算法的收敛速度。