Всесоюзная патетно-техкп1дь

293280 О П И С А Н И ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ т 5 оеа Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт, свидетельстваИ 1 К Н 01 ъ 7 Заявлено 18 Л 111.1969 ( 1355464/2с присоединением заявкиоритет делам омите зобретеиии и открытиипри Совете МинистровСССР УДК 537.228.1(088.8) Опубликовано 15.1.1971, БюллетеньДатс Опуоликовапи 5 Описйпп 5 18.1 П.197 вторыобретения Е, Артемов, И. Л; Волков, Б. И. Ильин, Н А. П. Савельев и В. ф. Салохинвитель КОСТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЪ С ВНУТРЕННЕЙ ПОЛЯРИЗАЦИЕЙ 2 етешонах,может быть использованоелефонах, громкоговорпте,Изобр 5 ев микроф т чях и т. д.Известны емкостные преобразователи с внутренней поляризацией, состоящие из кор пуса, неподвижного электрода с профилированной формой поверхности, натянутой диафрагмы и верхней прижимной проводящей перфорироваш 5 ой крышки. Диафрагма преобразователей состоит из нескольких слоев 10 предварительно поляризованной тонкой полимерной диэлектрической пленки, Предварительная электростатическая поляризация делает диэлектрическую полимерную пленку электретом, что исключает необходимость 15 приложения внешнего поляризую 5 цего напряжения. Соприкасающисся поверхности централыпях слоев диафрагмы металлизируются, и слой металлизации служит подвижным электродом, 20С целью повышения чувствительности преобразователя, увеличения его статической емкости, расширения частотного диапазона и улучшения стабильности характеристик в предлагаемом преобразователе между под вижпым и неподви 5 кным электродами помещен заполяризоваиный слой пьезоэлектрика, сцепленньш с поверхностью неподвижного электрода, а подвижный электрод, касающийся слоя пьезоэлектрика, выполнен в виде ме таллизировйнного слоя на полимерной плене. На фпг. 1 представлен предлагаемый преобразователь; иа фиг. 2 - взаимное расположение огделыилх компонслггов части приемного элемента преобразователя.Преооразователь состоит из корпуса 1, изолирующей втулки 2, зйпрсссовднной или вклеенной в корпус неподвижного электрода ;5, слоя пьезоэлекгрикд 4, одна поверхность которого сцеплена с повсрхпостью основного ПСПОДВИЖНОГО ЭЛЕКГРОДй, Д ВТОРс 55 СТОРОПД ПРОфИЛИ 1)овсснсс, КйнсЛй д КОМПЕПСаипп ВПСШ- пего атмосферного давления, мскбрйны 6, натянутой с помощью прижимного кольца 7, и винтов 8. Дп;5 ф 15;гмй выполиспй пз топкой мсталлслеской фольги (2 - 5 л ) или из полимерной метдллизировйнной пленки (10 - 50 лсс). М,лая толщипй подвпткпой диафрагмы дает уменьшенное значение се поверхностной плотности, что приводит к увеличешио резонансной частоты иреобрйзовдСлой пьезоэлектрика нанесен нд поверхность основного электрода (толщина слоя порядка 0,5 - 1 лья) одним из известных способов. 11 и)кн 555 пОВСОхпось слоя сцсплш 5 й с поверхност 5 ю неподв;жного электрода, а верхняя часть слоя имеет шероховатую поверхность с классом чистоты 2 - 4. Таким обрдзом, 2932805 10 15 20 25 30 35 40 45 на верхней поверхности слоя образуются впадины и выступы 9, высота неровностей распределена статически. Предварительная электростатическая поляризация слоя, сцепленного с поверхностью неподвижного электрода, создает разность потенциалов остаточной поляризации между основным неподвижным электродом и верхней поверхностью слоя, 1-1 апример, для титаната бария эта разность потенциалов приблизительно равна 5000 - 10000 в/с,я на единицу толщины слоя, в то время как для типичных электретных материалов - 900 в/сл. Следовательно, даже тонкие слои поляризованного пьезоэлектрика дают высокое поляризующее напряжение, которое не зависит от времени и атмосферных условий. Поскольку чувствительность преобразователя пропорциональна поляризующему напряжению, то такая конструкция преобразователя обеспечивает повышенную чувствительность и стабильносгь характеристик.В том случае, если в качестве мембраны применяется метзллпзировапная полимерная пленка, последняя расположена металлпзнрованным слоем (подвижный электрод 10) и профилированной поверхности слоя таким образом, что касается выступов. Лналогично расположение и металлической фольги-диафрагмы, Размеры воздушных полостей 11 между диафрагмой и поверхностью слоя определяют акустический импеданс, а следовательно, верхнюю граничную частоту и чувствительность преобразователя. В данной конструкции можно менять акустический импе- данс, изменяя масштаб шероховатости.В предлагаемой конструкции материал, натяжение и размеры мембраны не влияют на величину вн поляризации, поэтому мембрана может быть достаточно тонкой с малой поверхностной плотностью, что увеличивает верхшою граничную частоту преобразователя. Если подвижная мембрана выполнена из полимерной металлизированпой пленки, то слой полимера 12 слукит также защитой подмембранного объема от воздействия окружающей среды (влаги, пыли и т. д.),в этом случае расширен диапазон применяемых материалов, поскольку отпадает требование электретных свойств мембраны.В силу высокой диэлектрической проницаемости пьезоэлектрического слоя ститическая емкость преобразователя зависит, в основном, только от масштаба шероховатости на поверхности этого слоя и практически не зависит от толщины слоя, Если толщина слоя не более, чем в сто раз превышает масштаб шероховатости, то обеспечивается высокая собственная емкость преобразователя, а значительная толщина слоя 4 (0,5 - 2 л,ц) дает большое внутреннее поляризующее напряжение (250 - 1000 в).Преобразователь работает следующим образом.При воздействии давления па мембрану последняя прогибается в воздушной полости пьезоэлектрического слоя, при этом изменяется расстояние между подвижным электродом : поверхностями воздушной полости, что приводит к изменению емкости между подвижным и неподвилсным электродами.Далее преобразование в электрический сигнал происходит известным способом, за исключением заппгки преобразователя постоянным поляризующпм напряженнем. Предмет изобретения Емкостный преобразователь с внутренней поляризацией, состоящий из корпуса, неподвижного и подвижного электрода и прижимного кольца, отличавшийся тем, что, с целью повышения чувствительности преобразователя, увеличения его статической емкости, расширения частотного диапазона и улучшения стабильности характеристик, между подвижныл и неподвикныл электродами помещен заполярпзованный слой пьезоэлектрика, сцепленный с поверхностью неподвижного электрода, а подвикный электрод, касающийся слоя пьезоэлектрпка, выполнен в виде метал- лизированного слоя на полимерной пленке,оставитель А, Мерма едактор Т Курил ороз ехр Заказ 433/6 Тирани 473 Подписное елам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская наб., д, 45 Сапунова,Типограф здат. М 210ЦНИИПИ Комитета 11,1 рректоры: Л. Корогод и Е. Ласточкин;