Brevet FR2521381A2 — publié le 19830812

FR 2521381 A2 19830812 FR 8202530 A 19820209 La présente invention, comme la demande de brevet principal No. 80 01469, a pour objet un transducteur acoustique comprenant un support creux et une pluralité de films polymères piézoélectriques métallisés fonctionnant en oscillateur. Les transducteurs acoustiques utilisant des e le-- ments piézoélectriques comme oscillateur sont connus dans la littérature. Par exemple les brevets américains No.3 832 580 et No.3 792 204 décrivent des transducteurs utilisant un seul film piézoélectrique, un article de Tamura et al présenté en 1978 a la conférence "Acoustical Society Meeting" à Honolulu décrit une paire de films piézoélectrique tendus a la surface inférieure et supérieure d'un coussin de mousse polyuréthane. Le brevet américain No.3 832 580 décrit l'utilisation d'une pluralité d'éléments piézoélectriques suspendus dans diverses configurations. Pour une tension électrique alternative donnée un transducteur a film piézoélectrique produit typiquement une amplitude sonore plus faible que celle produite, avec le même voltage, par d'autres types de transducteurs tels que les transducteurs électro-dynamiques. Cette sensibilité, en tension, plus faible, peut conduire a une amplitude indésirablement faible pour certaines applications, telles que les récepteurs télEpho- niques, ou la tension de signal est faible. D'autre part, les transducteurs a films piézoélectriques utilisés comme microphones ou transmetteurs produisent pour une pression sonore donnée, une tension de sortie plus faible que d'autres types de transducteurs, tels que les condensateurs électret. Des tensions de sortie si basses nécessitent l'utilisation d'amplificateurs de gains importants dont le coût est relativement élevé L'invention décrite dans la demande de brevet principal remédie à ces inconvénients en augmentant l'ampli tude sonore sans l'utilisation d'un amplificateur électronique. Le transducteur acoustique selon la demande de brevet principal comprend un support creux et une pluralité de films polymères piézoélectriques métallisés fonctionnant en oscillateur montés a leurs périphéries sur le support creux de sorte que leurs périphéries soient séparées et ils sont physiquement reliés au voisinage de leur centre a au moins un film adjacent. Le transducteur ainsi obtenu est simple et d'un prix de revient très avantageux. La présente invention se propose d'augmenter encore plus le niveau du signal de sortie d'un tel transducteur sans diminuer sa fréquence de résonance en étendant la liaison physique entre deux films adjacents plus loin que le voisinage de leurs centres. Le transducteur acoustique selon l'invention est caractérisé par le fait que lesdits films ont la forme de tronc de cône aplati, un tronc de cône étant inversé par rapport à l'autre et que lesdits films sont physiquement reliés aux petites bases de troncs de cône. En reliant physiquement deux films adjacents d'un tel transducteur par une surface s'étendant au delà du voisinage du centre on a obtenu le résultat surprenant et inattendu d'augmenter le niveau du signal de sortie sans pratiquement diminuer la fréquence de résonance du transducteur. Selon une variante conforme à l'invention le transducteur acoustique est conçu pour produire du son et les films sont électriquement connectés en parallèle avec leurs polarités sélectionnées de telle façon que lesdits films se déplacent dans la même direction lorsqu'ils sont excités électriquement. Selon une autre variante conforme à la présente invention le transducteur est conçu pour convertir le son en un signal électrique et les films sont électri quement connectés avec leurs polarités sélectionnées de telle façon que le voltage ou le courant de sortie de chacun desdits films s'ajoute lorsque lesdits films oscillent. Le dessin annexé représente, a titre d'exemple, une exécution de l'invention. La figure 1 est une coupe verticale d'un transducteur acoustique conforme à l'invention. La figure 2 est un schéma électrique dudit transducteur. Dans la figure 1 sont représentées la portion centrale 10 et la partie latérale 12 d'un micro. Les films en forme de troncs de cône aplatis 14 et 16 sont reliés leur petite base par de la colle epoxy 18 ou sont soudés thermiquement et montés à leur périphérie sur un support cylindrique 20 entre des anneaux 22 et 24, 24 et 26 respectivement. Les films 14 et 16 sont constitués de couches 28 en polyfluore de vinylidene ou copolymère polarisé, de 9 microns d'épaisseur qui sont métallisées par une couche 30 d'or d'une épaisseur de 200au. La métallisation s'arrête 1 une petite distance des bords du film et ne recouvre éventuellement pas la partie centrale. Les films sont polarisés pour obtenir un fort coefficiett piézoélectrique dans les deux directions (X et Y) de la surface du film (communément notés d31 et d32) de telle sorte que les films se déforment symétrique ment ce qui améliore efficacement le résultat. Les vecteurs de polarisation 43 des films 14 et 16 sont alignés perpendiculairement aux surfaces des films, et les films sont montés de telle sorte que les deux vecteurs sont de direction opposée. Les films ont 2,5 cm de diamètre et leurs bords 32, 34 sont séparés de 0,1 millimètre. A la figure 2 est représenté le montage électrique en série des films 14 et 16. Pour un niveau de pression sonore donné, la tension de sortie du microphone comportant deux films est pratiquement double de celle d'un microphone comportant un seul film. En vibration, le voltage généré par les deux films s'ajoute en série. Toutes les combinaisons et variantes décrites dans la demande de brevet principal sont applicables à la présente invention. REVENDICATIONS 1. Transducteur acoustique comprenant un support creux et une pluralité de films polymères piézoélectriques métallisés fonctionnant en oscillateur, lesdits films étant montés à leurs périphéries sur le support creux de sorte que leurs périphéries soient séparées et étant physiquement reliés au voisinage de leur centre, caractérisé par le fait que lesdits films ont la forme de tronc de cône aplatis, un tronc de cône étant inversé par rapport a l'autre et que lesdits films sont physiquement reliés aux petites bases des troncs de cône. 2. Transducteur selon la revendication 1, caracté- risé par le fait que les petites bases de tronc de cône sont collées par de l'epoxy adhésive. 3. Transducteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les petites bases de tronc de cône sont soudées par fusion thermique. 4. Transducteur selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il est conçu pour convertir le son en signal électrique et que lesdits films sont électriquement connectés en série avec leurs polarités sélectionnées de telle façon que le voltage de sortie de chacun desdits films s'ajoute lorsque lesdits films oscillent. 5. Transducteur selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé par-e fait qu'il est conçu pour convertir le son en signal électrique et que lesdits films sont électriquement connectés en parallèle avec leurs polarités sélectionnées de telle façon que le courant produit par chacun desdits films s'ajoutant lorsque lesdits films oscillent. 6. Transducteur selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il est conçu pour produire du son et que lesdits films sont électriquement connectés avec leurs polarités sélectionnées de telle façon que lesdits films se déplacent dans la meme direction lorsqu'ils sont excités électriquement. 7. Transducteur selon l'une quelconque des revendications 1 4, caractérisé par le fait que la surface de la petite base de chaque film tronconique est environ le tiers de la surface de la grande base.