ЭЛЕКТРОАКУСТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Полезная модель относится к электроакустической технике, а именно к пьезо-керамическим электроакустическим преобразователям, предназначенным для работы преимущественно в мощных многоэлементных акустических излучателях.
Известен электроакустический преобразователь (патент на полезную модель RU №71496, H04R 17/00), который включает в себя звукоизлучающую диафрагму, имеющую плоскую кольцевую часть и выпуклую центральную часть, биморфный пьезоэлемент и цилиндрический корпус. Биморфный пьезоэлемент закреплен по периферии в основании выпуклой части диафрагмы, а диафрагма по наружной окружности соединена со стенкой цилиндрического корпуса. Недостатком этого технического решения является уязвимость тонкой звукоизлучающей диафрагмы от механических воздействий, а также недостаточный кпд.
Указанные недостатки аналога устранены в техническом решении по электроакустическому преобразователю согласно патенту RU №2647509, H04R, 17/00, который принят в качестве прототипа. Электроакустический преобразователь по данному патенту включает в себя генератор переменного напряжения, излучающую диафрагму с плоской кольцевой частью и выпуклой центральной частью, биморфный пьезоэлемент с двумя пьезокерамическими дисками, цилиндрический корпус и отражательный экран, нависающий над выпуклой частью диафрагмы. Биморфный пьезоэлемент закреплен по периферии в основании выпуклой части диафрагмы, а ее плоская часть по внешней окружности соединена с цилиндрическим корпусом. Отражательный экран соединен с цилиндрическим корпусом перемычками, образуя одновременно кольцевое отверстие для выхода звука. В данной конструкции корпус электроакустического преобразователя помимо создания пространства для размещения генератора выполняет также несущую функцию для излучающей диафрагмы и отражательного акустического экрана.
Недостатком прототипа является сложность конструкции, которая в некоторых областях применения приводит к излишней громоздкости и удорожанию акустических устройств. Одно из этих применений - это многоэлементные акустические излучатели, например фазированные акустические решетки. В этой области применения наличие цилиндрического корпуса и генератора в каждом электроакустическом преобразователе ведет к громоздкости, увеличению массы и удорожанию многоэлементного устройства.
Технический результат настоящей полезной модели заключается в упрощении конструкции электроакустического преобразователя, снижения габаритов и веса.
Технический результат достигается следующим. Электроакустический преобразователь, включает в себя диафрагму с плоской кольцевой и центральной выпуклой частями и биморфный пьезоэлемент с двумя пьезокерамическими дисками, закрепленный по периферии в основании выпуклой части диафрагмы. Диафрагма по своей внешней окружности соединена с основанием выпуклого держателя, в котором выполнено кольцевое отверстие для выхода звука. Кольцевое отверстие состоит из фрагментов, разделенных перемычками, связывающими периферийную и среднюю части выпуклого держателя.
Выпуклый держатель объединяет в себе две функции, которые в прототипе выполняли разные детали. Во-первых, это несущая функция, которую ранее выполнял цилиндрический корпус и, во-вторых, функция акустического отражательного экрана, которую в настоящем техническом решении выполняет средняя часть выпуклого держателя, ограниченная кольцевым отверстием. Благодаря объединению двух функций в одной детали достигается упрощение конструкции электроакустического преобразователя, уменьшение его габаритов и веса.
Для удобства монтажа электроакустических преобразователей в акустических устройствах выпуклый держатель преобразователя может быть снабжен выступами, в которых выполнены монтажные отверстия.
Сущность полезной модели поясняется следующими фигурами графических изображений.
Фиг. 1 - схематическое изображение электроакустического преобразователя. Фиг. 2 - фотоизображение электроакустического преобразователя.
Устройство предлагаемого электроакустического преобразователя схематически представлено на фиг. 1 в вертикальном разрезе по диаметру. Преобразователь состоит из звукоизлучающей диафрагмы 1, биморфного пьезоэлемента 2, и выпуклого держателя 3 с кольцевым отверстием 4. На фиг. 2 представлено фотоизображение верхней и нижней сторон электроакустического преобразователя. На изображении видны элементы, не показанные на фиг. 1, а именно перемычки в кольцевом отверстии и выступы с монтажными отверстиями.
Пример осуществления изобретения иллюстрируется изображениями на фиг. 1 и фиг. 2. В данном примере электроакустический преобразователь состоит из тонкой пластмассовой диафрагмы 1, биморфного пьезоэлемента 2, состоящего из стальной мембраны и двух пьезокерамических дисков, наклеенных на плоскости мембраны. Мембрана по периферии вклеена в основание выпуклой части диафрагмы. К электродам пьезокерамических дисков припаяны проводниковые выводы. Данный сборочный узел по своей внешней окружности закреплен в основании выпуклого держателя 3. Выпуклый держатель выполнен способом литья из пластика и по форме представляет собой сферический сегмент. Держатель снабжен четырьмя монтажными выступами, в которых имеются отверстия для крепления электроакустического преобразователя к акустическому устройству. Кольцевое отверстие 4 выполнено из четырех фрагментов, разделенных перемычками.
Электроакустический преобразователь работает следующим образом. При подаче переменного напряжения на проводниковые выводы преобразователя биморфный пьезоэлемент совершает изгибные колебания относительно некоторой неподвижной окружности. Максимальная амплитуда этих колебаний имеет место в центре и на периферии. Поскольку периферия биморфного пьезоэлемента связана с диафрагмой упомянутым способом, то ее поверхность будет совершать колебания с амплитудой и фазой, как на периферии биморфного пьезоэлемента. В расширяющемся от центра щелевом пространстве между выпуклой частью диафрагмы и нависающей над ней средней частью выпуклого держателя возникают колебания среды, направленные к выходному кольцевому отверстию, откуда происходит эффективное излучение.