АКУСТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ТИПА ДЛЯ РАБОТЫ В УСЛОВИЯХ ПОВЫШЕННОЙ ВЛАЖНОСТИ

Предлагаемая полезная модель относится к области акустических преобразователей электромагнитного типа.
Целевым назначением предлагаемой полезной модели является ее использование в качестве датчика звуковых колебаний в системах приема акустической информации на основе высокоомных волноводов (волноводов с высоким акустическим сопротивлением) в условиях повышенной влажности.
Известен акустический преобразователь электромагнитного типа для работы в системах на основе высокоомных волноводов (регистрационный номер Патента на полезную модель №109295 от 10.10.2011 г.).
Данный преобразователь, обладающий высоким входным акустическим сопротивлением и обеспечивающий высокие электроакустические характеристики при совместной работе с высокоомными волноводами, имеет дифференциальную магнитную систему с внутренними магнитами и совмещенной подвижной системой. Чувствительный элемент преобразователя (диафрагма) одновременно выполняет роль приемника звука и элемента магнитной системы. Диафрагма расположена между двумя полюсными наконечниками, при этом наконечники, обойма, ярмо, магниты образуют две замкнутые магнитные цепи. Принцип действия преобразователя электромагнитного типа основан на возникновении электродвижущей силы в катушке при изменении магнитного потока, протекающего через ее сердечник. Изменение магнитного потока возникает вследствие изменения воздушного зазора в магнитной цепи между диафрагмой, изготовленной из магнитного материала, и полюсным наконечником. Этот зазор изменяется при колебаниях диафрагмы под воздействием на нее звукового давления и изменяет магнитный поток, создаваемый магнитами.
Целью предлагаемого технического решения являлось создание электромагнитного акустического преобразователя, предназначенного для работы в условиях повышенной влажности (до 100% при температуре воздуха 35°C).
Технический результат от использования предлагаемой полезной модели заключается в реализации электромагнитного преобразователя, обладающего устойчивыми электроакустическими характеристиками в условиях повышенной влажности по сравнению с прототипом за счет конструктивного исполнения корпуса и задней крышки, предусматривающего наличие металлостеклянных изоляторов для затруднения попадания влаги внутрь прибора и герметизации всех соединений.
В результате реализации данных технических решений габаритные размеры акустического преобразователя составили: наружный диаметр - 9,8 мм, длина - 45 мм (без учета длины кабеля).
3
Конструкция акустического преобразователя изображена на фиг.1. Основу изделия составляет электромагнитный капсюль дифференциального типа с внутренними магнитами (1) и диафрагмой (2), выполняющей одновременно роль приемника звукового давления и элемента магнитной системы. Диафрагма диаметром 5,6 мм, толщиной 0,02 мм выполнена из материала с высокой магнитной проницаемостью и снабжена кольцевым гофром. Наддиафрагменный объем составляет 10 мм.
Капсюль изделия представляет собой симметричную конструкцию относительно диафрагмы, закрепленной между двумя обоймами (3). В обоймах размещены магнитные узлы. Каждый магнитный узел содержит магнит (1), ярмо (4) с подстроечником (5), полюсный наконечник (6), катушку (7) и контактную плату (8).
В отверстие полюсного наконечника переднего магнитного узла вклеена трубка (9) внутренним диаметром 1,4 мм. Требуемая величина наддиафрагменного объема достигается заливкой магнитного узла герметиком КЭН-3с (10).
Плата заднего магнитного узла снабжена контактными штырьками (11), к которым подпаяны провода монтажного провода (12). Передний и задний магнитные узлы помещены в корпус капсюля (13). Капсюль помещается в корпус изделия, состоящий из входного патрубка (14), трубки (15), втулки (16) и изоляторов с металлостеклянными выводами (17). К выводам изоляторов (17) подпаивается кабель МСЭФП (18). Соединение кабеля и задней втулки дополнительно защищено от попадания влаги с внешней стороны трубкой Радпласт Т-2 5x2,5 (21) с подслоем из клея ГИПК 14-16, с внутренней стороны заливкой компаундом КГМ-2 (19). Герметизация заднего блока изделия также осуществляется при помощи лазерной сварки задней крышки (20) к втулке (15).
Таким образом, защита корпуса и выходного кабеля от влаги осуществляется за счет использования:
- влагозащитного кабеля МСЭФП 2×0,08;
- изоляторов с металлостеклянными выводами;
- компаунда КГМ-2;
- трубки Радпласт Т-2 5x2,5 с подслоем из клея ГИПК 14-16;
- лазерной сварки корпуса и задней крышки.
Суммарная длина канала, образованного трубкой (9) и патрубком (14), составляет 12 мм.
Для защиты входного патрубка от инородных тел его входное акустическое отверстие перекрыто сеткой (21).
Детали преобразователя изготавливаются из следующих материалов: магнит (1)-сплав Альнико АМТС 5.2.1 ТУ; диафрагма (2), обойма (3)-пермаллой 79НМ ГОСТ 10160-75; ярмо (4), подстроечник (5), полюсный наконечник (6), корпус капсюля (13), крышка капсюля (16) - пермаллой 50Н ГОСТ 10160-75, плата (8) - стеклотекстолит СТАП-1-5-0,5 ТУ 87.И.79.0102.001; трубка (9), задняя крышка (17), сетка (21), патрубок (21) - нержавеющая сталь 12×18Н10Т-В ГОСТ 14162-79; монтажный провод (12) - провод МП 16-11 0,05 ТУ 16-505.759-81, выходной кабель (18) - МСЭФП 2×0,08 ТУ ОХТ 505.418-87; корпус (14, 15, 16) - 12×18Н9-6-Т ГОСТ 5949-75.
Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемое устройство может быть использовано в качестве датчика звуковых колебаний в системах приема акустической информации в условиях повышенной влажности. Предлагаемый акустический преобразователь при работе с волноводом диаметром 4 мм обеспечивает в полосе частот 200-6300 Гц следующие электроакустические характеристики:
- характеристическая чувствительность не менее 250 мкВ/Па;
- неравномерность амплитудно-частотной характеристики чувствительности не более 32 дБ.