DE2160176A1 - Akustischer Wandler unter Verwendung einer piezoelektrischen Polyvinylidenfluoridharzfolie als Oszillator - Google Patents

Akustischer Wandler unter Verwendung einer piezoelektrischen Polyvinylidenfluoridharzfolie als Oszillator

Info

Publication number
DE2160176A1
DE2160176A1 DE19712160176 DE2160176A DE2160176A1 DE 2160176 A1 DE2160176 A1 DE 2160176A1 DE 19712160176 DE19712160176 DE 19712160176 DE 2160176 A DE2160176 A DE 2160176A DE 2160176 A1 DE2160176 A1 DE 2160176A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electret
fluoride resin
acoustic transducer
oscillator
piezoelectric
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19712160176
Other languages
English (en)
Other versions
DE2160176C3 (de
DE2160176B2 (de
Inventor
Naohiro; Oikawa Takao; Iwaki Fukushima Murayama (Japan)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kureha Corp
Original Assignee
Kureha Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kureha Corp filed Critical Kureha Corp
Publication of DE2160176A1 publication Critical patent/DE2160176A1/de
Publication of DE2160176B2 publication Critical patent/DE2160176B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2160176C3 publication Critical patent/DE2160176C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R17/00Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers
    • H04R17/005Piezoelectric transducers; Electrostrictive transducers using a piezoelectric polymer
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G7/00Capacitors in which the capacitance is varied by non-mechanical means; Processes of their manufacture
    • H01G7/02Electrets, i.e. having a permanently-polarised dielectric
    • H01G7/021Electrets, i.e. having a permanently-polarised dielectric having an organic dielectric
    • H01G7/023Electrets, i.e. having a permanently-polarised dielectric having an organic dielectric of macromolecular compounds
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R19/00Electrostatic transducers
    • H04R19/01Electrostatic transducers characterised by the use of electrets
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/80Constructional details
    • H10N30/85Piezoelectric or electrostrictive active materials
    • H10N30/857Macromolecular compositions
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S310/00Electrical generator or motor structure
    • Y10S310/80Piezoelectric polymers, e.g. PVDF

Description

Akustischer Wandler unter Verwendung einer piezoelektrischen Polyvinylidenfluoridharzfolie als Oszillator.
Die Erfindung befaßt sich mit:einem elektroakustischen Wandler vom elektrostatischen Typ unter Anwendung des piezoelektrischen Effektes eines Polyvinylidenfluoridharzes.
Der erfindungsgemäße elektroakustische Wandler vom elektrostatischen Typ mit ausgezeichneten akustischen Eigenschaften ist aus einer Elektret-Folie eines PoIyvinylidenfluoridharzes mit elektrisch leitenden Schichten auf gegenüberstehenden !Flächen der Folie aufgebaut.
Als Lautsprecher vom elektrostatischen Typ wurden bisher ein einzelner Oszillator oder ein Push-Pull-Osaillator, der aua einer Kunststoffolie mit darauf im Vakuum durch Verdampfung aufgezogenen leitenden Filmen eines
209834/0595
Metalles oder von Kohlenstoff aufgebaut ist, in Lautkompassen oder diatonischen Tonleitern (loud compass or gamut) verwendet. Diese Arten von Oszillatoren erfordern "beträchtlich höhere Gleichstromspaiinungen im Vergleich zu einer Signal-Wechselstromspannung und falls keine derartig hohe G-Ieichstromspannung angelegt wird, verliert der Oszillator seine Punktion beispielsweise als lautsprecher. Auch werden eine Gleichstromspannungsquelle eines Verstärkers als Gleichstrbmvorschaltspannung für den Oszillator verwendet, jedoch ist dieses System hinsichtlich des Aufbaus des Schaltkreises mühsam. Obwohl derartige Oszillatoren verschiedene Vorteile besitzen, ist deshalb die Anwendung derselben als Oszillatoren für Lautsprecher vom elektrostatischen Typ begrenzt.
Piezoelektrische Materialien sind als akustische Wandler vom elektrostatischen Typ ohne die Notwendigkeit einer derartigen Vorspannung bekannt, jedoch sind, da die piezoelektrischen Eigenschaften sich mit der Umwandlung zwischen einem elektrischen System und einem mechanischen System befassen, spezifische Ebenen entsprechend den Eigenschaften jedes piezoelektrischen Materials und dem Zweck der Anwendung dieses piezoelektrischen Materials erforderlich.
Als akustische Wandler unter Anwendung einer piezoelektrischen Polymerfolie ist ein akustischer Wandler bekannt, welcher durch Krümmung einer quadrilateralen Folie des piezoelektrischen Polymeren entlang einer diagonalen Linie, wobei die Richtung der gegenüberstehenden Seiten parallel zur Richtung der Orientierung des Moleküles ist, Fixierung der beiden Enden der diagonalen Linie mittels eines sehr festen Materials, Halterung des TJmfanges der quadrilateralen Folie mit Ausnahme der beiden Enden der diagonalen Linie oder lediglich der beiden Enden einer wei-
209834/059
teren diagonalen Linie des Filmes mittels eines elastischen Materials und Anbringung von Elektroden an den gegenüberstehenden Flächen der Folie hergestellt wurde.
Aufgrund der piezoelektrischen Eigenschaften des in dem bekannten akustischen Wandler verwendeten piezoelektrischen Folienmaterial wird angenommen, daß diese piezoelektrische Folie ein biologisches Material von hohem Molekulargewicht, beispielsweise ein Polypeptid, wie Polymethylglutamat, Kollagen und dergleichen ist, jedoch zeigt dieses piezoelektrische Material den Fehler, daß die piezoelektrischen Eigenschaften desselben schwach sind, spezifische Ebenen, wie vorstehend angegeben, erforderlich sind, um einen akustischen Wandler aus diesem Material zu fertigen, und auch eine ausreichende Orientierung oder Kompassrichtung (compass) nicht erhalten wird, selbst wenn derartige spezifische Ebenen angewandt werden. Weiterhin ist es schwierig, aufgrund dieser spezifischen Ebenen, für die Praxis geeignete akustische Eigenschaften zu erhalten.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht deshalb in einem Geräusch-Elektrizitäts- und Elektrizitäts-Geräusch-Wandler, der ausgezeichnete akustische Eigenschaften besitzt, die sich von denjenigen der üblichen unterscheiden, und der nach einem sehr einfachen Verfahren hergestellt werden kann und einen großen Gebrauchswert besitzt,unter Anwendung eines Electrets aus einer Vinylidenfluoridharzfolie als Vibrator oder Oszillator.
Bei den akustischen Wandlern vom elektrostatischen Typ gemäß der Erfindung werden die vorstehenden Fehler überwunden, da keine Yorspannungsspannung erfindungsgemäß notwendig ist und auch ein ausgezeichneter Geräuschdruck und ausgezeichnete akustische Eigenschaften erhalten werden, wenn der piezoelektrische Film der Vinylidenfluoridfolie verwendet wird.
209834/0595
Zu den Vinylidenfluoridharzen gemäß der Erfindung gehört Polyvinylidenfluorid und Copolymere von Vinylidenfluoridmonomeren und mindestens einem weiteren Monomeren.
Fach der Erfindung ergibt sich somit ein akustischer Umwandler, der aus einem aus einer Vinylidenfluoridharzfolie gebildeten Elektret aufgebaut ist, wobei der gesamte Umfang der Folie in einer definierten Form fixiert ist, und auf gegenüberstehenden Flächen desselben Elektroden von definierter Form angebracht sind, wobei die Elektroden als Endstellen einen Geräusch-Elektrizitäts-Stromkreis bilden.
Die piezoelektrische Folie des Yinylidenfluoridharzes wird erhalten, indem ein Elektret aus dem Yinylidenfluoridharz gebildet wird, wobei das Material eine hohe piezoelektrische Konstante besitzt.
Das Elektret aus dem Yinylidenfluoridharz wird durch Anlegung eines Gleichstrompotentials in Richtung der Stärke der Vinylidenfluoridfolie an die Folie erhalten, wobei zunächst d*ie Folie erhitzt und dann die Folie auf Raumtemperatur abgekühlt wird, während das Gleichstrompotential angelegt ist. Beispielsweise hat ein unter der Bedingung •von 150° Temperatur und 300 kv/cm Gleichstromspannung aus einer durch Pressen eines Polyvinylidenfluoridpulvers erhaltenen Folie hergestelltes Elektret eine piezoelektrische
-8
Konstante von 3 χ 10 c.g.s., e.s.u. In Anbetracht dessen, daß die Folie nicht orientiert ist oder keine Anisotropie besitzt, kann das auf diese Weise erhaltene Elektret ausreichend für die Zwecke der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Elektrets mit ausgezeichneten piezoelektrischen Eigenschaften können aus Vinylidenfluoridcopolymeren hergestellt werden. Beispielsweise hat ein unter der Bedingung von 1350O und 230 kv/cm Gleichstromspannung aus einem durch Pressen
209834/0595
eines Pulvers aus einem Copolymeren von Yinylidenfluorid und Tetrafluoräthylen (80:20) erhaltenen Polie hergestell-
—7 tes Elektret eine piezoelektrische Konstante von 4x10' e.g.s., e.s.u. In der Zeichnung stellt
Pig. 1 eine Ansicht des in einem Elektret aus einem nicht orientierten Polyvinylidenfluoridharzfilm ausgebildeten piezoelektrischen Effektes,
Pig. 2 eine Ansicht des Prinzips eines akustischen Wandlers unter Anwendung des in Pig. 1 gezeigten piezoelektrischen Effektes, wobei die verformten Zustände der Polie in punktierten linien angedeutet sind,
Pig. 3 einen Querschnitt eines Kopfhörers unter Anwendung I des Elektrets des Vinylfluoridharzfxlmes als Oszillator gemäß der Erfindung und
Pig. 4 eine schematische Ansicht, die eine Einrichtung zum Testen der Eigenschaften des Kopfhprers mit der in Pig. 3 gezeigten Struktur,
Wie in Pig. 1 der Zeichnung dargestellt, bestehen die in bemerkenswerter Weise in dem Elektret aus der Vinylidenfluoridharzfolie ausgebildeten piezoelektrischen Eigenschaften darin, daß die Verformungsrichtung der Elektretfolie senkrecht zur Richtung der Stärke ist und die Richtung des gebildeten elektrischen Stromes parallel zur Richtung der ™ Stärke der Polie ist und dabei keine Anisotropie der PiImebene vorliegt. Aus Pig. 1 ergibt sich auch, daß wenn eine Wechselstromspannung an die Polie in Richtung der Stärke angelegt wird, die Polie in Richtung der Pfeile verformt wird. Wenn somit die Elektretfolie an den gegenüberstehenden Seiten derselben mit einer geeigneten Krümmung fixiert wird und eine Wechselstromspannung an die Polie in Richtung ihrer Stärke zur Ausbildung der vorstehend angegebenen Verformung
209834/0595
angelegt wird, vibriert die Folie, wie durch die punktierten linien in Pig. 2 gezeigt, was einen Elektrizitäts-Klang- Umwandler ergibt. . „
Falls andererseits eine Klangwelle an die Folie in Richtung des in Fig. 2 gezeigten Pfeiles angelegt wird und die durch den piezoelektrischen Effekt gebildete Wechsels tromspannung abgenommen wird, stellt das System einen Klang-Elektrizitäts-Umwandler dar.
Somit können akustische Wandler gemäß der Erfindung unter Anwendung der Elektretfolie aus dem Vinylidenfluoridharz als Vibrator oder Oszillator gemacht werden, indem der gesamte Umfang der Elektretfolie in der gleichen Weise wie vorstehend angegeben, fixiert wird, so daß die Struktur des ak.ustischen Umwandlers gemäß der Erfindung sehr einfach ist.
In den üblichen akustischen Umwandlern unter. Anwendung - eines Polypeptides oder eines biologischen Polymeren als Vibrator oder Oszillator wird üblicherweise Polymethylglutamat als Vibrator verwendet. Der in Polymethylglutamat ausgebildete piezoelektrische Effekt ist jedoch eine Scherung, die in der Ebene senkrecht zur Richtung der Anwendung der Wechselstromspannung gebildet wird, und wenn der Winkel zwischen der Richtung der Orientierung und der Richtung der Beanspruchung 45° beträgt, wird die effektivste Umwandlungswirksamkeit erhalten. Wenn deshalb ein derartiges Material als Vibrator oder Oszillator für einen akustischen Umwandler verwendet wird, sind die vorstehend angegebenen spezifischen Strukturen erforderlich. Es ist infolgedessen unmöglich, die notwendige Vibration der Folie für einen akustischen Wandler zu erzeugen,· wenn der gesamte Umfang der Folie fixiert ist, wie es erfindungsgemäß der Fall ist. Die Elektretfolie aus dem Vinylidenfluorxdharz und die akustischen Umwandler gemäß der Erfindung unter Anwendung einer derartigen Elektretfolie unterscheiden sich völlig von den üblichen, was ein sehr wesentliches Merkmal der Erfindung ist.
209834/0595
Wenn nämlich ein Gleichstromfeld an das Elektret aus der nicht orientierten Vinylidenfluoridharzfolie angelegt wird, ist die Richtung der ausgebildeten Verformung isotrop in der Ebene und wenn deshalb der gesamte Umfang der 3?olie einheitlich gehalten oder fixiert wird, wird keine Schrumpfung als Begrenzung der Bewegung der Folie durch die Dehnung ausgebildet, wenn sich der PiIm in einer Richtung verlängert. Gemäß der Erfindung kann somit.der akustische Wandler erhalten werden, indem einheitlich der gesamte Umfang der Polie fixiert wird.
In einem Elektret aus einem orientierten Vinylidenfluoridharzfilm ist die Richtung der Verformung maximal in Richtung der Orientierung, jedoch erfolgt eine Verformung auch in Richtung senkrecht zur Orientierungsrichtung, so daß der orientierte Yinylidenfluoridharzfilm hinsichtlich der Ehasen der beiden Verformungen ebenso ist wie der nicht orientierte Yinylidenfluoridharzfilm.' _ Wenn somit ein Elektret aus einer Yinylidenfluorid-'harzfolie, deren Molekularketten durch Streckung orientiert sind, gebildet wird, sind die in der Elektretfolie überwiegend ausgebildeten piezoelektrischen Eigenschaften an isotrop in der Ebene der Polie, d. h. wenn die Richtung der An legung eines Wechselstromes senkrecht zur Ebene der Polie ist, ist die Richtung der Verformung der Polie aufgrund des piezoelektrischen Effektes hauptsächlich parallel zur Richtung der Orientierung.
Jedoch ist die erhaltene piezoelektrische Konstante, die durch die Bestimmung der an der Oberfläche der Polie ausgebildeten Polarisierung ermittelt wird, wenn eine Spannung in Richtung der Orientierung der Polie angelegt wird, sehr groß. Wenn beispielsweise ein Elektret durch Anlegung einer Gleichstromspannung von 700 kv/cm bei 900C während einer Stunde an eine Yinylidenfluoridharzfolie auf das 2,3-fache bei 250C mono-achsial gestreckt wurde und dann
209834/0595
die Temperatur auf Raumtemperatur in diesem Zustand verringert wurde, erreichte die piezoelektrische Konstante des Elektrets einen Wert von 10*" e.g.s,, e.s.u., was weit höher ist als bei einem-Elektret aus einer nicht gestreckten Vinylidenfluoridharzfolie. . '
Auch wenn ein Elektret aus einer gestreckten Vinylidenfluoridharzfolie selbst bei ziemlich niedriger Temperatur und Spannung hergestellt wird, zeigt es eine ziemlich gute piezoelektrische Konstante. Beispielsweise beträgt die piezoelektrische Konstante eines Elektrets, das unter Bedingungen von 5O0C und 300 kv/cm hergestellt wurde, 3 x 1o~' e.g.s., e.s.u.
Wenn somit ein Wechselstromfeld an die gegenüberstehenden Oberflächen eines Elektrets, das aus einer orientierten oder gestreckten Vinylidenfluoridharzfolie hergestellt wurde, angelegt wird, erfolgt die Verformung in einer Richtung parallel zur Richtung der Orientierung sowie in einer Richtung senkrecht zur Richtung der Orientierung und die Phase der ersteren ist die gleiche wie die Phase der letzteren.
Wenn somit ein Elektret aus einem orientierten Vinylidenfluoridharzfilm als Vibrator oder Oszillator verwendet wix'd, wird ein ausgezeichneter akustischer Wandler wie der vorstehende akustische Wandler, welcher durch Anwendung eines Elektrets aus der nicht orientierten Vinylidenfluoridharzfolie erhalten wurde, durch Fixierung des Vibrators mit geeigneter Vorsicht bei der Planung erhalten.
Bei den auf den vorstehenden Prinzipien aufgebauten akustischen Wandlern können Form der Elektrode und Form des Vibrators oder Oszillators in der gewünschten Weise gewählt werden. Bei den üblichen akustischen Wandlern ist die Form der Vibratoren oder Oszillatoren nämlich allgemein eine Scheibenform aufgrund der komplizierten Struktur derselben
209834/0595
oder eine Ellipsenform in spezifischen Fällen zur Verbesserung der Eigenschaften bei einer niedrigen Orientierung oder Ansprechung oder im seltenen Fall eines üblichen akustischen Wandlers wird eine spezifische Form von Vibrator oder Oszillator angewandt, obwohl die Struktur der Vorrichtung relativ einfach sein kann. Hingegen können "bei den akustischen Wandlern gemäß der Erfindung sämtliche gewünschten Formen von Vibrator oder Oszillator, wie Scheiben, Ellipsen, Polygone sowie komplizierte Formen eingesetzt werden. Wenn z. B. der Vibrator in einer Form eines Resonanzkastens eines Streichmusikinstrumentes verwendet wird, können die akustischen Eigenschaften des akustischen Bmwandlers verbessert werden und die Stärke des akustischen TTmwandlers auf 10 mm verringert werden.
Wenn weiterhin.ein zylindrischer Vibrator oder Oszillator, der an den oberen und unteren Enden durch scheibenförmig« Fixierbauteile fixiert ist, oder ein kugelförmiger Vibrator oder Oszillator, der am unteren Teil fixiert ist, verwendet werden, können akustische Wandler erhalten werden, die keine Richtwirkung zeigen. Die akustischen Wandler gemäß der Erfindung können auch als Erreger für Telefonlautsprecher verwendet werden und weiterhin können die akustischen Wandler mit der gleichen Struktur auch als Kopfhörer verwendet werden. . ··
Wie vorstehend ausgeführt, kann ein umkehrbarer Wandler zwischen einem elektrischen System und einem Klangsy stein erhalten werden, wenn die Enden „des aus der Vinylid@nfluoridharsfolie gefertigten Elektrets fixiert werden und die Struktur des dabei erhaltenen Wandlers ist sehr einfach im Vergleich zu den üblxohen Mikrophonen, I&uts^reohern und dergleichen, se daß die erfindungsgsaiäSeii Gegenstände sehr ©in™ faoh und mit niedrigen Kosten hergestellt werden kennen»
209834/0595-
Die Gleichstromsignale für die akustischen.Wandler gemäß der Erfindung können direkt aus dem Anodenstromkreis der Leistungsröhre eines Verstärkers geliefert werden oder können durch einen anderen Output-Transformer an die Sekundärseite des Haupt-Output-Transformers geliefert werden.
Die Merkmale der Erfindung lassen sich am deutlichsten .im Fall der Anwendung eines Elektrets aus einer Vinylidenfluoridharzfolie ohne Anisotropie zeigen und darstellen, jedoch sind auch'Im Fall eines Elektrets aus einer anisotropen Vinylidenfluoridharzfolie die piezoelektrischen Eigenschaften derselben grundsätzlich die gleichen wie im vorstehenden EaIl bzw. unterscheiden sich im letzteren Fall die piezoelektrischen Eigenschaften lediglich in den Richtungen der TiImebene und deshalb kann durch geeignete Planung des Aufbaus des akustischen Wandlers /praktisch der gleiche E-ffekt wie im ersteren Pail erhalten werden«
Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung, ohne sie zu begrenzen«
Beispiel 1
Ein Pulver von Polyvinylidenfluorid wurde zu einem Bogen mit einer Stärke von 0,1 imn mittels einer Düse vom T-Typ verarbeitet und die gegenüberstehenden Oberflächen des Bbgens im Vakuum mit Aluminium überzogen. Die im Vakuum überzogenen Teile dienen als Elektroden zur Herstellung des Elektrets und auch als Elektroden im Pail der Anwendung des Elektrets als Vibrator oder Oszillator eines Kopfhörers und hatten die Porm einer Scheibe mit einem DuiOhmesser von 10 cm.
Der Bogen wurde bei 130C während 30 Minuten gehalten9 während eine ö-leichstrossepannimg von 300 kv/oiß angelegt wurde und darua auf Raumtemperatur unter Anlegung cl?r Gleich-
209834/0695
Stromspannung abgekühlt, so daß ein Elektretbogen aus Polyvinylidenfluorid mit hohen piezoelektrischen Eigenschaften erhalten wurde, der als Vibrator oder Oszillator eines Kopfhörers verwendet werden konnte. Die Struktur des Kofphörers unter Anwendung dieses Elektretbogens ist in Pig. 3 der beiliegenden Zeichnung dargestellt.
In der Figur ist ein Vibrator oder Oszillator 1 gezeigt, der aus dem Elektretbogen aus Polyvinylidenfluoridbesteht, wobei auf den gegenüberstehenden Oberflächen die Aluminiumelektroden 2 und 2' im Vakuum aufgezogen sind. In diesem Beispiel wurde Aluminium als leitendes Material verwendet, jedoch können auch andere leitende Materialien i wie Silber, Gold und dergleichen verwendet werden.
Der Vibrator oder Oszillator 1 kann vollständig durch die Pixierbauteile 3 und 3' fixiert sein oder elastisch
ff UßftU ΙΛ -
gehalten werden* Im Beispiel wurdeMCautschuk verwendet.
Das Vibratorsystem 1, 2," 21, 3 und 3' wird durch die Ringe 4 und 41 gehalten. Schutzplatten 5 und, 5' für den Vibrator sind, wie in der Figur gezeigt, angebracht und jede der Platten hat zahlreiche Löcher jeweils mit einem Durchmesser von 2 mm. Die leitenden Schichten 2 und 2' sind mit einer Weehselstromsignalquelle 6 verbunden. In diesem Beispiel wurde ein weiterer Output-Transformer (TANGO U-603) von der Wechselstromsignalquelle 6 zur Impedanzumwandiung verwendet -
und das Signal wurde dem Kopfhörer durch den Transformer ™ übermittelt.
Die Eigenschaften des Kopfhörers wurden mittels der in Pig. 4 gezeigten Vorrichtung bestimmt.
Dabei wurde ein definiertes Input-Potential an den zu untersuchenden Kopfhörer mittels eines Generators für weißes Rauschen angelegt und dann die Abgabespannung, wenn das Input-Potential durch ein Kondensatormikrophon aufgenommen wurde, bestimmt. Die Abgabespannung wurde auch bei Anwendung eines handelsüblichen Kopfhörers bestimmt und die
209834/0595
Ergebnisse mit denjenigen im vorstehenden Fall verglichen.
In Eig. 4 ist mit der Bezugsziffer 7 ein Generator für weißes Rauschen bezeichnet, die Bezugsziffer -8 gibt ein Wechselstrompotentiometer zur Bestimmung des Inputpotentials des Kopfhörers und die Bezügsziffer 9 ein Wechselstrompotentiometer zur Bestimmung des Output-Potentials von dem Mikrophon an. Der Kopfhörer 10 ist mit einem Kuppler 11 (Polyvinylchloridrohr) mit einem Durchmesser von 90^eBi* und einer länge von 25 cm über eine Pakkung zur Verhinderung des Aussickerns von Luft verbunden. Als Kondensatormikrophon 12 wurde das Produkt Sony ECH-21 in diesem Beispiel eingesetzt.
Die Bezugsziffer 13 stellt einen Klangabsorber aus einem Glasfaserfilz dar. Der Abstand zwischen dem Kopfhörer und dem Mikrophon betrug 15 cm. Wenn das Input-Potential zu dem Kopfhörer 1 YoIt betrug, betrug das Output-Potential von dem Kopfhörer gemäß der Erfindung 2,5 Millivolt.
Als Vergleichsprobestück wurde ein Kopfhörer PIONEER SE-20 verwendet, wobei das durch den Kopfhörer erhaltene Output-Potential 7,5 Millivolt war.
Aus den vorstehenden Werten ergibt es sich, daß der Kopfhörer gemäß der Erfindung für die Praxis sehr wertvoll ist.
Beispiel 2
Ein Pulver aus Polyvinylidenfluorid wurde zu einem Bogen mit einer Stärke von 0,2 mm mittels eines Extruders verarbeitet. Der Bogen wurde in Kontakt mit einer Walze gebracht und durch örtliches Erhitzen am Kontaktteil wurde der Bogen auf das Vierfache gestreckt. Die Temperatur des Bogens beim Strecken war 1100C.
209834/0595
■"* I J ~
Die gegenüberstehenden Oberflächen des Bogens wurden mit kreisförmigen Schichten von 10 cm Durchmesser aus im Vakuum abgeschiedenem Aluminium versehen. Der Bogen wurde bei 9O0C während 30 Minuten unter Anwendung einer Gleichstromspannung von 40 kv/cm gehalten, dann der Bogen auf Raumtemperatur unter Beibehaltung der Gleichstromspannung abgekühlt und der Elektretbogen erhalten. Unter Anwendung dieses Bogens als Vibrator oder Oszillator wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 ein Kopfhörer hergestellt. Bei den Ergebnissen der Durchführung der Untersuchung wie in Beispiel 1 zeigte es sich, daß, wenn das Input-^Potential des Kopfhörers 1 Volt war, das Output-Potential 3,T Millivolt betrug.
Beispiel 3
Ein Pulver aus einem Copolymeren von Vinylidenfluorid und Tetrafluoräthylen in einem. Verhältnis von 80:20, das durch Suspensionscopolymerisation hergestellt worden war, wurde zu einem Bogen von 0,1 mm Stärke preßgeformt. Auf die gegenüberstehenden Oberflächen des Bogens wurden kreisförmige Aluminiumschichten mit einem Durchmesser von 10 cm durch Vakuumaufdampfung aufgebracht, worauf der Bogen bei 1350C während 30 Minuten unter Anwendung einer Gleichstromspannung von 230 kv/cm gehalten wurde, worauf der Bogen auf Raumtemperatur unter Beibehaltung der Gleichstromspannung abgekühlt wurde, -so daß das Elektret erhalten wurde. Unter Anwendung des Elektrets ale Vibrator oder Oszillator wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 ein Kopfhörer hergestellt. Wenn die gleiche Untersuchung wie in Beispiel 1 mit dem Kopfhörer ausgeführt wurde, ergab sich bei einem Input-Potential zu dem Kopfhörer von 1 Volt ein Output-Potential von 4,0 Millivolt.
209834/0595
Beispiel 4
Oa der nach Beispiel 1 hergestellte Kopfhörer ein umkehrbarer elektroakustischer Wandler ist', wurde er als Mikrophon verwendet und dessen Eigenschaften bestimmt.' Der Vibrator wurde durch Klanganwendung auf das Mikrophon vibriert und der durch die Vibration gebildete elektrische Strom von den Elektroden abgenommen.
Die Impedanz des Output wurde durch eine ϊΈΤ-Schaltung umgewandelt. Wenn" das Mikrophon mit einem handelsüblichen Bandaufzeichner als Mikrophon von hoher Impedanz verbunden wurde und anschließend aufgezeichnet wurde, wurden gute Ergebnisse erhalten.
209834/0595

Claims (5)

  1. Patentansprüche
    Iy Akustischer Umwandler vom elektrostatischen Typ, "bestehend aus einem aus einer Yinylidenfluoridharzfolie unter den Bedingungen einer G-leiehstromspannung von 10 "kv/cm Ms 1500 kv/cm und einer Temperatur .von 400C bis 1800C hergestellten Elektret, das auf gegenüberstehenden Oberflächen Schichten aus einem leitenden Material besitzt, wobei das Elektret in der gewünschten Form am gesamten Umfang fixiert ist und die Enden der leitenden Schichten einen Klang-Elektrizitäts-Strom- ,
    kreis bilden. ^
  2. 2. Akustischer Wandler vom elektrostatischen Typ nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Yinylidenfluoridharz aus Polyvinylidenfluorid oder einem Copolymeren aus Vinylidenfluorid und Tetrafluoräthylen besteht.
  3. 3- Akustischer Wandler vom elektrostatischen Typ nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie aus dem Yinylidenfluoridharz nicht orientiert ist.
  4. 4. Akustischer Wandler vom elektrostatischen Typ nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie aus dem Yinylidenfluoridharz orientiert ist.
  5. 5. Akustischer Wandler vom elektrostatischen Typ nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das leitende Material aus Aluminium besteht.
    209834/0595
    Lee rseite
DE2160176A 1970-12-04 1971-12-03 Elektroakustischer Wandler Expired DE2160176C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP45106710A JPS4926890B1 (de) 1970-12-04 1970-12-04

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2160176A1 true DE2160176A1 (de) 1972-08-17
DE2160176B2 DE2160176B2 (de) 1977-12-08
DE2160176C3 DE2160176C3 (de) 1978-08-10

Family

ID=14440515

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2160176A Expired DE2160176C3 (de) 1970-12-04 1971-12-03 Elektroakustischer Wandler

Country Status (7)

Country Link
US (1) US3792204A (de)
JP (1) JPS4926890B1 (de)
CA (1) CA989973A (de)
DE (1) DE2160176C3 (de)
FR (1) FR2116563B1 (de)
GB (1) GB1350226A (de)
NL (1) NL172816C (de)

Families Citing this family (74)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4829420A (de) * 1971-08-20 1973-04-19
FR2199430A5 (de) * 1972-09-08 1974-04-05 Anvar
JPS4975182A (de) * 1972-11-20 1974-07-19
JPS5431825B2 (de) * 1973-08-08 1979-10-09
JPS5745760Y2 (de) * 1974-02-18 1982-10-08
JPS5215972B2 (de) * 1974-02-28 1977-05-06
GB1515287A (en) * 1974-05-30 1978-06-21 Plessey Co Ltd Piezoelectric transducers
US4045695A (en) * 1974-07-15 1977-08-30 Pioneer Electronic Corporation Piezoelectric electro-acoustic transducer
US4183010A (en) * 1975-12-08 1980-01-08 Gte Sylvania Incorporated Pressure compensating coaxial line hydrophone and method
US4056742A (en) * 1976-04-30 1977-11-01 Tibbetts Industries, Inc. Transducer having piezoelectric film arranged with alternating curvatures
NL7703836A (nl) * 1977-04-07 1977-06-30 Philips Nv Een membraan bestaande uit tenminste een folie van een piezoelektrisch polymeermateriaal.
FR2409654B1 (fr) * 1977-11-17 1985-10-04 Thomson Csf Dispositif transducteur piezoelectrique et son procede de fabrication
US4170185A (en) * 1978-01-09 1979-10-09 Lectret S.A. Preventing marine fouling
DE2819615A1 (de) * 1978-05-05 1979-11-08 Messerschmitt Boelkow Blohm Verfahren zur erzielung gleichmaessiger schallverteilungseigenschaften
US4236235A (en) * 1978-08-24 1980-11-25 The Boeing Company Integrating hydrophone sensing elements
JPS5675686A (en) * 1979-11-26 1981-06-22 Kureha Chem Ind Co Ltd Ultrasonic video device
GB2072459A (en) * 1980-02-12 1981-09-30 Kureha Chemical Ind Co Ltd Piezoelectric type electroacoustic transducer
US4295010A (en) * 1980-02-22 1981-10-13 Lectret S.A. Plural piezoelectric polymer film acoustic transducer
US4315433A (en) * 1980-03-19 1982-02-16 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Polymer film accelerometer
US4486869A (en) * 1981-02-25 1984-12-04 The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland Underwater acoustic devices
FR2521382A2 (fr) * 1982-02-09 1983-08-12 Lectret Sa Transducteur acoustique
US4453044A (en) * 1982-02-09 1984-06-05 Lectret S.A. Electro-acoustic transducer with plural piezoelectric film
FR2542552B1 (fr) * 1983-03-07 1986-04-11 Thomson Csf Transducteur electroacoustique a diaphragme piezo-electrique
US4588998A (en) * 1983-07-27 1986-05-13 Ricoh Company, Ltd. Ink jet head having curved ink
GB8325861D0 (en) * 1983-09-28 1983-11-02 Syrinx Presicion Instr Ltd Force transducer
FR2563959B1 (fr) * 1984-05-04 1990-08-10 Lewiner Jacques Perfectionnements aux transducteurs electro-acoustiques a electret
EP0221467B1 (de) * 1985-10-25 1990-08-01 Fuji Electric Co., Ltd. Wandler vom Schwingungstyp
US4638207A (en) * 1986-03-19 1987-01-20 Pennwalt Corporation Piezoelectric polymeric film balloon speaker
US4830795A (en) * 1986-07-03 1989-05-16 Rutgers, The State University Of New Jersey Process for making polarized material
US4811594A (en) * 1988-04-25 1989-03-14 Battelle Memorial Institute Topography sensor
USRE35114E (en) * 1988-06-10 1995-12-12 Measurement Technology International Fluid flow meter
US5069067A (en) * 1988-06-10 1991-12-03 Select Corporation Fluid flow meter
IL86705A0 (en) * 1988-06-10 1988-11-30 Sotek Ind Engineering Ltd Fluid flow metering apparatus
USRE36658E (en) * 1988-06-29 2000-04-18 Measurement Technology International Fluid flow meter
US5115472A (en) * 1988-10-07 1992-05-19 Park Kyung T Electroacoustic novelties
US5185549A (en) * 1988-12-21 1993-02-09 Steven L. Sullivan Dipole horn piezoelectric electro-acoustic transducer design
US5005416A (en) * 1989-04-04 1991-04-09 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture Insect detection using a pitfall probe trap having vibration detection
US4937555A (en) * 1989-04-04 1990-06-26 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Agriculture Piezoelectric apparatus and process for detection of insect infestation in an agricultural commodity
NZ243294A (en) * 1991-06-25 1995-04-27 Commw Scient Ind Res Org Time of flight of acoustic wave packets through fluid: reduction of higher order acoustic mode effects
GB2269674B (en) * 1992-08-13 1995-10-11 Lawrence Alexander Campbell Electrochemical membrane sensor
US5347862A (en) * 1992-11-23 1994-09-20 Dov Ingman Fluid flow meter
US5495137A (en) * 1993-09-14 1996-02-27 The Whitaker Corporation Proximity sensor utilizing polymer piezoelectric film with protective metal layer
US5558298A (en) * 1994-12-05 1996-09-24 General Electric Company Active noise control of aircraft engine discrete tonal noise
US5751827A (en) * 1995-03-13 1998-05-12 Primo Microphones, Inc. Piezoelectric speaker
US5973441A (en) * 1996-05-15 1999-10-26 American Research Corporation Of Virginia Piezoceramic vibrotactile transducer based on pre-compressed arch
US6140740A (en) * 1997-12-30 2000-10-31 Remon Medical Technologies, Ltd. Piezoelectric transducer
US20030036746A1 (en) * 2001-08-16 2003-02-20 Avi Penner Devices for intrabody delivery of molecules and systems and methods utilizing same
US6400065B1 (en) * 1998-03-31 2002-06-04 Measurement Specialties, Inc. Omni-directional ultrasonic transducer apparatus and staking method
US6239535B1 (en) * 1998-03-31 2001-05-29 Measurement Specialties Inc. Omni-directional ultrasonic transducer apparatus having controlled frequency response
US6491666B1 (en) * 1999-11-17 2002-12-10 Microchips, Inc. Microfabricated devices for the delivery of molecules into a carrier fluid
US6411014B1 (en) * 2000-05-09 2002-06-25 Measurement Specialties, Inc. Cylindrical transducer apparatus
US6760455B2 (en) * 2000-07-13 2004-07-06 American Technology Corporation Electrostatic loudspeaker with a distributed filter
NO20021666A (no) * 2002-04-08 2003-04-07 Meditron Asa Piezoelektrisk vibrasjonssensor
US7157640B2 (en) * 2003-06-17 2007-01-02 Baggs Lloyd R Undersaddle pickup for stringed musical instrument
CA2589268A1 (en) * 2004-11-24 2006-06-01 Abraham Penner Implantable medical device with integrated acoustic transducer
US7522962B1 (en) 2004-12-03 2009-04-21 Remon Medical Technologies, Ltd Implantable medical device with integrated acoustic transducer
US7615012B2 (en) * 2005-08-26 2009-11-10 Cardiac Pacemakers, Inc. Broadband acoustic sensor for an implantable medical device
US7570998B2 (en) * 2005-08-26 2009-08-04 Cardiac Pacemakers, Inc. Acoustic communication transducer in implantable medical device header
US7995777B2 (en) * 2005-10-03 2011-08-09 Xun Yu Thin film transparent acoustic transducer
US7912548B2 (en) 2006-07-21 2011-03-22 Cardiac Pacemakers, Inc. Resonant structures for implantable devices
WO2008011577A2 (en) * 2006-07-21 2008-01-24 Cardiac Pacemakers, Inc. Ultrasonic transducer for a metallic cavity implanted medical device
US8825161B1 (en) 2007-05-17 2014-09-02 Cardiac Pacemakers, Inc. Acoustic transducer for an implantable medical device
EP2162185B1 (de) * 2007-06-14 2015-07-01 Cardiac Pacemakers, Inc. Aus mehreren elementen bestehendes akustisches wiederaufladesystem
GB2451438B (en) * 2007-07-27 2011-06-08 Secretary Trade Ind Brit Cavitation detection
US8379888B2 (en) * 2008-01-18 2013-02-19 National Taiwan University Flexible piezoelectric sound-generating devices
CN103535053B (zh) * 2011-05-17 2017-03-29 株式会社村田制作所 平面型扬声器以及av设备
US9513147B2 (en) * 2013-11-04 2016-12-06 South Jersey Engineering & Research, LLC Flowmeter comprising piezoelectric sensor
ES2553155B1 (es) * 2014-06-04 2016-10-14 Francisco TOSCANO GARCÍA Dispositivo de pulsos ultrasónicos para la eliminación de algas y moluscos de cascos de embarcaciones
US9551180B2 (en) 2014-06-04 2017-01-24 Milgard Manufacturing Incorporated System for controlling noise in a window assembly
JP6128281B2 (ja) * 2014-06-09 2017-05-17 株式会社村田製作所 振動装置および触覚提示装置
JP6137418B2 (ja) * 2014-10-27 2017-05-31 株式会社村田製作所 振動装置
KR20160068059A (ko) 2014-12-04 2016-06-15 삼성디스플레이 주식회사 다공성 압전 박막을 포함하는 압전 소자
JPWO2017187710A1 (ja) * 2016-04-28 2019-03-07 太陽誘電株式会社 振動波形センサ及び脈波検出装置
US11348563B2 (en) 2019-03-20 2022-05-31 Lloyd Baggs Innovations, Llc Pickup saddles for stringed instruments utilizing interference fit

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3278695A (en) * 1963-03-21 1966-10-11 Astatic Corp Construction of earphones and microphones
US3612778A (en) * 1967-05-15 1971-10-12 Thermo Electron Corp Electret acoustic transducer and method of making
DE1902849C3 (de) * 1968-01-25 1978-06-29 Pioneer Electronic Corp., Tokio Mechanisch-elektrisch bzw. elektrisch-mechanischer Wandler
DE1961504B2 (de) * 1968-12-09 1971-09-09 Elektret und verfahren zu seiner herstellung

Also Published As

Publication number Publication date
GB1350226A (en) 1974-04-18
DE2160176C3 (de) 1978-08-10
NL7116641A (de) 1972-06-06
CA989973A (en) 1976-05-25
DE2160176B2 (de) 1977-12-08
FR2116563A1 (de) 1972-07-13
NL172816C (nl) 1983-10-17
JPS4926890B1 (de) 1974-07-12
US3792204A (en) 1974-02-12
NL172816B (nl) 1983-05-16
FR2116563B1 (de) 1978-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2160176A1 (de) Akustischer Wandler unter Verwendung einer piezoelektrischen Polyvinylidenfluoridharzfolie als Oszillator
DE2944506C2 (de) Piezoelektrischer Wandler für elektrische Saiteninstrumente
DE2253833C3 (de) Piezoelektrisches elektroakustisches Wandlerelement
DE1462179A1 (de) Umwandler
DE2451307A1 (de) Mikrofon
CH623700A5 (de)
DE2937926A1 (de) Membran fuer elektroakustische wandler
DE2339433B2 (de) Elektroakustischer Wandler nach dem elektrostatischen Prinzip
DE3146146A1 (de) Piezoelektrisches biegeelement und verfahren zu seiner herstellung
DE2153784A1 (de) Herstellung von Elektret-Wandlerelementen
DE2061210A1 (de) Elektrostatischer Wandler
DE2165572A1 (de) Elektroakustischer Wandler
DE2506711A1 (de) Piezoelektrischer, elektroakustischer uebertrager
JPS58157183A (ja) 圧電重合体材料からなるウエ−ハの作製方法及び圧電重合体変換器の作製方法
DE3318871C2 (de) Polarisierter geformter Gegenstand aus einem piezoelektrischen Polymermaterial
DE2939397A1 (de) Verfahren zur herstellung einer elektretvorrichtung
DE1466152A1 (de) Keramischer piezoelektrischer Schwinger und Verfahren zu seiner Herstellung
JPS6072214A (ja) 高分子エレクトレツト素子の製造法
DE2147892A1 (de) Verfahren zur Herstellung von polymeren Folien
DE885446C (de) Leiteranordnung mit veraenderlichem elektrischem Widerstand
DE3419256C2 (de) Elektroakustische Wandlereinrichtung
DE2819786A1 (de) Membran fuer akustische ausstattung
DE3104860C2 (de) Elektroakustischer Wandler
DE2714709A1 (de) Elektroakustischer wandler mit einer hochpolymeren piezoelektrischen membran
DE2330800A1 (de) Elektroakustischer wandler nach dem elektrostatischen prinzip und verfahren zu dessen herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8328 Change in the person/name/address of the agent

Free format text: KOHLER, M., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT., PAT.-ANW., 8000 MUENCHEN

8328 Change in the person/name/address of the agent

Free format text: SOLF, A., DR.-ING., 8000 MUENCHEN ZAPF, C., DIPL.-ING., PAT.-ANW., 5600 WUPPERTAL