DE2160176B2

DE2160176B2 - Elektroakustischer wandler

Info

Publication number: DE2160176B2
Application number: DE19712160176
Authority: DE
Inventors: Naohiro; Oikawa Takao; Iwaki Fukushima Murayama (Japan)
Original assignee: Kureha Corp
Current assignee: Kureha Corp
Priority date: 1970-12-04
Filing date: 1971-12-03
Publication date: 1977-12-08
Also published as: NL172816C; CA989973A; NL172816B; FR2116563B1; DE2160176C3; FR2116563A1; DE2160176A1; GB1350226A; US3792204A; NL7116641A; JPS4926890B1

Description

Die Erfindung betrifft einen elektroakustischen Wandler mit einer am gesamten Umfang eingespannten, dielektrischen Membran in Form eines Elektreten, die unter Anlegen einer hohen Gleichspannung und unter gleichzeitigem Abkühlen auf Raumtemperatur polarisiert worden ist und an ihren beiden Seiten mit leitenden, flächigen Elementen in Verbindung steht.

Ein bekannter elektroakustischer Wandler (DT-OS 1437486) der vorstehend genannten Art weist eine am gesamten Umfang eingespannte, dielektrische Membran auf, die aus vier polarisierten Schichten aus dünnem dielektrischen Material besteht. Die beiden inneren Schichten der Membran sind an ihren gegenüberliegenden Oberflächen mit dünnen Überzügen aus leitendem Material, vorzugsweise Aluminium, versehen. Die beiden äußeren Schichten der Membran sind nicht metallisiert. Die äußeren Schichten stehen mit leitenden Platten in Berührung, welche von Klemmringen gegen die Membran gedrückt werden. Die leitenden Platten bestehen vorzugsweise aus Metall, z. B. aus Messingscheiben. Jede Platte ist mit einer Vielzahl von kleinen Löchern perforiert, wobei die beiden Scheiben so angeordnet sind, daß die Löcher der beiden Platten in einer Linie liegen.

Die vier verschiedenen Schichten der Membran bestehen aus einem dünnen, dielektrischen, plastischen Material, wie Polyäthylenterephthalat, und erhalten eine permanente elektrostatische Ladung, bevor sie zu einer einheitlichen Membran zusammengebaut ■ werden. Hierdurch entsteht eine dielektrische Membran in Form eines Elektreten, der eine Oberflächenladung aufweist.

Die beiderseits der Membran liegenden Platten und der in der Mitte der Membran befindliche, leitende Überzug aus Aluminium sind mit Anschlußklemmen verbunden. An die beiden Platten werden Signalspannungen angelegt, während der leitende Überzug in der Mitte der Membran mit dem elektrischen Mittelpunkt oder Signal-Nullpunkt einer symmetrischen Schaltung verbunden ist, um die Membran auf einem Potential zu halten, das symmetrisch zwischen den beiden Signalspannungen der Platten liegt.

Die beiderseits der Membran befindlichen Platten stellen Elektroden dar, die zu beiden Seiten der Membran mit einem bestimmten Luftspalt angeordnet sind, wobei die Oberflächenladung der Membran als Vorspannung verwendet wird.

Bei dem vorstehend beschriebenen, bekannten elektroakustischen Wandler ist die getreue Umwandlung der akustischen Ereignisse in elektrische Signale und umgekehrt beeinträchtigt und die Ausgangsleistunggeschwächt. Dies ist auf die Wahl der verwendeten Membran und auf den äußeren Aufbau des bekannten elektroakustischen Wandlers zurückzuführen, dessen Luftspalt zwischen der Membran und den beiden Elektroden Fehlschwingungen der Membran verursachen kann, was insbesondere bei einer auftretenden Potentialdifferenz zwischen den Elektroden eintritt.

Darüber hinaus ist der bekannte elektroakustische Wandler in seinem äußeren Aufbau sehr aufwendig und kompliziert, insbesondere, wenn man bedenkt, daß die zu beiden Seiten der dielektrischen Membran angeordneten Elektrodenplatten mit Löchern versehen werden müssen und die Platten noch so auszurichten sind, daß die Löcher der beiden Platten in einer Linie liegen.

Ferner ist ein Elektret für eine Membran bekannt (DT-OS 1961504), zu deren Herstellung Vinylidenfluoridharz verwendet wird. Dieser Membran aus Polyvinylidenfluorid kann eine hohe anfängliche Oberflächenladung erteilt werden, die jedoch instabil ist und innerhalb von 30 Tagen nahezu bis auf Null abnimmt. Um die Stabilität der Oberflächenladung einer Membran aus Polyvinylidenfluorid zu verbessern, wird daher ein Polymergemisch aus Polyvinylidenfluorid und Methylmethacrylat verwendet.

Ein elektroakustischer Wandler mit einer Membran der vorstehend bezeichneten Art liefert keine getreue Umwandlung der akustischen Ereignisse in elektrische Signale und umgekehrt und ist auf Grund der zusehends verschwindenden Oberflächenladung nur über einen sehr begrenzten Zeitraum einsetzbar.

Bei einem bekannten Kondensatormikrophon (The Journal of the Acustical Society of America, Volume 34, Nummer 11, Seite 1787, November 1962) wird ein dünner metallisierter dielektrischer Film verwendet, dessen dielektrisches Material unter Einhaltung eines Luftspaltes einer Gegenelektrode zugeurdei ist. Wenn der dielektrische Film ein Elektret ist, wirkt dessen Oberflächenladung wie eine Gleichstrom-Vorspannung.

Wenn der dielektrische Film dieses bekannten

Kondensatormikrophons als Elektret verwendet werj_en wollte, wäre eine Abnahme der Oberflächenspannung des Elektreten innerhalb einer nicht zu vertretenden kurzen Zeitspanne nicht zu vermeiden. Darüber hinaus ist eine getreue Umwandlung der akustischen Ereignisse in elektrische Signale nicht zu erreichen, da die dielektrische Folie auf Grund des Luftspaltes zur Gegenelektrode zu unerwünschten Fehlschwingungen neigt, wenn eine Potentialdifferenz zwischen den Elektroden auftritt, welche den Abstand zwischen den durch einen Luftspalt voneinander getrennten Elektroden ändert.

Ferner ist ein elektroakustischer Wandler bekanntgeworden (US-PS 3365 593), der eine piezoelektrische Membran zwischen zwei Elektroden aufweist. Die piezoelektrische Membran bestellt aus einem apolaren, hohen Polymer, das nur eine sehr geringe Piezoelektrizität aufweist.

Elektroakustische Wandler mit einer Membran, die nur eine sehr geringe Piezoelektrizität besitzt, haben eine geringe Empfindlichkeit und sind nicht in der Lage, sämtliche vom menschlichen Ohr wahrnehmbaren akustischen Ereignisse in elektrische Signale umzuwandeln.

Es war daher die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, einen elektroakustischen Wandler mit einer am gesamten Umfang eingespannten, dielektrischen Membran in Form eines polarisierten Elektreten zu schaffen, der eine getreue Umwandlung der vom menschlichen Ohr wahrnehmbaren akustischen Ereignisse in elektrische Signale und umgekehrt sicherstellt, eine hohe Ausgangsleistung aufweist, und darüber hinaus einen einfachen und billigen Aufbau hat.

Dies wird gemäß der Erfindung erreicht durch die Kombination folgender Merkmale:

a) der Elektret besteht aus einer piezoelektrische Eigenschaften aufweisenden Vinylidenfluoridharzfolie;

b) die Folie ist unter einer Gleichspannung zwischen 10 KV/cm und 1500 KV/cm und unter Abkühlung bei einer Ausgangstemperatur zwischen 40°-180° C hergestellt;

c) die mit den beiden Seiten der Membran in Verbindung stehenden, flächigen Elemente sind im Vakuum aufgedampfte Metallschichten.

Der elektroakustische Wandler gemäß der Erfindung besitzt eine dielektrische Membran in Form eines piezoelektrische Eigenschaften aufweisenden Elektreten, der nicht nur an seiner Oberfläche, sondern in seinem gesamten Volumen polarisiert ist, d. h. ein unveränderliches elektrisches Dipolmoment besitzt. Der Elektret besteht aus einer Vinylidenfluoridharzfolie, die auf Grund der unter b) genannten Behandlungeine hohe Piezoelektrizität aufweist. Die zu beiden Seiten der Membran aufgedampften Metallschichten bilden fest mit der Membran verbundene Elektroden, so daß eine Lageveränderung der Membran gegen die beiden Elektroden auf Grund einer auftretenden Potentialdifferenz und damit eine Fehlschwingung der Membran nicht auftreten kann.

Der elektroakustische Wandler gemäß der Erfindung liefert daher eine getreue Umwandlung der akustischen Ereignisse in elektnscnc oigna'c anu umge kehrt und ergibt eine hohe Ausgangsleistung. Der erfindungsgemäße Wandler behält auch nach einer langen Gebrauchsdauer seine ursprüngliche Ausgangsleistung bei. Schließlich ist der erfindungsgemäße Wandler einfach und billig herzustellen.

Besonders gute Ergebnisse lassen sich erzielen, wenn das Vinylidenfluoridharz aus Polyvinylidenfluorid oder einem Copolymere» aus Vinylidenfluorid und Tetrafluoräthylen besteht.

• Der elektroakustische Wandler gemäß der Erfindung läßt sieh in einfacher Weise den jeweiligen, geforderten Einsatzbedingungen anpassen, indem die Folie aus Vinylidenfluoridharz entweder durch Strekkung seiner Molekularketten orientiert oder nicht ί orientiert ist.

Eine preislich besonders günstige Herslellung des erfindungsgemäßen Wandlers kann dadurch erreicht werden, daß die in Vakuum aufgedampfte Metallschicht aus Aluminium besteht.

) Der Elektret des elektroakustischen Wandlers gemäß der Erfindung wird dadurch hergestellt, daß ein Gleichstrompotential in Richtung der Dicke eier Vinylidenfluoridharzfolie angelegt wird, wobei gleichzeitig die Folie zunächst erhitzt und dann auf Raum- ?< > temperatur abgekühlt wird. Wenn beispielsweise ein Polyvinylidenfluoridharzpulver zu einer Folie gepreßt wird, und die Folie einer Temperatur von 150° C und einer Gleichstromspannung von 300 KV/cm ausgesetzt wird, erzielt man einen Elektreten, der eine pier > zoelektrische Konstante von 3 X 10 ^s c.g.s., e.s.u. aufweist.

Wenn beispielsweise ein Pulver aus einem Copolymeren von Vinylidenfluorid und Tetrafluoräthylen (80:20) zu einer Folie gepreßt wird und die Folie einer «ι Temperatur von 135° C und einer Gleichstromspannung von 230 KV/cm ausgesetzt wird, erzielt man einen Elektreten, der eine piezoelektrische Konstante von 4 X 10^⁷ c.g.s., e.s.u. aufweist.

Die Erfindung wird im nachstehenden an Hand von si Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Elektreten mit der schematischen Darstellung der piezoelektrischen Wirkung,

w Fig. 2 eine schematische Darstellung der Wirkungsweise eines elektroakustischen Wandlers unter Verwendung des in Fig. I gezeigten, membranartigen Elektreten, wobei die verschiedenen, vom Elektreten eingenommenen Stellungen durch gestrichelte Linien π angedeutet sind,

Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Kopfhörer, der mit einem elektroakustischen Wandler gemäß der Erfindung ausgestattet ist, und

Fig. 4 eine schematische Ansicht einer Einrichtung ίο zur Untersuchung der Eigenschaften des in Fig. 3 gezeigten Kopfhörers.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, fließt bei einer piezoelektrische Eigenschaften aufweisenden Vinylidenfluoridharzfolie der Strom in Richtung der Dicke der η Folie, während die Verformung der Folie in einer Richtung auftritt, die senkrecht zur Foliendicke verläuft. Es liegt dabei keine Anisotropie der Filmebene vor. Wenn daher eine Wechselstromspannung in Richtung der Dicke der Folie angelegt wird, verformt w) sich die Folie in Richtung der in Fig. 1 gezeigten Pfeile. Wenn somit die Elektretfolie an ihren gegenüberliegenden Kanten unter Bildung einer leichten Krümmun" festge!e°t und eine Wechselstromspannung in Richtung der"Foliendicke zur Erzielung einer tr-, Verformung angelegt wird, schwingt die Folie, wie dies durch die gestrichelten Linien in Fig. 2 gezeigt ist. In diesem Fall wird elektromagnetische Energie in akustische Energie umgewandelt, d. h. der elektro-

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akustische Wandler wirkt in diesem Fall als elektroakustischer Sender.

Wenn dagegen an die Elcktrctfolic eine Schallwelle in einer zur Folienfläche senkrechten Richtung angelegt (vgl. die in Fig. 2 gezeigte Zustandslinie der schwingenden Folie) und die durch den piezoelektrischen Effekt hervorgerufene Wechselstromspannung abgenommen wird, wird akustische Energie in elektromagnetische Energie umgewandelt, d. h. daß der elektroakustisch^ Wandler in diesem Fall als elektro- ^] akustischer Empfänger wirkt.

Bei einem Elektreten aus einer orientierten Vinylidenfluoridharzfolic liegt die maximale Verformung in der Orientierungsrichtung der Molekülkelteu. Es erfolgt jedoch auch eine Verformung senkrecht zur Orientierungsrichtung der Molekülkcttcn, so daß die orientierte und die nicht orientierte Vinylidenfluoridharzfolie hinsichtlich der Phasen der beiden Verformungen gleich sind.

Wenn ein Elektret aus einer Vinylidenfluoridharzfolie hergestellt wird, deren Molikularkctten durch Strecken orientiert sind, ist die im Elektret überwiegend hervorgerufene piezoelektrische Eigenschaft in der Folienebene anisotrop, d. h. daß die Verformungsrichtung der Folie hauptsächlich parallel zur Orientierungsrichtung der Molekülketten verläuft, wenn ein Wechselstrompotential senkrecht zur Folienebene angelegt wird.

Die piezoelektrische Konstante ist jedoch sehr groß, die durch Messen der Polarisation auf der Oberfläche der Folie erzielt wird, wenn in der Orienticrungsrichtung der Folie eine Belastung angelegt wird. Es wurde beispielsweise ein Elektret hergestellt, indem eine Gleichstromspannung von 700 KV/cm eine Stunde lang bei 90° C an eine Vinylidenfluoridharzfolie angelegt wurde, die bei 25" C auf das 2,3fache monoaxial gereckt wurde. Anschließend wurde die Temperatur unter Beibehaltung der vorstehend erwähnten Gleichstromspannung auf Raumtemperatur abgekühlt. Die piezoelektrische Konstante des Elektreten erreichte 10 " c.g.s., e.s.u. Dieser Wert liegt weit über dem Wert eines Elektreten aus einer nicht gereckten Vinylidenfluoridharzfolic.

Auch wenn ein Elektret bei niedriger Temperatur und Spannung aus einer gereckten Vinylidenfluoridharzfolie hergestellt wird, weist der Elektret eine beachtliche hohe piezoelektrische Konstante auf. Die piezoelektrische Konstante eines bei 50° C und 500 KV cm hergestellten Elektreten betrug beispielsweise 3X10 ~ e.g.s, e.s.u.

Wenn daher ein Wechselstrompotential an die gegenüberliegenden Flächen eines Elektreten aus einer orientierten oder gereckten Vinylidenfluoridharzfolie angelegt wird, erfolgt die Verformung sowohl parallel zur Orientierungsrichtung als auch senkrecht zur Orientierungsriehtung. und die Phase der ersteren Orientierungsrichtung ist gleich der Phase der letzten Orientierungsrichtung.

hs läßt sich daher ein hervorragender elektroakustischer Wandler erzielen, wenn ein Elektret aus einer orientierten Vinylidenfluoridharzfolie als Schwingmembran verwendet und die Schwingmembran mit gebotener Sorgfalt befestigt wird.

Während bei den herkömmlichen elektroakustisehen Wandlern wegen des komplizierten Aufbaus die Schwingmembranen die Form einer Scheibe oder in besondeicn Fällen die Form einer Ellipse haben, können die Schwingkörper ties clcktmakustischun Wandlers gemäß der Erfindung jede beliebige Form annehmen und in Form einer Scheibe, einer Ellipse, eines Polygons oder eines anderen beliebigen komplizierten Formgebildcs vorliegen. Wenn der Schwingkörper beispielsweise die Form eines Resonanzkastens eines Streichinstrumentes hat, können die akustischen Eigenschaften des elektroakustischer! Wandlers verbessert werden, wobei gleichzeitig die Dicke des Wandlers auf 10 mm verringert werden kann.

Wenn ein zylindrischer Schwingkörper verwendet wird, dessen beide Enden durch scheibenförmige Bauteile festgelegt sind, oder wenn ein kugelförmiger Schwingkörper benutzt wird, der am unteren Teil fest gelegt ist, lassen sich elektroakustische Wandler erzielen, die keine Richtwirkung haben. Der elektroakustische Wandler gemäß der Erfindung kann sowohl als Mikrophon als auch als Kopfhörer verwendet werden.

Ein elektroakustischer Wandler, der sowohl als elektroakustischer Sender als auch als elektroakustischer Empfänger verwendbar ist, läßt sich dadurch erzielen, daß die Seitenkanten des Elektreten aus der Vinylidenfluoridharzfolie festgelegt werden. Der Aufbau des auf diese Weise erzielten Wandlers ist äußerst einfach, verglichen mit den herkömmlichen Mikrophonen, Lautsprechern u. dgl. Der Wandler gemäß der Erfindung läßt sich daher sehr leicht und mit niedrigen Kosten herstellen.

Die Wechselstromsignalc für den elektroakustischer! Wandler gemäß der Erfindung können direkt von einem Anodenkreis einer Senderöhrc eines Verstärkers oder durch einen anderen Ausgangstransformator an der Sekundärseitc eines Hauptausgangstransformators zugeführt werden.

Die vorteilhaften Wirkungen des elektroakustischer! Wandlers gemäß der Erfindung treten am deutlichsten zutage, wenn ein Elektret aus der Vinylidenfluoridharzfolie ohne Anisotropie verwendet wird. Wenn jedoch ein Elektret aus einer anisotropen Vinylidenfluoridharzfolie verwendet wird, treten im Grunde die gleichen piezoelektrischen Eigenschaften wie im vorhergehenden Fall auf. Im letzteren Fall unterscheidet sich die piezoelektrische Eigenschaft lediglich in den Richtungen der Filmebene, so daß durch die richtige Planung bei der Herstellung des clektroakustischen Wandlers nahezu die gleiche Wirkung wie im ersten Fall erreicht werden kann.

Die nachfolgenden Beispiele dienen zur näheren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel 1

Ein Pulver aus Polyvinylidenfluorid wurde mit Hilf«, einer T-Düse zu einer Folie mit einer Dicke vor 0,1 mm verarbeitet. Die gegenüberliegenden Flächet der Folie wurden im Vakuum mit Aluminium überzo gen. Die im Vakuum aufgebrachten Aluminium schichten bildeten sowohl die Elektroden zur Herstcl lung des Elektreten als auch die Elektroden bei de Verwendung des Elektreten als Schwingkörper eine Kopfhörers. Die beschichtete Folie hatte die Fon ι einer Scheibe mit einem Durchmesser von 10 em, Die Folie wurde 30 Minuten lang bei 150" C ge hu I

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schließend auf Raumtemperatur abgekühlt, währen

, die vorstehend erwähnte Gleichstromspannuug angi legt blieb. Es entstand eine Elektretfolie aus Polyv nylidenfluoridharz mit einer hohen piezoelektrische Eigenschaft. Die Elektretfolie konnte als Schwin;

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körper für einen Kopfhörer verwendet werden. Der Aufbau des die erfindungsgemäße Elektretfolic aufweisenden Kopfhörers ist in Fig. 3 dargestellt.

Der in Fig. 3 gezeigte Kopfhörer besitzt einen Schwingkörper 1 in Form der Elektretfolie aus PoIyvinylidenfluoridharz. Der Schwingkörper 1 weist auf seinen gegenüberliegenden Flachen Aluminiumelektroden 2 und 2' auf, die unter Vakuum aufgebracht worden sind. Obgleich bei diesem Beispiel Aluminium als leitendes Material verwendet worden ist, kann auch jedes andere leitende Material, wie Silber, Gold u. dgl. verwendet werden.

Der Schwingkörper 1 kann mit Hilfe der Befestigungselemente 3 und 3' vollkommen festgelegt oder elastisch gehalten werden. Bei dem vorliegenden Beispiel wurde Hypalon-Kautschuk verwendet. Das Schwingsystem 1, 2, 2', 3 und 3' ist auf Ringen 4 und 4' abgestützt. Das Schwingsystem ist mit Schutzkappe 5 und 5' abgedeckt, die eine Vielzahl von Löchern mit einem Durchmesser von 2 mm aufweisen. Die leitenden Aluminiumschichten 2 und 2' sind an eine Wechselstrom-Signalquelle 6 angeschlossen. Bei diesem Beispiel wurde der andere Ausgangstransformator (TANGO U-608) von der Wechselstrom-Signalquelle 6 zur Impedanzumwandlung verwendet. Das Signal wurde dem Kopfhörer über den Transformator zugeführt.

Die Eigenschaften des Kopfhörers wurden mit Hilfe der in Fig. 4 gezeigten Vorrichtung untersucht.

Ein bestimmtes Eingangspotential wurde an den zu untersuchenden Kopfhörer mittels eines Generators für weißes Rauschen angelegt. Anschließend wurde die Ausgangsspannung gemessen, wenn das Eingangspotential von einem Kondensatormikrophon aufgenommen wurde. Die Ausgangsspannung wurde auch bei einem herkömmlichen, im Handel erhältlichen Kopfhörer gemessen und mit der Ausgangsspannung verglichen, die beim Kopfhörer mit dem erfindungsgemäßen elektroakustischen Wandler erzielt wurde.

Die in Fig. 4 gezeigte Vorrichtung zur Untersuchung der Kopfhörer besitzt einen Generator 4 für weißes Rauschen, ein Wechselstrom-Potentiometer 8 zum Messen des Eingangspotentials des Kopfhörers und ein Wechselstrom-Potentiometer 9 zum Messen des Ausgangssignals des Mikrophons. Ein Kopfhörer 10 ist über eine Dichtung mit einer Muffe 11 verbunden, um ein Austreten von Luft zu verhindern. Die Muffe 11 ist ein Rohr aus Polyvinylchlorid mit einem Durchmesser von 90 mm und einer Länge von 25 mm. Das Bezugszeichen 12 bezeichnet ein Kondensatormikrophon.

Das Bezugszeichen 13 bezieht sich auf einen Schallschlucker aus Glasfaserfilz. Der Abstand zwischen dem Kopfhörer und dem Mikrophon betrug 15cm. Wenn das an den Kopfhörer angelegte Eingangspotential ein Volt betrug, lag das vom erfindungsgemäßen Kopfhörer ausgehende Ausgangspotential bei 2,5 Millivolt.

Beispiel 2
Ein Pulver aus Polyvinylidenfluorid wurde mit Hilfe eines Extruders zu einer Folie mit einer Dicke von 0,2 mm verarbeitet. Die Folie wurde mit einer Walze in Berührung gebracht und durch örtliches Erhitzen an der Berührungsstelle auf das Vierfache gereckt. Die Folie hatte während des Reckvorganges eine Temperatur von 110° C.

Auf die gegenüberliegenden Flächen der Folie wurden im Vakuum kreisförmige Aluminiumsehichten mit einem Durchmesser von 10 cm aufgedampft. Die Folie wurde 30 Minuten lang bei 90' C gehalten, wobei gleichzeitig eine Gleichstromspannung von 400 KV/cm angelegt wurde. Die Folie wurde anschließend auf Raumtemperatur gekühlt, wobei die Gleichstromspannung angelegt blieb. Die hierdurch entstandene Elektretfolie wurde als Schwingkörper in einem Kopfhörer verwendet, welcher den gleichen Aufbau wie in Beispiel 1 hatte. Es wurden die gleichen Messungen wie in Beispiel 1 durchgeführt. Wenn das Eingangspotential des Kopfhörers ein Volt betrug, lag das Ausgangspotential bei 3,1 Millivolt.

Beispiel 3

Es wurde ein Pulver aus einem Copolymcren verwendet, das aus Vinylidenfluorid und Tetrafluoräthylcn mit einem Verhältnis von 80 : 20 bestand und durch Suspensionscopolymcrisation hergestellt worden war. Dieses Pulver wurde in eine Folie mit einer Dicke von 0,1 mm gepreßt. Auf die gegenüberliegenden Flächen der Folie wurden im Vakuum kreisförmige Aluminiumschichten mit einem Durchmesser von 10 cm aufgedampft. Die Folie wurde 30 Minuten lang bei 135° C gehalten, während gleichzeitig eine Gleichstromspannung von 230 KV/cm angelegt wurde. Die Folie wurde anschließend auf Raumtemperatur gekühlt, wobei die Gleichstromspannung angelegt blieb. Der hierdurch entstandene Elektret wurde als Schwingkörper für einen Kopfhörer verwendet, welcher den in Beispiel 1 beschriebenen Aufbau hatte. Es wurden die gleichen Messungen wie in Beispiel 1 durchgeführt. Wenn das an den Kopfhörer angelegte Eingangspotential ein Volt betrug, lag das Ausgangspotential bei 4,0 Millivolt.

Beispiel 4

Da der nach Beispiel 1 hergestellte Kopfhörer ein elektroakustischer Wandler ist, der sowohl als elektroakustischer Sender als auch als elektroakustischer Empfänger verwendbar ist, wurde der Kopfhörer nh Mikrophon verwendet und dessen Eigenschaften al· Mikrophon untersucht. Der Schwingkörper wurili durch Anlegen von Schallwellen an das Mikrophoi in Schwingungen versetzt, und der durch die Schwin gungen erzeugte elektrische Strom wurde an dei Elektroden abgenommen.

Die Impedanz des Ausganges wurde durch cinei FET-Kreis umgewandelt. Als das Mikrophon als eil Mikrophon mit hoher Impedanz verwendet und a ein im Handel erhältliches Bandgerät angcschlossc wurde, wurden bei der Aufzeichnung gute Ergebniss erzieh.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektroakustischer Wandler mit ei am gesamten Umfang eingespannten, dielektrischen Membran in Form eines Elektreten, die unter Anlegen einer hohen Gleichspannung und unter gleichzeitigem Abkühlen auf Raumtemperatur polarisiert worden ist und an ihren ueiden Seiten mit leitenden, flächigen Elementen in Verbindung steht,gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) Der Elektret besteht aus einer piezoelektrischen Eigenschaften aufweisenden Vinylidenfluoridharzfolie;

b) die Folie ist unter einer Gleichspannung zwischen 10 KV/cm und 1500 KV/cm und unter Abkühlung bei einer Ausgangstemperatur zwischen 40 und 180° C hergestellt;

c) die mit den beiden Seiten der Membran in Verbindung stehenden flächigen Elemente sind im Vakuum aufgedampfte Metallschichten.

2. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vinylidenfluoridharz aus Polyvinylidenfluorid oder einem Copolymeren aus Vinylidenfluorid und Tetrafluoräthylen besteht.

3. Wandler nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie aus Vinylidenfluoridharz durch Streckung seiner Molekularketten orientiert ist.

4. Wandler nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie aus Vinylidenfluoridharz nicht orientiert ist.

5. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in Vakuum aufgedampfte Metallschicht aus Aluminium besteht.