專利名稱：電容傳聲器的膜板的充電方法及充電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電容傳聲器的膜板的一種充電方法和充電裝置。具體地說，涉及一種電容傳聲器的膜板的充電方法和裝置，其能夠給電容傳聲器中的膜板(信號板)充電，且該膜板是一種通過電暈放電和離子注入法在其兩面上沉積了導(dǎo)電材料的高聚物薄膜。
通常來說，極性電容傳聲器需要提供幾百伏的外加直流電源作為極性電壓。但是，非極性電容傳聲器由于使用了一種膜板(信號極板)，因此它不需要提供外加電壓，這種膜板是由一種沉積了導(dǎo)電材料的有極好的電荷儲存性能的薄膜制成的，或者是粘附了該種高聚物薄膜以存儲其中的電荷。
這種非極性電容傳聲器，也就是一種接收聲波(空氣中的一種波運(yùn)動)并將其轉(zhuǎn)換為電信號的傳聲器，其包括如

圖1所示，由一種沉積了諸如鋁、鎳、銀和金的導(dǎo)電材料的薄膜組成或者是粘附了這種薄膜的膜板101，與膜板101間隔預(yù)定距離進(jìn)行排列并用于將聲波轉(zhuǎn)換為電信號的信號板(極板)102，用于匹配后續(xù)的放大器(圖中沒有示出)所要求的輸入阻抗的場效應(yīng)晶體管(FET)103。一個裝有基板104的外殼105保護(hù)膜板101，信號板102和場效應(yīng)晶體管103，且場效應(yīng)晶體管103的漏極端子和源極端子露在外面。
上面所述的電極電容器的膜板或信號板按圖2所示的方法安裝，即高壓發(fā)生器1的陰極端與膜板組件5的底端相連，與高壓發(fā)生器1的陽極端相連的高壓桿7以與膜板組件5的頂端間隔預(yù)定距離而安裝。
如果從高壓發(fā)生器1對膜板組件5輸出高壓，就會在膜板組件5中注入電荷，這樣在膜板組件5的兩側(cè)就形成了電場，如圖5所示，通過電暈放電的方法在膜板組件5(膜板和信號板)中注入電荷，可以形成雙電層。
然而，通常的電容傳聲器的膜板的放電方法和裝置有一些缺點，即不僅電暈放電生成的和在膜板中注入的部分電荷會損失掉，而且由于受溫度，濕度，灰塵和空氣中的其它類似物質(zhì)的影響，不能在膜板整個表面上均勻地注入電荷。也就是說，濕度，溫度，灰塵及空氣中的類似物質(zhì)的影響不僅使得在膜板中均勻地注入電荷變得不可能，而且對于充電裝置來說，使得膜板充電工藝自動化要求高壓和更長時間。
本發(fā)明的目的是提供一種電容傳聲器的膜板的充電方法和裝置，其能夠減少通過電暈放電在電容傳聲器的膜板中注入電荷的電荷損失從而提高充電效率，并且能夠?qū)崿F(xiàn)自動化而不存在由濕度，溫度，灰塵和空氣中類似物引起的充電時間長的問題。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種對電容傳聲器的膜板進(jìn)行充電的方法，其中是將電荷充至由導(dǎo)電材料沉積在高聚物薄膜上的方法而制成的膜板表面上，其包括以下步驟通過將正離子發(fā)生器產(chǎn)生的正離子和負(fù)離子發(fā)生器產(chǎn)生的負(fù)離子提供給一條通了高壓電的電路而形成導(dǎo)電介質(zhì)空氣層；通過電暈放電并同時施加高壓電而將電荷注入膜板以此在高聚物材料的薄膜上形成雙電層。
優(yōu)選地，作為膜板的高聚物薄膜是由一種FEP(CF3CF，CF2四氟乙烯-六氟乙烯共聚物)薄膜組成的。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種用于電容傳聲器的膜板的充電裝置，其中是將電荷充至由導(dǎo)電材料沉積在高聚物薄膜上的方法而制成的膜板表面上，其包括一正離子發(fā)生器，其用于將正離子提供給施加了高壓的線路從而形成導(dǎo)電介質(zhì)的空氣層；一負(fù)離子發(fā)生器，其用于將負(fù)離子提供給施加了高壓的線路從而形成導(dǎo)電介質(zhì)的空氣層；一高壓發(fā)生器，其用于對導(dǎo)電介質(zhì)的空氣層提供高壓以產(chǎn)生電暈放電而在高聚物材料的薄膜上形成雙電層。
優(yōu)選地，用作膜板的高聚物薄膜為FEP(CF3CF，CF2四氟乙烯-六氟乙烯共聚物)薄膜。
本發(fā)明的充電裝置還包括一個具有從頂端貫穿至底部的多個孔的篩網(wǎng)，其用于調(diào)節(jié)高壓發(fā)生器產(chǎn)生的高壓以控制提供給膜板的電荷數(shù)量。
圖1為一種普通電容傳聲器的剖視圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)的一種電容傳聲器的膜板充電示意圖；圖3為本發(fā)明的電容傳聲器的膜板充電裝置示意圖；圖4a-4d為圖3中所示的高壓發(fā)生器和離子發(fā)生器的詳細(xì)示意圖；圖5為本發(fā)明的通過電暈放電和離子注入給高聚物材料充電的充電狀態(tài)示意圖。
現(xiàn)在參照附圖中所舉的優(yōu)選實施方案對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)行詳細(xì)描述。
如圖3所示，本發(fā)明的電容傳聲器的膜板的充電裝置是通過下面的方式配置的與高壓發(fā)生器1的陽極端相連的高壓桿7以與膜板組件5的頂端間隔預(yù)定距離進(jìn)行排列，高壓發(fā)生器1的陰極與膜板組件5的底端相連。換句話說，高壓發(fā)生器1的陰陽兩極安裝在相對的方向上，將膜板組件5放在它們之間。
負(fù)離子發(fā)生器2的一端和正離子發(fā)生器3的一端分別獨(dú)立地安裝在與高壓發(fā)生器1的陽極相連的高壓桿7的鄰近處，這樣將負(fù)離子和正離子提供到膜板組件5的頂端。在膜板組件5的頂端，也就是在膜板組件5和與高壓發(fā)生器1的陽極相連的高壓桿7之間安裝一個預(yù)定直徑的多孔篩網(wǎng)，且將其與高壓發(fā)生器10相連，由此調(diào)節(jié)注入至膜板組件5中的膜板的電荷數(shù)量。參考號6是指地線。
在啟動本發(fā)明的電容傳聲器的膜板的電荷充電裝置之前，將首先討論對膜板(信號板)的解釋。
在電容傳聲器中，接收聲音的膜板將聲壓的變化轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械振動，且這種膜板是通過將鋁、鎳、銀、金及其它類似物沉積到高聚物材料的薄膜[如FEP(CF3CF，CF2四氟乙烯-六氟乙烯共聚物)薄膜]上而制得。
制成膜板的高聚物材料是一種結(jié)晶性熱塑性樹脂，其約含15-25％的六氟乙烯且其熔點260℃-290℃。
制成膜板或信號板的高聚物薄膜(即FEP薄膜)具有保持電荷與加到它兩端的電壓一致的特點。換句話說，也就是將高聚物的絕緣材料制成薄膜，且當(dāng)對放置在兩電極間的其兩個表面施加高壓時，在該絕緣材料的內(nèi)部形成強(qiáng)電場，結(jié)果如圖5所示，負(fù)電荷(-)聚集于正極(+)，正電荷(+)聚集于負(fù)極(-)。
正負(fù)電荷均勻地分布在高聚物材料上，這就形成了雙電層，即極化。對于普通材料而言，當(dāng)加在它上的電壓降為零時，該材料就會由極化狀態(tài)回到初始狀態(tài)。但是對于作為一種高聚物有機(jī)物質(zhì)的FEP薄膜而言，它具有在極化狀態(tài)出現(xiàn)以后，即使電壓降為零，也能象磁鐵一樣有保持電場的特點。
如圖4a，4d所示，高壓發(fā)生器1，10，提供高壓給高壓桿7和篩網(wǎng)4，當(dāng)通過可變調(diào)節(jié)器12，48將加在電源11，47上的電壓(直流18V)調(diào)到一定水平后，通過振蕩器13，39將電壓振蕩到預(yù)設(shè)的振蕩頻率，然后再將電壓提供到轉(zhuǎn)換電路14，50。
由此振蕩的交流電通過轉(zhuǎn)換電路14，50和變壓器15，51升壓為高壓交流電，然后再通過多路增壓整流器16，52轉(zhuǎn)換為高壓直流電(-10KV，+10KV)，然后施加至高壓桿7和篩網(wǎng)4。
為了更有效地充電，可參照圖4b，4c解釋負(fù)離子發(fā)生器2(提供負(fù)離子)和正離子發(fā)生器3(提供正離子)的操作過程。
首先，如果要通過可變調(diào)整器18，35調(diào)節(jié)供給推挽式轉(zhuǎn)換電路29，44的電壓，先要驅(qū)動自動電壓控制電路(AVC)19，34和輸出電流調(diào)整器20，33來調(diào)節(jié)加在電源17，32上的電流和電壓(直流36V)，然后再將電流和電壓供給推挽式轉(zhuǎn)換電路29，44。
施加了的電壓(18V直流)的電壓控制振蕩器(VCO)22，36通過根據(jù)參考電壓21，38施加的電壓調(diào)整可變調(diào)整器23，39而以預(yù)定振蕩頻率振蕩，并將該振蕩頻率施加給自動頻率控制電路(AFC)24，37。接著，自動頻率控制器24，37調(diào)節(jié)振蕩頻率，并將調(diào)節(jié)后頻率分別傳給轉(zhuǎn)換緩沖器25，40和非轉(zhuǎn)換緩沖器27，41，然后再將該轉(zhuǎn)換和非轉(zhuǎn)換的頻率傳給濾波器26，42，28，43。
如果將濾波器26，42，28，43濾過的振蕩頻率傳給推挽式轉(zhuǎn)換電路29，44，推挽式轉(zhuǎn)換電路29，44首先通過振蕩頻率將來自輸出電流調(diào)整器20，33，即來自電源17，32的輸出電壓升壓為交變電壓，然后將該升高的交變電壓供給變壓器30，45。
交變電壓其次由變壓器30，45升壓并由多路升壓整流器31，46轉(zhuǎn)換為直流電壓(-2KV，-10KV)，且將由此轉(zhuǎn)換的直流電壓供給用于產(chǎn)生正負(fù)離子的電源。
在對具有此種特征的FEP薄膜(即為膜板(或信號板))進(jìn)行充電的過程中，將由正負(fù)離子發(fā)生器2，3產(chǎn)生的正負(fù)離子供給高壓通路并結(jié)合在一起，結(jié)果在空氣中形成了一種導(dǎo)電介質(zhì)的空氣層，即在與高壓發(fā)生器1相連的高壓桿7和膜板組件5之間。
在這種情況下，需要指出的是，正負(fù)離子可用于凈化空氣的空氣凈化器，也可用于消除靜電的天電干擾消除器，且對于利用其的電場效應(yīng)給FEP薄膜表面充電也是很有用的。
正離子和負(fù)離子都是電解質(zhì)組分中的之一，其特點是按與載送電荷的電流相反的方向移動，且電荷的數(shù)量與載體離子(SO42-，OH-，Cl-)所帶電子的數(shù)目有關(guān)。
此外，離子的正負(fù)是根據(jù)原子最外層電子數(shù)目(也就是比正常狀態(tài)更少或更多)而定。進(jìn)一步地說，正負(fù)離子都不是電中性的，缺電子時帶正電，稱為正離子，富電子時帶負(fù)電，稱為負(fù)離子。通過調(diào)節(jié)電子數(shù)量而控制FEP薄膜的晶體結(jié)構(gòu)和加速電壓，從而得到一個由薄膜的連續(xù)成型在空氣中通過而產(chǎn)生的電位。
這樣，在結(jié)合了由正負(fù)離子發(fā)生器2，3產(chǎn)生的正負(fù)離子以后，在高壓通路，也就是在與高壓發(fā)生器1的正極相連的高壓桿7和膜板組件5之間，形成了一個導(dǎo)電介質(zhì)的空氣層，將高壓發(fā)生器1產(chǎn)生的高電壓供給膜板組件5，以可能使膜板組件5，也就是如圖5所示的由FEP薄膜制得的膜板進(jìn)行充電。
在高壓通路上，也即在膜板組件5和與高壓發(fā)生器1陽極相連的高壓桿7之間，安裝具有預(yù)定直徑的多孔的篩網(wǎng)，借以調(diào)節(jié)注入膜板組件5的膜板上的電量。換句話說，通過調(diào)節(jié)篩網(wǎng)中每個孔的直徑，或者是調(diào)節(jié)高壓發(fā)生器10供給至篩網(wǎng)4的電壓，可以任意調(diào)節(jié)注入膜板組件5的電量。
這樣，充入膜板中的電荷即被半永久性地固定了，且充電時間也大為縮短，可實現(xiàn)瞬時充電，以致于可實現(xiàn)充電設(shè)備的自動化，由此不僅提高了產(chǎn)率，而且提高了產(chǎn)品質(zhì)量。
如上所述，用于本發(fā)明的電容傳聲器的膜板的充電方法和充電裝置能夠保持充入膜板中的電荷定量，而不受空氣中溫度、濕度變化的影響，能夠使電荷穩(wěn)定地分散在膜板的整個表面上，減少由于過量放電對，膜板表面即FEP薄膜的損傷。從而使膜板的場分布是基本穩(wěn)定的并因此提高了其可靠性。
此外，用于本發(fā)明的電容傳聲器的膜板的充電方法和充電裝置，不僅能夠減少注入至膜板中的電荷的損失和提高充電效率，而且縮短充電時間，實現(xiàn)了充電設(shè)備的自動化。
顯然，對于本領(lǐng)域熟練人員而言，可以在不背離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，對本發(fā)明中的電容傳聲器的膜板的充電方法和充電裝置進(jìn)行各種修改和變化。因此，本發(fā)明意欲包括在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)及其等同范圍內(nèi)本發(fā)明的改進(jìn)和變化形式。
權(quán)利要求
1.一種對電容傳聲器的膜板進(jìn)行充電的方法，其中是將電荷充至由導(dǎo)電材料沉積在高聚物薄膜上的方法而制成的膜板表面上，其包括以下步驟通過將正離子發(fā)生器產(chǎn)生的正離子和負(fù)離子發(fā)生器產(chǎn)生的負(fù)離子提供給一條通了高壓電的電路而形成導(dǎo)電介質(zhì)空氣層；通過電暈放電并同時施加高壓電而將電荷注入膜板以此在高聚物材料的薄膜上形成雙電層。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的高聚物材料薄膜是由一種FEP(CF3CF，CF2四氟乙烯-六氟乙烯共聚物)薄膜制成的。
3.一種用于電容傳聲器的膜板的充電裝置，其中是將電荷充至由導(dǎo)電材料沉積在高聚物薄膜上的方法而制成的膜板表面上，其包括一正離子發(fā)生器，其用于將正離子提供給施加了高壓的線路從而形成導(dǎo)電介質(zhì)的空氣層；一負(fù)離子發(fā)生器，其用于將負(fù)離子提供給施加了高壓的線路從而形成導(dǎo)電介質(zhì)的空氣層；一高壓發(fā)生器，其用于對導(dǎo)電介質(zhì)的空氣層提供高壓以產(chǎn)生電暈放電而在高聚物材料的薄膜上形成雙電層。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述的高聚物材料薄膜是由一種FEP(CF3CF，CF2四氟乙烯-六氟乙烯共聚物)薄膜制成。
5.如權(quán)利要求3所述的裝置，其還包括一個具有從頂端貫穿至底部的多個孔的篩網(wǎng)，其用于調(diào)節(jié)高壓發(fā)生器產(chǎn)生的高壓以控制提供給膜板的電荷數(shù)量。
全文摘要
一種電容傳聲器的膜板的充電方法和裝置,其能夠給電容傳聲器中的膜板(信號板)充電,且該膜板是一種通過電暈放電和離子注入法在其兩面上沉積了導(dǎo)電材料的高聚物薄膜。該方法包括以下步驟:通過將正離子發(fā)生器產(chǎn)生的正離子和負(fù)離子發(fā)生器產(chǎn)生的負(fù)離子提供給一條通了高壓電的線路而形成導(dǎo)電介質(zhì)空氣層;通過電暈放電并同時施加高壓電而將電荷注入膜板以此在高聚物材料的薄膜上形成雙電層。
文檔編號H04R19/01GK1289219SQ0012114
公開日2001年3月28日 申請日期2000年7月28日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月20日
發(fā)明者金鐘圭 申請人:元一通信株式會社