[发明专利]发声装置的驱动系统无效

专利信息
申请号: 92109581.3 申请日: 1992-08-26
公开(公告)号: CN1069846A 公开(公告)日: 1993-03-10
发明(设计)人: G·恩达尔;J·希德曼;G·莫隆;R·滕格汉 申请(专利权)人: ABB.原子有限公司
主分类号: H04R1/44 分类号: H04R1/44;H04R17/00
代理公司: 中国专利代理(香港)有限公司 代理人: 杨凯,程天正
地址: 瑞典韦*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 发声 装置 驱动 系统
【说明书】:

本发明涉及一特别用于发声装置的机械驱动系统。现有的发声装置可作为发射器,亦即作为声信号的换能器和声信号的接收器。可使用本发明而十分有利的发声装置,如所谓的声纳,即可在水下发送声波信号的发射器,该声波经反射后,又可由各种类型的水听器进行监测。

众所周知的事实是低频声波在水中传播的距离比高频声波远。从军事观点和近海石油天然气工业观点出发,长期以来迫切需要强有力的能在水下工作的低频声波发射器。在一段相当长的时期中,市场上可以买到适于这些目的和领域所使用的具有各种不同设计和装置的发射器。有关这类声波发射器的一篇摘要,其题“掺入稀土合金的声纳换能器设计”,刊登于1984年11月《防御系统周刊》(DEFENSE    SYSTEM    REVIEW),第50-55页上。

大多数目前使用的声发射器或是依据压电效应,或是依据磁致伸缩。如所周知,压电效应指晶体物质分别当端面被加电压时,发生形变;和当物质发生物理形变时,获得电压。磁致伸缩指磁性材料分别在磁通量变化时,发生形变;和在外界因素引起长度变化时,引起磁通量的变化。这表明一个利用这些效应的发射器,原则上也可作为一个接收器。

现在已有种种不同的声发射器装置。在低频应用中,它一般是带有圆形或椭圆形截面的圆筒形状。

此类发射器的最大问题是如何得到足够强的振荡幅度。为此,要求一个有大的振荡幅度的大发射器区域或小发射器区域。

引入所谓巨磁致伸缩材料,改善了条件以获得好的声发射器。以这种材料作为驱动元件,幅度的变化比使用压电材料的相应变化高30倍。使用这种巨磁致伸缩材料的发射器已有数年之久。使用巨磁致伸缩材料的发射器的一个特性是必须对其施加机械预应力。这可通过不同途径,例如在(美国专利申请)US-A-4    438    509中所示带有预应力线路的设备。

本文将从带有近椭圆形截面的圆筒状发射器开始详细描述在实际驱动中的常用装置。圆筒形封套的表面包括一弹性膜片或外壳。圆筒内有两根梁,与轴平行并与外壳接触,可向外壳加压。梁的截面与椭圆形外壳的短轴之间为对称的镜面-反转关系且每个梁由外壳朝向长轴的端点的那部分所定界,弦平行于短轴。电控驱动部件,以驱动棒的形式装于梁之间,并与其平面-平行侧面相接触。驱动棒的纵轴与椭圆截面的长轴相一致,位于发射器端面的中间。在利用磁致伸缩效应的情况下,驱动棒包括一磁致伸缩材料,其周围的线圈经磁化,以跟上发射器所要求的频率。如利用压电效应,则驱动棒包括一压电材料。当然,在驱动棒的整体中或其某一部分中包括具有所需长度变化能力的材料。

以上所述的声发射器的基本装置,就实际细节而言,可能有所不同。一具有圆筒形状及椭圆形截面,并有巨磁致伸缩材料的驱动棒的声发射器,业已公开发表在US-A    4    901    293,题为“一种稀土弯张换能器”的美国专利申请中。

瑞典专利8901905-3,“声发射器中的装置”,也描述了一种具有椭圆形截面的圆筒形发射器。其驱动部件包括具有两个相对设置的槽的主体部分,驱动棒即插入该槽中。这些驱动棒本身也固定于以上述同样方式影响膜片的压杆中。

瑞典专利申请9003086-7描述了一种用于声发射器的驱动组件,它包括一带有窗口的磁性材料框架,其窗口用以安装驱动部件及预应力装置。两个带有驱动部件的窗口和一个带有机械预应力装置的居中的窗口纵排成列。其通过驱动部件中的压紧螺栓及框架上的洞对位于发射器内的压梁施加预应力,且该列位于发射器壳内。驱动组件可包括数个纵列。

本发明所包含的组装系统,包括用于磁化活性物质的磁路,该磁路系以(美国专利申请)US-A-4    914    412,“磁路”为依据。依该美国专利,所包括的磁路沿轴向磁化磁致伸缩材料制成的圆筒形柱芯。该磁路包括一个磁化线圈、偏磁磁化的圆盘形永磁体及软磁材料圆盘,其直径相当于线圈外径,以及围绕于磁线圈外周的软磁性圆筒状管。软磁部件包括于磁路中,该磁路包含磁致伸缩柱芯。

根据本发明,用于发声装置的驱动系统,包含若干平行且对称地放置于压梁间的驱动装置,该梁根据工艺情况亦包括于驱动装置中。驱动装置包括一固定框架,框架内有两个带有一中间机械预应力装置的驱动单元。驱动装置有轴向伸出棒,与对侧的发声装置中的压梁相接触。

驱动单元也包括可任选数目叠排成行的驱动部件。每个驱动部件包括一定子元件、驱动元件和导引装置,该装置为导引环和空心导引圆盘形式,连同其它部件依据US-A-4    914    412实现磁路。

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