在过去，大黑盒子一直是音频扬声器的代名词，但一种新的创新材料正在为扁平、轻量化和高效的墙壁对壁扬声器铺平道路。EMFi(电子机械薄膜)有能力感知最轻微的触摸，并根据外部电压改变其厚度，以产生自己的声音。EMFi材料的高灵敏度和易于覆盖不同形状和弯曲的表面，使其成为许多传感器和执行器应用的吸引人的选择。如今，EMFi材料被用于许多商业应用，如键盘、弦乐器的麦克风、大小面积传感器和扁平扬声器。使用EMFi传感器和致动器以及先进的控制系统和放大器，这种材料现在正被开发用于声音的主动控制(ACS)，到目前为止，这种材料在商业上没有吸引力，只有少数实际应用。 EMFi平板扬声器EMFI是一个新的，创新的弹性electr，首先在20世纪80年代开发了芬兰发明人Kari Kirjavainen。自1994年以来，他的工作继续通过VTT化学技术，通过继续研发，将EMFI材料带到新的水平。一个这样的发展是第一个EMFI平扬声器，预计将于2001年后的商业上市。由PANPHONICS LTD开发，扬声器采用薄，轻巧的EMFI面板执行器。声音是由振动在由多孔塑料或纤维材料制成的空气穿透定子之间的空腔中的EMFI薄膜产生的。该薄膜在电极之间的空腔上产生电场，不需要单独的偏置电压，产生高于100dB的声压水平。目的是基于这些平面扬声器生产ACS系统，覆盖着大型墙壁到墙壁区域。 其他EMFI产品EMFi还成功应用于传感器产品，键盘和吉他麦克风是市场上第一个基于EMFi的传感器产品。芬兰Screentec有限公司推出了一款使用EMFi箔的重型键盘和键盘，该箔由几毫米厚的钢或塑料板保护，图1．EMF音响有限公司以B-Band为商标，为原声吉他、低音吉他和小提琴等不同的弦乐器制造基于EMF的麦克风。EMFi与木材的良好声学匹配，产生最自然的声音，造就了众多EMFi拾音器爱好者。
|
图1所示。使用EMFi技术制造的防破坏键盘。 |
当连接到高阻抗电压放大器或电荷放大器时，可以定量和定性地测量非常微弱现象的信号，例如，可以检测到雨滴和大风。同样的传感器可以检测站在或坐在传感器上的人的心跳和呼吸。传感器的动态性很大。一层可以测量其表面100纳米的压力变化－２到100名knm.－２'。上限难以增加，因为它涉及膜的无弹性压缩，而较低的检测限取决于噪声水平，并且可以通过胶合，例如10层的EMFI材料来减小增加敏感度十倍。 EMFi传感器可以使用EMFI传感器，其中需要监测压力或力发生变化，声音或运动。考虑到这一点VTT化学技术与EMFitech Ltd，一家专门为客户和经销商和许可合作伙伴的EMFI电影制造传感器的公司开发了EMFI地板，其中EMFI安装在普通地板下。EMFI在暴露于诸如脚步的机械力时产生电信号，并且尽管整个EMFI板用作传感器，但是家具和器具的固定物体不会影响信号，并且它不会设置家具的任何限制。传感器信号通过安装在墙壁上的标准插头点内的前置放大器被放大和过滤，靠近EMFI地板传感器。中央控制单元将预处理的信息或直接通过便携式电话系统转换到护士口袋中的警报单元。EMFI楼层的当前应用包括护理和其他护理设施的患者监控。未来的应用包括工业或私人建筑中的正常防护和监测应用。 什么是EMFI由？EMFi材料是以聚烯烃材料为基础，在连续的双轴取向过程中制造，在两个垂直方向(机器方向和横向方向)拉伸薄膜。EMFi材料的结构是由薄聚烯烃层隔开的扁平空欧洲杯足球竞彩隙组成。典型的HS01型EMFi厚度为70µm。这些空隙是由复合的小颗粒组成的，这些小颗粒作为破裂核，在双轴方向上形成封闭的透镜状欧洲杯猜球平台空洞。在制造过程中，向材料中注入永久电荷，以形成能与环境相互作用的驻极体材料。通过真空蒸发到薄膜两面的薄金属电极，完成了EMFi结构。 他们如何工作？
通常的聚合物驻极体膜被电晕电压，电压范围为5-10kV。在实心膜（没有空隙）的情况下，仅可以对膜的表面充电。该表面电压可控地升高，例如500V。在诸如EMFI的空隙驻极体的情况下，电荷也可以在薄膜内的聚合物/气体接口处永久地定位。为了充电空隙薄膜，必须使用更高的电晕电压来在空隙材料内产生电放电。我们现在的假设是材料内的放电在不等于外表面上的电荷的空隙膜内的聚合物/气体界面上的电荷密度。为了使用带电的空隙膜作为传感器或致动器，其根据外部电压信号改变其厚度，必须在薄膜的两个表面上提供金属电极。 中空的内部结构使薄膜在厚度方向上柔软有弹性。这意味着空隙的膨胀和收缩与薄膜的方向有关。EMFi出色的传感器和执行器操作是基于这样一个事实，即由于外力在气体空隙中产生的薄膜厚度减少，而这些气体空隙比聚合物层软得多。直接压电换能器系数d33描述了驻极体材料的传感器灵敏度，与固体压电聚合物(如聚乙烯醇二氟化(PVDF)(约20皮库仑每牛顿)相比非常高。HSO1型的EMFi换能器系数为170 pC/N。这个更高的值等于增加了灵敏度。 执行器的操作与传感器的操作是相互的。这意味着HSO1薄膜的厚度变化对应于电压1v的变化是170pm(皮米)。通过原理图说明了传感器和执行器的工作原理，图2．
|
图2。EMFI材料中的传感器操作与执行器操作。欧洲杯足球竞彩 |
HSO1 EMFi可以很容易地经受+/- 500v驱动信号，而不会对薄膜造成损坏。这相当于它的厚度变化约为+/- 85nm。然而，单层EMFi的声辐射能力较低。通过将几个薄膜层相互叠加，声辐射可以增加，振幅的增加似乎是近似线性的。但是，如果总失真小于1%，即使有20层，距离辐射表面1米的声级在250赫兹时不超过70分贝，在1000赫兹时不超过90分贝。人耳可以对20 - 20000赫兹的可听频率范围内的声音作出反应，对500 - 4000赫兹的频率尤其敏感。 声音有限公司的EMFI技术特点一个新的挑战是在声音（ACS）的主动控制中使用EMFI。ACS一直是噪声控制（主动噪声控制，ANC）和其他应用等应用的有希望的方法，如主动吸收和主动声音传输，但缺乏用于反局部产生的良好致动器，使得积极控制声音。两个欧洲联盟资助的研发项目（事实和Smartacus）以及其他几个较小的项目（其他较小的项目）专注于使用EMFI传感器和执行器面板元件进行主动噪声控制。到目前为止，基于EMFI的主动噪声控制已应用于通风管道，具有更新的应用，包括用于运输系统和建筑元件的噪声控制的面板的声音传输损耗增加。 未来未来，我们将专注于EMFi材料的研究和开发，使其能够承受更高的温度。此时，灵敏度最高的EMFi材料适合在常温下操作，在常温下材料内部的电性能或静电荷是稳定的。然而，EMFiTECH有限公司开发了一种预老化工艺，以稳定EMFi传感器在60°C下的连续使用。对于我们来说，真正的挑战是开发能够承受高达100°C的温度的EMFi材料，这是许多工业应用的要求。新的聚合物材料可以很容易欧洲杯足球竞彩地承受这样的温度，并保持他们的静电荷已经有了。耐高温材料往往具有较高的刚性，其应变能力通常较小。欧洲杯足球竞彩正在进行的和未来的研究项目将解决这个问题，在新的突出材料的帮助下，高温空洞驻极体材料将很快看到阳光。欧洲杯足球竞彩 |