具有含吸附剂粉末的壳体的声学系统技术方案

本发明专利技术涉及一种声学系统，特别是声换能器，具有壳体(2)，其包围容积并且其中至少表面或亚表面由构造成振动的片状结构(1)形成，其中由吸附剂材料制成的粉末(3)存在于容积中，其中选择粉末(3)使得，通过由构造成振动的片状结构(1)的振动引起的粉末(3)在容积中的运动，使得增大有效吸附表面，其中选择吸附剂材料使得，构造成振动的片状结构(1)的振动带来的压力增大提高位于容积中的空气或气体的吸附以及构造成振动的片状结构(1)的振动带来的压力降低提高位于容积中的空气或气体的吸附。在此，粉末(3)可在壳体内自由移动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请涉及一种具有含吸附剂粉末的壳体的声学系统。
技术介绍
在具有中空空间、即大部分填充空气的中空空间的声学系统、例如诸如扬声器壳体中，容积决定了其在低频下的效果，无论其是发声或消声系统。认为容积越大，则声波顺从性越大以及声效率越大。因此需要处理，以在空间有限时提高小中空空间的声波顺从性。为实现此目的，除了别的以外，已经尝试用吸附剂或吸附剂材料填充壳体。在此已知的多孔材料已经证明是合适的，因为吸附简单来说是容积效应。然而，关于声波顺从性的放大效应仅仅局限于理论以及实践中，尤其是因为容积精确表示临界值。另一方面，吸附是表面效应，其理论上可以无限增大的，只要可以不管容积如何而增大有效表面。以不同材料形式的不同吸附剂获得该效应，例如，US4657108和US2004/0251077提出双倍声波顺从性的观点。在实践方面，大多使用活性炭作为成型件的涂层或在壳体中以颗粒状形式存在，如图1所示，这将在下面更详细地进行描述。活性炭相对便宜并且容易获取。但是，其对于这样的具体应用也具有缺点：其一个弱点在于空气湿度。因此，用于填充有活性炭的壳体、尤其是扬声器的技术实施方式专注于保护和防止壳体中的湿气。一方面，提议用诸如进而具有吸附或吸水性能的物质的添加剂来绑定湿气(US2004/0251077)。描述了壳体中的另外的阻挡件或封装，其另一方面将湿气保持远离活性炭(US4657108)。然而因为这些阻挡件、例如膜或高密度毛也具有吸声效果，必须接受部分让步。然后可以在此容纳活性炭以阻止湿气进入的压力平衡管被提供，以例如防止壳体与封装在膜中的活性炭之间的压差(US4657108)。解决湿气进入的问题的容易方法由使用具有同样密封扬声器以及壳体与扬声器之间的紧密连接的防湿壳体。这种构造由于未知原因而迄今为止不被人所知。推定的原因是电动锥形扬声器的优选使用。防水对于预期用途不是可行的。如果使用颗粒状活性炭或粉末状活性炭，则同时产生问题，因为其可能妨碍振荡器线圈在其内移动的开口环形间隙。这导致相对于壳体中的活性炭的所有保护措施的另一原因。除了这些与用途相关的构造方面，产生声波顺从性是否可以进一步提高的问题。关于表面效应吸收和通过活性炭颗粒的上述已知的双倍，颗粒尺寸优选在0.1-0.3mm之间(US4657108)。在已经提及的压力平衡管(US4657108)中真正提及更细粉碎(大致0.05mm)的活性炭，但是其表述功能为防潮层。未知其他具有活性炭的其他管理模式的尝试或研究。从EP1868410A1已知扬声器布置。其中存在壳体。壳体壁部分由膜形成。激励膜振动的驱动器位于壳体内。在壳体内还有布置粉末状活性炭在其中的另外区域。活性炭容纳在套筒、例如袋中。这样，活性炭首先被防止在壳体内进行自由移动并且损坏激励膜振动的驱动器。就此而论，应到注意，这样的驱动器大部分是具有环形间隙的线圈。如果细小粉末状活性炭到达其处，则驱动器可能被损坏。众所周知，活性炭基于压力可以吸附气体。其有时被错误地称为吸收(absorption)，例如在维基百科中(截至2013年6月4日)。在维基百科中同样描述了孔特管(Kundt'stube)。在孔特管的情况下，可以使得玻璃管中的驻波可见。例如，石松孢子(Clubmossspores)被强大的声波所移动并且收集在声波的粒子速度最低的点处，即在驻波的节点中。石松孢子被声波移动。基于为了提高声波顺从性以及与其同时关连的实际问题而填充在壳体中的活性炭的预先确定的电势(potential)，本专利技术的目的在于增强声学效果以及降低或消除实际问题。
技术实现思路
该目的尤其通过独立权利要求的特征获得。从属权利要求公开了优选的其他扩展。说明书和附图公开了更多的细节。本专利技术提供一种声学系统，特别是声换能器，其具有包括容积的壳体，并且在壳体中，至少一个表面或部分表面由构造成振动的片状结构形成，其中，在容积中存在由具有有效吸附表面的吸附剂材料的粉末，其中选择粉末使得粉末的运动由于构造成振动的片状结构的振动而在容积内发生。运动必须以此方式发生，使得有效吸附表面以此方式选择，使得在压力提高的情况下由于构造成振动的片状结构的振动而产生存在于容积中的空气或气体的吸附。如开头所述，已知刚性可以通过声换能器的容积中的吸附物质而降低，因为可用容积可以由此同样增大。同时清楚的是，除了合适材料的选择-吸附必须在压力提高的情况下发生之外，可用表面起到决定性因素。因此，经常选择活性炭，因为活性炭具有期望的吸附性能并且呈现高表面。活性炭的试验已经示出，在粉末的颗粒尺寸明显小于0.1mm的情况下，发生吸附的明显提高。可以解释具体的提高，因为可用于吸附的表面在减小颗粒尺寸的情况下增大。然而，这不足以充分解释观察到的提高。显著的提高可仅能解释为构造成振动的片状结构的振动引起具有足够小颗粒尺寸的粉末颗粒的运动，由此有效吸附表面也明显扩大。此运动导致粉末颗粒的距离的增大，使得待吸附的空气或气体可以更好地到达粉末颗粒。填充的密度由于距离改变而提高，因为相同数量的粉末颗粒占据更大量的空间。压力波动因此引起动态密度的改变。粉末的涡旋经常也与其关连。然而，粉末不需要存在于壳体中。对于大部分而言，粉末颗粒相对于彼此的距离由于运动而提高，这就足够了。由此分析得出重要的结论，以此方式选择由用于降低声换能器的刚性的吸附剂材料制成的粉末，使得粉末的运动由构造成振动的片状机构的振动引起。这不限于具有上述颗粒尺寸的活性炭粉末。粉末此外在壳体内自由移动。这超出了所述的涡旋能力。对此增加了，粉末可以在壳体的不同位置处并且不仅仅在特定区域中。为此，省略了此区域的分开，使得粉末可以通过声波而更容易地涡旋。一般而言，粉末基于重力并且由此基于声换能器安装在壳体中的位置而分布。与从EP1868410A1已知其中粉末容纳在袋中的布置相比，由此可以实现明显更好的涡旋能力，使得声换能器的刚性可以更有效地降低。总之，空气可以更好地到达粉末颗粒并且在此被更好地吸收。此外，围绕粉末的套筒不能够阻止声音进入，使得昂贵的材料以及当然的封装花费可提高成本。本专利技术的焦点是被动的声换能器，即其中来自外部、待削弱的声音激励构造成振动的片状结构的振动的声换能器。在这些情况下，不存在必须针对壳体中的粉末予以保护的驱动器。如后将示出的，本专利技术也可以应用到声学系统，其中存在驱动单元，构造成振动的片状结构借助于驱动单元可以被激励振动。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种声学系统，特别是声换能器，具有壳体(2)，其包围容积并且其中至少表面或亚表面由构造成振动的片状结构(1)形成，其中由具有有效吸附表面的吸附剂材料制成的粉末(3)存在于所述容积中，其中选择所述粉末(3)，使得通过由构造成振动的所述片状结构的振动引起的所述粉末(3)的运动，增大所述有效吸附表面，其中选择所述吸附剂材料，使得通过来自构造成振动的所述片状结构(1)的振动引起的压力的增大而引起存在于所述容积中的空气或气体的吸附，其中所述粉末(3)可在所述壳体(2)内自由移动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.06.07 DE 102013210696.31.一种声学系统，特别是声换能器，具有壳体(2)，其包围容积并且其中
至少表面或亚表面由构造成振动的片状结构(1)形成，其中由具有有效吸附表
面的吸附剂材料制成的粉末(3)存在于所述容积中，其中选择所述粉末(3)，
使得通过由构造成振动的所述片状结构的振动引起的所述粉末(3)的运动，增
大所述有效吸附表面，其中选择所述吸附剂材料，使得通过来自构造成振动的
所述片状结构(1)的振动引起的压力的增大而引起存在于所述容积中的空气或
气体的吸附，其中所述粉末(3)可在所述壳体(2)内自由移动。
2.根据权利要求1所述的声学系统，其特征在于，选择活性炭作为所述吸
附剂材料。
3.根据上述权利要求中任一项所述的声学系统，其特征在于，选择所述粉
末(3)，其中存在至少50％质量份的颗粒尺寸为小于0.08mm、优选小于0.05mm、
特别优选小于0.045mm的粉末。
4.根据上述权利要求中任一项所述的声学系统，其特征在于，选择炭纳米
管作为吸附剂材料。
5.根据上述权利要求中任一项所述的声学系统，其特征在于，构造成振...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·贝，M·莱斯特纳，P·莱斯特纳，W·梅森薛德，
申请(专利权)人：弗劳恩霍夫应用研究促进协会，
类型：发明
国别省市：德国;DE