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压电知识专栏
时间:2022-09-06 16:08:14 1040

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扬声器与点胶产品在压电陶瓷上有何区别?

压电扬声器

同传统的动圈扬声器比,超薄微型压电扬声器具有高功率密度、高转换效率、低功耗、无电磁干扰、0.5mm超薄结构、安装便利、不采用绕线结构无EMI噪音等优点。   

 

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 图 创始人早期开发的扬声器样机

派和科技创始人于2010年前与跨国外资企业合作,采用低温共烧技术和介质层间胶粘结两种生产工艺制备出微型扬声器所用多种规格的叠层压电陶瓷元件。其中,PS23*27微型叠层压电扬声器重量仅1g,如下图所示。其体积是同类电磁喇叭1/12,重量是电磁喇叭1/5,功率不到15mW。并针对自行车市场提出了一款新型PS46规格的压电扬声器,当时测试效果略优于日本松下同类尺寸的产品。该扬声器采用4片18×18mm,介质层厚度介于20微米到30微米间的多层压电陶瓷,陶瓷晶粒尺寸控制在1~1.5微米。


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 图 PS23*27微型扬声器

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图 低温共烧的叠层压电陶瓷元件


创始人与合作伙伴提出了一套高效声学模拟、柔性阻尼配重、振动模式调控等新技术,从结构设计上进一步优化了扬声器的性能参数,频带200Hz~20kHz,声压级近90dB,失真由10%降到5%。基于板壳振动理论、功的互等新理论,建立了压电扬声器的理论振动模型,为器件的声场分析和结构优化提供可定量控制的实施方法,采用有限元方法分析了压电扬声器声压级曲线和声场分布特征,搭建了压电扬声器高低温存储、疲劳、跌落等可靠性试验平台和表征方法。


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图 激光法测试微型扬声器的振膜振动

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图 手机中微型扬声器声学模拟  


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 图 扬声器声学测试系统

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图 多普勒振动模态测试系统获得的压电扬声器的振动模态 

利用压电陶瓷实现发声不仅仅可以制备出扬声器产品,派和科技创始人将压电陶瓷材料与其它产品或结构复合在一起,也能起到发声作用,比如:利用压电陶瓷与眼镜复合可以形成骨传导耳机,利用压电陶瓷与玻璃复合可以制备类似音箱效果

的“发声玻璃”等。这些设计方案早在2010年前,创始人领导技术团队就开始了方案论证和技术摸索。


压电点胶技术及产品

压电发声与压电点胶表面上看似不相关,但本质上具有相关性,派和科技技术团队从底层设计上熟悉两种截然不同产品各自的技术特点。

两者技术的共性在于:压电发声与压电点胶均采用压电陶瓷材料的逆压电效应,将电能转化成机械能,只是前者在转化成机械变形的同时,进一步推动空气振动产生声音。目前,我司的扬声器与点胶所采用的压电陶瓷均采用陶瓷介质层与内电极共烧技术,甚至采用世界上最先进的节能、低成本的低温共烧技术获得,1000度以下烧结并同时获得高性能的电学参数被公认为是学术界难度很高的技术。两者产品对压电材料的介电损耗、介电常数等关键电学参数的要求比较接近,只是边界条件的不同,对两者的设计要求差别比较大。这也是派和科技技术团队能彻底解决当前点胶阀烧阀的能力所在,现在越来越多的客户对我司后续不断提升产品性能,超越进口品牌充满信心也源于我们对技术的深入理解。


两者技术主要差别在于:多数发声器件采用压电陶瓷的d31压电系数,极少数声学器件采用d33压电系数,而目前市场上所有高端点胶技术采用的压电陶瓷均采用的是d33压电系数,即产品利用了压电陶瓷沿着厚度方向/长度方向的变形。派和科技具备开发采用d31压电系数,甚至d15压电系数高端点胶阀的技术能力和实力,而且所涉及的产品具备独特的结构和性能特点,或许在不久的将来,市场上您会见到与现有主流点胶阀截然不同的更高端压电点胶阀技术。


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 图 多款机型的压电点胶阀


派和科技创始团队在压电陶瓷产业界具有夯实的研究基础和产业化经验,团队熟悉压电陶瓷材料的制备、使用、设计等环节,能发现并解决国内外竞争对手解决不了的问题,因此我司已定型的压电点胶阀及其电源控制器产品开发中,团队在不断推出新的技术、新的产品功能、甚至新原理的点胶技术。派和科技平均每年产出一款新系列点胶阀和多个新配置,也是业界机型品种较多的企业。业内部分竞争对手已开始效仿我司的部分产品结构和功能,派和科技拥有专业化的律师团队,对于效仿者会选择适当时机进行反击,利用知识产权武器捍卫自身利益,派和人一直坚信一点:产品仿制终究要走入死胡同,中国企业的自主创新,产品的不断进口替代,这也是高新技术企业今后健康持久发展的唯一出路。


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图 对胶滴计量精确的控制能力及国际上先进的检测手段


真正的客户会意识到拥有强大研发能力的派和科技能给他们带来什么,带来的是产品性能持续的提升,带来的是对客户需求变化快速的应变能力。派和科技相继给客户开发出拆洗前后性能稳定的压电点胶阀、工人免调压电点胶阀、银浆专用款点胶阀、超长喷嘴实现稳定喷射点胶阀、高线性度电源控制器、自补偿功能电源控制器等。多款能力更炫的更高端点胶阀企业正在秘密研制或大客户测试中。派和科技的点胶阀产品系列多,不仅涵盖了国外多数竞争对手点胶阀的功能及性能,同时,我司正以积极心态配和客户响应市场的变化,实现更多进口品牌不具备的新功能、新结构、新原理,产品自主创新注定会引导企业发生质的飞越。


欢迎国内外点胶设备商、终端客户,选择与派和科技合作,互动双赢,给彼此一次合作的机会,必将助您赢得不一样的未来。


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