非織造布在駐極體傳聲器中的應(yīng)用

在聚焦器中，電動(dòng)汽車由凹面和背板制成，以蒸發(fā)金屬層。駐極體薄膜受聲壓的作用產(chǎn)生振動(dòng),使電容器兩塊極板之間的距離隨之變化,這時(shí)氣隙中電場(chǎng)強(qiáng)度相應(yīng)變化,導(dǎo)致兩塊極板之間電勢(shì)差的變化,從而產(chǎn)生足夠強(qiáng)的電信號(hào)輸出。防塵布是傳聲器極頭必不可少的組成部分,除阻擋灰塵進(jìn)入極頭內(nèi)部外,在聲學(xué)上還起到調(diào)節(jié)傳聲器頻響特性的作用,以控制如歌廳、劇場(chǎng)、馬路等場(chǎng)所背景噪音的攝入,同時(shí)改善音質(zhì)與音色。目前國(guó)內(nèi)外在這方面的研究和相應(yīng)報(bào)道均較少,本文結(jié)合實(shí)驗(yàn)和聲學(xué)理論,分析比較不同纖維材料和不同結(jié)構(gòu)防塵布對(duì)傳聲器頻響特性的影響,從而為防塵布的設(shè)計(jì)和制備提供初步的依據(jù)。圖1為防塵布吸聲和隔聲的作用示意圖。1儀器和方案1.1儀器傳聲器頻響特性測(cè)試采用Sunlight-184頻響測(cè)試儀,防塵布結(jié)構(gòu)測(cè)試采用常規(guī)紡織儀器。1.2頻響特性除塵器布試樣結(jié)構(gòu)測(cè)試試樣制備;測(cè)試未貼防塵布傳聲器極頭的頻響特性;測(cè)試貼有各防塵布試樣傳聲器極頭的頻響特性防塵布試樣結(jié)構(gòu)測(cè)試;實(shí)驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)分析。為了減少外界噪聲的影響,頻響特性測(cè)試在消聲室內(nèi)進(jìn)行。1.3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表12結(jié)果與分析2.1關(guān)于聲波靈敏度的一致性小型駐極體傳聲器對(duì)防塵布隔音性能的要求,主要是對(duì)高頻端靈敏度的抑制以及保持各個(gè)聲波頻率靈敏度的一致性。在頻響曲線上,將聲波頻率1kHz時(shí)靈敏度值作為參照標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn),以該點(diǎn)dB值±3dB、且5kHz至10kHz向下壓制的范圍作為希望得到的理想曲線范圍,參見圖2。2.2旋轉(zhuǎn)軸射系數(shù)的確定設(shè)入射到防塵布上的聲能為V防塵布隔聲能力可用透射系數(shù)τ表示,定義為:本文實(shí)驗(yàn)中采用的頻響測(cè)試儀,可直觀地得到傳聲器各個(gè)聲波頻率的靈敏度分布,因此對(duì)于防塵布性能比較和選用更具有實(shí)用性。2.3種靈敏度曲線對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果大致可分為三種情況:第一種,曲線波峰突起,對(duì)高頻端抑制不明顯,其典型為19號(hào)試樣(參見圖3);第二種,曲線處于1kHz處?kù)`敏度值±3dB的上下限范圍內(nèi),高頻端得到有效抑制,其典型為7號(hào)試樣(參見圖3)和22號(hào)試樣(參見圖4);第三種,曲線大幅回落于高頻端,低頻端翹起,其典型為26號(hào)試樣(參見圖4)。觀察實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,7號(hào)試樣和22號(hào)試樣符合小型駐極體傳聲器對(duì)防塵布隔音性能的要求,其傳聲器頻響曲線位于理想?yún)^(qū)域之內(nèi)。2.4織物材料的特性與傳聲器頻響特性的關(guān)系實(shí)驗(yàn)采用防塵布的纖維原料主要有聚酯、聚丙烯、粘膠、蠶絲、羊毛、分裂型超細(xì)纖維、ES纖維、亞麻和玻璃纖維,防塵布的加固工藝有水刺、熔噴、針刺、熱軋、熱風(fēng)、機(jī)織和復(fù)合。由表1可知,超細(xì)纖維的防塵布對(duì)高頻端頻響曲線具有強(qiáng)烈的抑制作用,其靈敏度比標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下降了11dB～17dB。超細(xì)纖維防塵布和常規(guī)纖維防塵布相比,在定量和厚度相同的條件下,其纖網(wǎng)中纖維根數(shù)大大增多,孔隙尺寸變小,依附于纖維表面的粘滯空氣層數(shù)量也增多。該粘滯空氣層對(duì)高頻聲波的能量衰減起決定性作用。纖維的截面形狀和表面特性影響粘滯空氣層的厚度。異形截面以及非光滑表面纖維的表面粘滯空氣層通常較厚,如亞麻纖維,因此22號(hào)亞麻防塵布試樣與其他定量和厚度較接近的試樣相比,對(duì)傳聲器頻響曲線高頻端具有較強(qiáng)的抑制作用。20號(hào)試樣為玻璃纖維與聚酯纖維復(fù)合而成,對(duì)傳聲器頻響曲線高頻端抑制非常強(qiáng),1kHz和5kHz處?kù)`敏度差異接近10dB,低頻端也略有抑制。該材料結(jié)構(gòu)較緊密,定量和厚度均較大,不利于聲波通過;又因玻璃纖維初始模量較大,不利于振動(dòng)傳聲,因此具有較好的隔音性能,但其并不符合傳聲器頻響特性的要求。實(shí)驗(yàn)中對(duì)蠶絲和羊毛機(jī)織布作了測(cè)試,由于其織物組織結(jié)構(gòu)較緊密,對(duì)傳聲器高頻端靈敏度均有較強(qiáng)的抑制作用。用這兩種材料沖制防塵布時(shí),布邊紗線易滑脫,因此不適合于小型傳聲器。2.5古材料中吸濕排汗劑穩(wěn)定效果的研究除纖維原料之外,防塵布的定量和厚度對(duì)傳聲器高頻端靈敏度同樣有調(diào)節(jié)作用,參見圖5和圖6。由圖可知,聚酯水刺非織造布的定量在80g/m為了研究防塵布定量和厚度對(duì)高頻端靈敏度抑制的綜合作用,可對(duì)5kHz處的靈敏度作兩元回歸分析:自變量:厚度x因變量:靈敏度Y回歸方程:復(fù)相關(guān)系數(shù):R=0.90705標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù):從標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)可以看出,防塵布定量對(duì)傳聲器高頻端靈敏度的影響要大于厚度對(duì)傳聲器高頻端靈敏度的影響。2.6旋轉(zhuǎn)軸傳聲器高頻端靈敏度由于聲波在纖維制品中傳播受到空氣粘滯性的影響,引起能量衰減,因此防塵布纖維之間排列的緊密程度以及孔隙率和孔隙大小會(huì)影響傳聲器的頻響特性。對(duì)于厚度接近、纖維原料相同的防塵布試樣,隨孔隙率下降,傳聲器高頻端靈敏度抑制作用逐漸加強(qiáng),如表2所示?？紫堵氏陆?纖維間孔隙尺寸變小,纖維表面的粘滯空氣層更容易使高頻聲能衰減。為了進(jìn)一步探討孔隙率對(duì)傳聲器頻響特性的影響,將7號(hào)試樣壓實(shí)后再測(cè)試頻響曲線,結(jié)果見表3。雖然厚度減小,定量沒有增加,但傳聲器靈敏度仍然降低。由此可見,防塵布孔隙率對(duì)傳聲器頻響特性具有重要影響。3非織造布的用量(1)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,亞麻水刺布(定量69g/m(2)纖維原料的性質(zhì)影響防塵布的隔音性能?？紫冻叽巛^小的超細(xì)纖維、玻璃纖維非織造布過分抑制傳聲器高頻端靈敏度,不能用作傳聲器防塵布。(3)防塵布的定量和厚度影響其隔音性能,定量較小時(shí),對(duì)傳聲器頻響特性影響也較小;定量和厚度