Page 125 - 《应用声学》2023年第1期

第 42 卷 第 1 期 王成等： 氧化铟锡薄膜的磁感应热声分析 121

级的可控参数不再是单一输入电信号或者光信号 入功率也在逐渐地变小，从而导致薄膜的声压级逐
的强弱，其中提供交变磁场的线圈匝数 n、薄膜与 渐降低，其关系如图12所示。
线圈中心之间的距离x以及线圈的横截面圆半径 r 1
等对薄膜声压级都有较好的调节效果，这对于薄膜 70
ေ᝷ϙ
扬声器的设计具有重要的指导意义。 ࠄᰎϙ
60
3.1 线圈匝数n与薄膜声压级关系 50

从式 (8) 和式 (9) 中可以分析得出，线圈匝数 n ܦԍጟ/dB 40
与薄膜的涡流热功率呈正相关，而薄膜的涡流热功
30
率又与薄膜声压呈正相关，所以线圈匝数 n 也就间
接地成为薄膜声压级的一个可控参数，两者的关系 20
如图 10所示，可看出薄膜声压级随着线圈匝数的增 0 2 4 6 8 10 12
ᘙᒛˁጳڔᄊ˗ॷᡰሏ/mm
加而变大。从实际情况分析，当线圈匝数增加时，线
圈的阻抗也会增加，线圈在输入相同电流时，电压升 图 11 薄膜至线圈轴线中心的距离 x 与薄膜声压级
的关系 (r 0 = 3.5 cm 为测距，f = 6000 Hz 为输入
高，导致薄膜的热声转换效率降低。所以薄膜声压
信号频率)
级可能不会随着线圈匝数增加一直变大，是否会产
Fig. 11 The relationship between the distance x
生拐点需要进一步的研究验证。
between the film and the center of the coil axis and
the sound pressure level of the film (r = 3.5 cm
80
ေ᝷ϙ is the distance measurement, f = 6000 Hz is the
ࠄᰎϙ
70 frequency of the input signal)
60
ܦԍጟ/dB 50 70 ေ᝷ϙ
ࠄᰎϙ
40
ܦԍጟ/dB
30 60
50
20 40
90 95 100 105 110 115 120
ጳڔӕ஝⊳n 30
图 10 线圈匝数与薄膜声压级的关系 (r 0 = 3.5 cm 20
为测距，f = 6000 Hz 为输入信号的频率)
17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
Fig. 10 The relationship between the number ጳڔӧय़/mm
of coil turns and the sound pressure level of the
图 12 线圈的横截面圆半径 r 1 与薄膜声压级的关
film (r = 3.5 cm is the distance measurement,
系 (r 0 = 3.5 cm 为测距，f = 6000 Hz 为输入信号
f = 6000 Hz is the frequency of the input signal)
的频率)
3.2 薄膜至线圈轴线中心的距离 x 与薄膜声压 Fig. 12 The relationship between the cross-
sectional circle radius r1 of the coil and the sound
的关系
pressure level of the film (r = 3.5 cm is the dis-
随着薄膜与线圈轴线中心的距离扩大，磁感应
tance measurement, f = 6000 Hz is the frequency
强度也在逐渐地变弱，所以导电膜的涡流热功率也 of the input signal)
在减小，从而薄膜的声压级也在降低，其关系如图
11所示。 从图 10∼ 图 12 可以看出，薄膜声压的实验值
与理论值变化趋势基本相同，实验值比理论值略低
3.3 线圈的横截面圆半径r 1 与薄膜声压级的关系 1∼2 dB，产生误差的可能原因：(1) 线圈的材质和结
随着线圈横截面圆半径的增大，从式 (9) 中可 构未达到理论中的状态，本身存在损耗，使其并不能
以分析得出，磁感应强度随之降低，所以导电膜的输 产生与理论相等的磁感应强度；(2) 薄膜的材质和