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空客A380采用电动机构来打开和关闭大门(图片由空客公司提供)。
巨无霸空客A380的舱门由于太大太重而不能手动操作,所以需要用电动装置来关闭舱门,这就需要传感器与转换器来严密监控舱门的关闭和锁紧机构。如果锁紧过程不完整,就会发出警报声;当舱门正确关闭时会发出OK信号。为了达到这个目的,在每个飞机的舱门旁安装了14个声波换能器。
位于德国柏林的Holmberg公司为空客和许多其他飞机制造商开发和生产电声器件,包括声波换能器,航空航天业要求获得可靠性和寿命的全面证明。与传统的批量生产的商用蜂鸣器相比,用于飞机舱门的压电式声波换能器能满足相当高的质量要求。
各种标准和定制的压电元件(图片由Physik Instrumente提供)。
为了满足苛刻的要求,Holmberg选择了由Physik Instrumente(PI)用陶瓷制造的定制化压电陶瓷盘,它能提供可靠性、耐用性以及严格遵守技术规范。
声波换能器
当前生产的最大的客机是空客A380,这是一种双层宽体四引擎喷气式飞机,翼展262英尺,可以运送850名旅客近1万英里的旅途。和所有飞机一样,A380使用的部件必须是适航的、可靠的、耐用的,并且尽可能地轻而小巧,声波换能器也不例外。
每架A380飞机的舱门旁都安装了14个声波换能器(图片由Holmberg公司提供)。
声波换能器由两个彼此粘合的压电盘、一个塑料膜和防水盒组成。当施加电压时,压电陶瓷会产生类似驱动频率的变形,称为逆压电效应,压电元件将电能转换成机械能。位移被传递到一个膜上,然后产生声波辐射。被操作的不同压电盘,会根据相应的谐振频率产生两种不同的声音。小的声波换能器的音量为160dB,安装后降至84dB。
压电元件
“我们的压电元件是粘在一起的两个压电盘。压电盘符合我们的高质量标准,并且所有与声学性能相关的压电参数(例如谐振频率、电容和耦合系数)的公差都非常小。”Holmberg的技术总监Peter Köppel解释道。
声波换能器的基本设计,由两个彼此粘合的压电陶瓷盘、一个塑料膜和一个防水盒组成(图片由Physik Instrumente提供)。
这些压电元件适用于任何原始设备制造商(OEM)的应用,因为从原材料、形状设计到组装的所有生产步骤均在同一个生产设施内执行。
压电换能器一开始是不同的精细研磨的材料的混合物。然后将这种压电陶瓷PZT(锆钛酸铅)混合物在高温烘箱中烘烤,针对各个应用使用不同的优化配方。