用于声音放出的微孔膜层压物的制作方法_3

文档序号:9915724阅读:来源:国知局
部未粘合区域。
[0054] 进行各种类型的微孔膜层压物的测试以通过传输损耗测试来预测声学传输性能。 还进行频率响应/插入损耗测试以确定组装的放出组件的实际声学传输性能。传输损耗测 试已经典型地在本领域中用来预测声学传输性能,但是如在此将证实的,对于小型的、不是 标准尺寸的和/或不是由仅PTFE膜或织物制成的最终零件,传输损耗测试可能具有较小的 预测价值。 膜层压物的传输损耗
[0055] 该传输损耗测试被设计为测量标准尺寸的材料的平片材的声阻抗,并且典型地用 于预测声音出口组件的声学传输。在多个微孔膜上进行传输损耗测试,其中一些与在此披 露的技术一致地构建。使用ASTM E2611-09建立的测试指南与37mm管中安装的37mm直径的 膜样品。图8展示了用于PTFE膜和两个符合在此所披露的技术的膜层压物在500Hz到5000Hz 频率范围内的图形传输损耗数据。样品5是PTFE膜层压物,其中支撑稀松布层是具有三线的 超轻、斜织的聚酯支撑稀松布,如由Dodenhoff工业纺织品公司(Dodenhoff Industrial Textiles)(基地位于俄亥俄州韦斯特莱克(based in Westlake,0H)供应的20薄纱(Tulle) (如先前所讨论的在图6和7中描绘的稀松布)。样品G是PTFE膜层压物,其中该支撑稀松布是 具有相对密织的高密度聚乙烯(HDPE)以及乙烯乙酸乙烯酯(EVA),诸如来自德星技术公司 (DelStar Technologies)(基地位于特拉华州米德尔敦(based in Middletown, Delaware))的X540NAT-E/EDclncl·?如在图8中可见的,所测试材料的响应是不规则的,含 有在不同频率和频率范围的尖峰和凸起。尖峰或凸起表明该出口耐受在特定频率左右的振 动。在这一频率范围内,PTFE示出了比其他两种层压物更好的性能。
[0056] 以下表1展示了对于每个测试的材料样品和该样品的基重的传输损耗数据,包括 为了清楚起见从图8曲线图省略的样品。膜#0是对照,该膜是声等级的仅PTFE的膜。图9是描 绘了材料的基重与平均传输损耗之间的关系的曲线图。图9证实了随着介质基重的增加,传 输损耗也惮力π- 表1
[0057]传输损耗测试通常是用来预测呈产品形式的声音出口的声学传输,这些声音出口 可能远小于用于传输损耗所测试的样品膜。虽然传输损耗测试的结果确实反映了出口材料 的一些一般倾向,但是排除在数据中的凸起和尖峰以预测当转化成非常小的零件时样品可 能如何表现。材料小片不具有与大的材料样品相同的动态声学响应;相反,其响应远远不那 么复杂。单独使用传输损耗测试,人们不能预期PTFE层压物的声学性能与仅PTFE结构的一 致。如下所述的频率响应和插入损耗测试可以用于更精确地确定在产品构型中的声音出口 的实际声学性能。 Hl频率响应和插入损耗说明
[0058] 总体上,频率响应是系统或装置响应于刺激的输出频谱的定量量度。它是与输入 相比作为频率的函数输出的幅值和相位的量度。在声音出口的上下文中,频率响应函数 (FRF)是跨越特定声学范围的每个频率下已穿过声音出口的声波的幅值和相位相比这些声 波在它们穿过该声音出口之前的量度。
[0059] 不同于以上所讨论的传输损耗,该频率响应和插入损耗是与该声音出口(在其使 用配置中)相关联的量度,这在该声音出口是远小于可以在传输损耗测试中测试的标准尺 寸时可能是特别有用的。此外,频率响应和插入损耗测试可以确定符合可以如何使用该声 音出口的量度。作为实例,声音出口可以作为麦克风出口测试以便确定在麦克风应用中的 性能,并且该声音出口可以作为扬声器出口测试以便确定在扬声器应用中的性能。 麦克风出口测试
[0060] 在用于感兴趣的声音出口的Hl频率响应函数的实验测试的一个实例中,通过声学 测试腔室内部的扬声器产生随机声信号如白噪声。将两个麦克风安装在该腔室中以测量声 信号,一个参比麦克风和一个输出麦克风。这些麦克风各自具有安装在该麦克风的有效面 积上方的帽,并且该输出麦克风的帽具有安装在该帽上的该感兴趣的声音出口。安装在该 参比麦克风上方的帽没有声音出口。这样,通过该参比麦克风接收的声信号(不穿过任何声 音出口)理解为相当于在穿过该感兴趣的声音出口之前的声信号,并且相应地被处理软件 指定为输入数据,或参比数据。通过该输出麦克风接收的声信号(穿过该感兴趣的声音出 口)被指定为输出数据。然后将来自这两个麦克风的声信号通过该软件进行比较以产生跨 越该频谱的Hl FRF。
[0061] 图10描绘了安装在第一麦克风810上方的示例测试帽800的截面视图。将0形环布 置在由帽800限定的开口822内,这在该帽800与该第一麦克风810之间产生了密封。虽然未 在当前的图中描绘,在帽800的后壁824的轴向中心中机加工开口以匹配进行测试的出口的 尺寸和形状,其中类似于将如何在由电子装置壳体限定的开口上方安装该出口来安装该出 口,如以上关于图1 -3所述的。总体上,该机加工的开口将匹配该感兴趣的声音出口的未粘 合的内部区域部分的尺寸和形状,如以上相对于图1-3描述的,并且与第二麦克风相关联的 第二测试帽将具有基本上相同的在其内机加工的开口。
[0062] 与上述实验设置一致,可以使用的一个分析系统是BrUel &KjserSound & Vibration Measurement A/S(位于丹麦的H_serum)的脉冲(PULSE)分析仪平台。扬声器由该 脉冲分析仪平台软件驱动以产生白噪声。Brilel &Kjier类型2670麦克风可以与脉冲分析仪 平台一起使用以进行此测试。该脉冲分析仪平台软件记录麦克风数据持续5秒并且对跨越 频率范围的结果进行平均。将来自参比麦克风的声学数据与来自该输出麦克风的声学数据 通过该脉冲分析仪平台软件使用Hl FRF(频率响应函数)计算方法进行比较,该方法提供跨 越频率范围的每隔一段距离以分贝(dB)计的输出值。对于以分贝计的声音出口的频率响应 越低,穿过该出口的声音传输越好。
[0063] Hl FRF计算主要证实归因于声音出口的声信号损耗。然而,一小部分的声信号损 耗是由于这两个麦克风之间的设备缺陷、它们的定位、以及由扬声器产生的声场。这样,可 能希望的是还进行对照测试以产生Hl FRF对照曲线。此类FRF对照测试具有与上述关于测 试感兴趣的声音出口类似的测试设置,除了与参比麦克风和输出麦克风相关联的每个帽没 有声音出口。Hl FRF计算结果被归因于测试设置的缺陷。这样,在完美测试中,Hl FRF将跨 越频谱产生OdB。图11描绘了与使用上述测试设备的示例对照测试相关联的结果。
[0064] 为了计算插入损耗,对照Hl FRF结果通过以下方程调节测试Hl FRF计算结果: IL(f) =Hl 出口⑴-Hl 綱⑴, 其中IL(f)是插入损耗;Hl出口(f)是用于感兴趣的声音出口的Hl FRF;并且Hbj照(f)是用 于上述对照装置的Hl FRF。
[0065] 本领域技术人员应了解使用完美的、或接近完美的实验装置,该插入损耗将是与 用于感兴趣的声音出口的HlFRF数字上相当的,或接近相当的。但是在实践中,设备品质可 能变化并且因此常见的是当确定部件对声信号的影响时使用插入损耗。在这个具体的测试 程序中,该插入损耗是具有和没有覆盖该输出信号麦克风的声音出口的麦克风之间的FRF 比较。
[0066] 如将了解的,插入损耗结果可能实质上是复杂的。当尝试比较以相同的方式测试 的两种不同材料的结果时,可以有用的是计算在感兴趣的具体频率范围内以dB计的平均插 入损耗。这被称为平均揷入损耗。用干i文种i+笪的方趕亦下而給出,
其中IL(f)是在给定的频率f下该插入损耗函数的值,并且频率范围是从500Hz到 5000Hz。当在可替代的频率范围内的平均插入损耗是所希望的时,计算在该频率范围内的 积分并且然后除以在这个范围内的最大频率与最小频率之间的差,如本领域技术人员将了 解的。 麦克风出口组件的插入损耗测试-膜比较
[0067] 对具有不同微孔膜的多个麦克风出口组件测试插入损耗,包括与在此披露的技术 一致地构建的一些麦克风放出组件。在麦克风放出组件中测试的微孔膜是与以上讨论的经 受传输损耗测试的那些一致的。
[0068] 这些出口组件与在图12-13中描绘的示例出口组件一致地构建,其中图13是图12 中描绘的部件的截面视图。每个出口组件400具有:PTFE膜或膜层压物410,其具有椭圆形状 (具有10.58mm的长度、5.9mm的宽度);以及周边粘合区域420,该粘合区域具有围绕内部未 粘合区域460的1.5mm的宽度。将该周边粘合区域420粘合到在膜410-侧上的泡沫层压物单 面粘合剂430上以及在该膜410的另一相反侧上的聚酯膜双面粘合剂440上。该聚酯膜双面 粘合剂440是压敏粘合剂。作为制造的结果,在多个实施例中,聚酯膜双面粘合剂440的以其 他方式暴露的外粘合剂表面442可以联接到用于使用时自其移出的连续离型衬层上。此类 连续离型衬层可以还被联接到多个基本相同的出口组件上。在替代的实施例中,该泡沫层 压物是双面粘合剂,其中该泡沫层压物双面粘合剂的以其他方式暴露的粘合剂表面被联接 到离型衬层上。
[0069]两个测试帽(如以上关于图10描述的)机加工为限定匹配出口组件400的内部未粘 合内部区域460的尺寸和形状的开口。压敏双面粘合剂440联接至围绕该机加工的开口的测 试帽之一使得该内部未粘合区域460与该机加工的开口对齐。
[0070] 出口组件400根据上述频率响应/插入损耗测试方法进行测试。下表2示出了基重 与在500-5000Hz频率范围内的平均插入损耗之间的比较,这在图14中描绘的图中绘出。如 通过图14所证实的,在声学膜/膜层压物的基重与其插入损耗之间似乎存在弱的相关性,从 而表明基重并非必然是声音出口的实际声学性能的强预示物(predictor)。
表2 麦克风出口组件的插入损耗测试-尺寸比较
[0071] 用于插入损耗测试的出口组件的尺寸对性能有显著效果。对具有仅PTFE膜和PTFE 膜层压物(具有聚酯稀松布)的麦克风出口组件进行测试来比较内部未粘合的区域的尺寸 对声学传输的影响。与"5"相关联的数据是与以上讨论的样品5-致的,并且与膜"0"相关联 的数据是也在以上讨论的对照声学等级的仅PTFE膜。图形结果在图15中描绘,并且与该内 部未粘合区域尺寸的尺寸相比的平均插入损耗的结果报告在以下表3中,其也
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