一种扇叶式阵列石墨烯发声器的制作方法

本发明公开了一种扇叶式阵列石墨烯发声器，涉及微型器件设备技术领域。

背景技术：

2004年，随着英国曼彻斯特大学的两位科学家首次采用机械剥离法得到仅由一层碳原子构成的石墨烯后，石墨烯便受到全世界各国研究人员的关注。在石墨烯众多的特性中，由于其单层的二维结构具有极低的单位面积热容、极高的热导能力、良好的光学透明性以及高机械强度这些性能，故而在热声器件的电极材料上也有良好的应用前景。应用石墨烯的热声效应可以制作石墨烯发声器。热声效应是指在对薄膜导体加载交流电后会产生周期性的热波，热波与周围介质发生热传递，使其发生周期性的膨胀与收缩，继而产生声波，总结下来是一个电—热—声的过程。

目前已经有了基于编织网格结构的石墨烯热致发声器及制备方法（中国专利申请号：20171018935.9），它提供了一种网格结构石墨烯的热致发声器件，通过对网格结构石墨烯提供电信号以使所述编织网格结构石墨烯产生热量进而带动所述编织网格结构石墨烯周围的介质振动发声，这种结构使得器件更加具有机械性能；另外在衬底上设置有若干通孔使得器件的声压级能够更高。但现有的对石墨烯热致发声器件的探索大部分都是针对石墨烯材料本身进行处理，很少有改进发声器件结构来提高热声效应的输出方案。

技术实现要素：

本发明针对上述背景技术中的缺陷，提供一种扇叶式阵列石墨烯发声器，通过将若干石墨烯发声器组成阵列，从而达到改善石墨烯发声器输出声压级和改变声音传输方向的效果。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种扇叶式阵列石墨烯发声器，包括致热元件和热致发声元件，致热元件和热致发声元件电连接，致热元件为热致发声元件提供电信号以使所述热致发声元件发生热声效应进而产生声音，所述热致发声元件包括若干阵列设置的热致发声单元，每组热致发声单元在保持平行设置，呈现扇叶式阵列，所述热致发声单元之间设置传动杆，所述热致发声单元的两端连接柄杆，所述热致发声单元可随着与其连接柄杆的轴线转动，所述的热致发声单元之间通过两侧的柄杆铰接，当致热元件为热致发声元件提供电信号后，热致发声元件产生周期性的热波，热波与周围介质发生热传递引起其产生周期性的膨胀与收缩，进而产生声音。

进一步的，所述的传动杆为绝缘材料制成，所述柄杆为绝缘橡胶smr20制成，避免致热元件施加的电信号流失。

进一步的，所述的传动杆和热致发声单元之间铰接，所述的传动杆连接于热致发声单元的中部，所述传动杆对热致发声单元起到支撑作用，且在电机带动一个柄杆转动后能带动所有热致发声单元转动相同角度。

进一步的，其中一个柄杆上连接驱动装置，所述驱动装置为微型系列ys标准电机，通过驱动装置驱动柄杆与传动杆使基本单元发生转动，改变石墨烯发声器的声音传输方向。

进一步的，所述的热致发声单元至少为5个，能有效的改善石墨烯发声器的输出声压级。

进一步的，所述热致发声单元包括pi膜、石墨烯薄膜和导电银胶；所述pi膜作为基底，在pi膜上生长沉积石墨烯薄膜，石墨烯薄膜的两侧分别涂抹一层导电银胶，所述每个热致发声单元之间通过接在导电银胶处的导线相连。

进一步的，所述致热元件包括一个外加交流激励源，所述外加交流激励源的正负两极分别电性连接热致发声单元的两侧，每个热致发声单元之间通过接在导电银胶处的导线相连，致热元件和热致发声元件通过导线相连，每个热致发声单元左侧通过导线与外加交流激励源的正极连接，每个热致发声单元右侧通过导线与外加交流激励源的负极相连，以使每个热致发声单元共用同一个外加交流激励源，因为共用同一个外加交流激励源，有利于使施加外加激励这一操作更加简便。

有益效果：

1.所述扇叶式阵列石墨烯发声器，热致发声元件部分包括多个热致发声单元，相比单个基本单元的结构，增加了接收电信号发生热声效应的器件的数目，可以提高石墨烯发声器的输出声压级。

2.扇叶式阵列石墨烯发声器，由于有传动杆的连接支撑以及设置在热致发声单元两端可转动的柄杆，在转动电机带动柄杆转动后，可以使得所有热致发声单元同时发生转动，且都能转动至相同的角度，改变了阵列中每个石墨烯发声器的角度，因此可以改变石墨烯发声器的声音传输方向。

3.所述扇叶式阵列石墨烯发声器，因为所有热致发声单元均共用同一个外加交流激励源，因此可以在施加交流激励的操作上更为的方便简单。

附图说明

图1是本发明热致发声单元的示意图；

图2是本发明结构示意图；

图3是本发明石墨烯发声器转动扇叶时的侧视图；

标识说明：1-pi膜；2-石墨烯薄膜；3-导电银胶；4-传动杆；5-柄杆；6-热致发声单元；7-转动后的热致发声单元。

具体实施方式

下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1~2所示，本发明提供的一种实施例：一种扇叶式阵列石墨烯发声器，包括致热元件和热致发声元件，致热元件和热致发声元件电连接，致热元件为热致发声元件提供电信号以使所述热致发声元件发生热声效应进而产生声音，所述热致发声元件包括若干阵列设置的热致发声单元6，每组热致发声单元6在保持平行设置，呈现扇叶式阵列，所述热致发声单元6之间设置传动杆4，所述热致发声单元6的两端连接柄杆5，所述的热致发声单元6之间通过两侧的柄杆5铰接。

所述热致发声单元6包括pi膜1、石墨烯薄膜2和导电银胶3；所述pi膜1作为基底，在pi膜1上生长沉积石墨烯薄膜2，石墨烯薄膜2的两侧分别涂抹一层导电银胶3，所述每个热致发声单元6之间通过接在导电银胶3处的导线相连。

所述致热元件包括一个外加交流激励源，所述外加交流激励源的正负两极分别电性连接热致发声单元6的两侧，每个热致发声单元6之间通过接在导电银胶3处的导线相连，致热元件和热致发声元件通过导线相连，每个热致发声单元6左侧通过导线与外加交流激励源的正极连接，每个热致发声单元6右侧通过导线与外加交流激励源的负极相连，以使每个热致发声单元6共用同一个外加交流激励源，因为共用同一个外加交流激励源，有利于使施加外加激励这一操作更加简便。

所述的传动杆4为绝缘材料制成，所述柄杆5为绝缘材料制成，避免致热元件施加的电信号流失。

所述的传动杆4和热致发声单元6之间铰接，所述的传动杆4连接于热致发声单元6的中部，所述传动杆4对热致发声单元6起到支撑作用，且能带动热致发声单元6转动相同角度。

所述的热致发声单元6至少为5个。

其中一个柄杆5上连接驱动装置，所述驱动装置为电机。

所述扇叶式阵列石墨烯发声器，热致发声元件部分包括所有热致发声单元，相比单个基本单元的结构，增加了接收电信号发生热声效应的器件的数目，可以提高石墨烯发声器的输出声压级。

如图3所示，扇叶式阵列石墨烯发声器，由于有传动杆的连接支撑以及设置在热致发声单元两端的柄杆，在转动电机带动柄杆转动后，可以使得热致发声单元同时发生转动（即图3中7的状态），且都能转动至相同的角度，改变了阵列中每个石墨烯发声器的角度，因此可以改变石墨烯发声器的声音传输方向。

所述扇叶式阵列石墨烯发声器，因为热致发声单元均共用同一个外加交流激励源，因此可以在施加交流激励的操作上更为的方便简单。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。