














PVDF材料在音频传感器中展现出显著优势,其高灵敏度、宽频带响应、良好的机械柔韧性及耐久性,使其成为制造高性能音频传感器的理想选择,具体应用及优势如下:
一、音频传感器应用
麦克风:
PVDF压电薄膜因其高灵敏度和宽频带响应,被用于制造新型麦克风。例如,LDT0-028K压电薄膜PVDF传感器研发出的麦克风,灵敏度达到10.5mV/Pa@1kHz,彻底改善了传统驻极体麦克风结构、工艺复杂的缺点。
这类麦克风仅需一层PVDF压电薄膜作为振膜,替代了传统由振膜、垫片和金属极板三层结构,简化了制造工艺,提高了麦克风的性能。
扬声器:
PVDF材料也被用于制造扬声器,特别是定向扬声器。定向扬声器是一种将声音超指定方向发射,而不扩展至其他区域的新型音箱,在军事和民用领域有广阔的应用前景。
利用PVDF压电薄膜的柔韧性和压电效应,可以巧妙地利用支架支撑孔洞型PVDF薄膜形成超低成本的组列结构,实现定向扬声器的功能。
耳机:
近年来,随着新型压电薄膜材料的出现,压电耳机又重获新生。PVDF压电薄膜因其高保真度、结构简单的特点,被用于制造头戴式高保真耳机。
这类耳机利用PVDF压电薄膜的压电效应,将电信号转换为机械振动,从而产生声音,具有优异的音质和舒适的佩戴体验。
噪音控制:
PVDF压电薄膜在噪音控制方面也有应用。例如,利用孔洞型PVDF压电薄膜传感器实现的廉价主动噪音控制,已经广泛应用于银行等公共场所。
这类系统通过产生与噪音源大小相同、相位相反的声波,来与噪音源相互抵消,从而达到消音的目的。
二、优势分析
高灵敏度:PVDF压电薄膜对动态应力非常敏感,能够探测到非常微小的物理信号。例如,28μm厚的PVDF薄膜的灵敏度典型值为10~15mV/微应变(长度的百万分率变化)。
宽频带响应:PVDF压电薄膜具有宽广的频带响应范围,适合用于捕捉音频信号中的细微变化。
良好的机械柔韧性:PVDF压电薄膜质轻柔软,可以制作成各种形状的大面积传感元件,如水听器的响应面积越大,对流噪声的抵消作用也越大。
耐久性:PVDF压电薄膜极其耐用,可以经受数百万次的弯曲和振动而不损坏,保证了音频传感器的长期稳定性和可靠性。