Ларингофон

Ларингофон, содержащий корпус с двумя торцевыми и одной боковой стенками, внутри которого установлен электромагнитный дифференциальный капсюль с магнитомягкой мембраной, жестко зажатой между двумя идентичными магнитными системами, каждая из которых содержит Магнитопровод из круглой платы и соосного цилиндрического полюсного наконечника, выполненных как единое целое и имеющих единый сквозной канал, кольцевой постоянный магнит, установленный на плате, кольцевую индукционную катушку, также установленную на плате. Обе магнитные системы установлены навстречу друг другу, намагничены в одном направлении и жестко завальцованы в немагнитный (например, латунный кожух). Капсюль установлен в корпусе на кольцевой диафрагме с осевой упругостью и радиальной жесткостью, а центр его диафрагмы соединен с центром торцевой плоскости посредством жесткой тяги, проходящей через канал магнитопровода и жестко закрепленной одним своим концом в центре мембраны, а вторым - на торцевой стенке корпуса.

Заявляемая полезная модель относится к технике электроакустических преобразователей (класс МПК H04R), а именно, к ларингофонам (класс МПК H04R 1/46) электромагнитного типа (класс МПК H04R 13/00).

Известно несколько аналогов заявляемой полезной модели. Это, во-первых, ларингофон (акцептованная заявка Японии №1-13900 от 29.06.84 (акцепт. - 1986 г.) В этом аналоге - ларингофоне электродинамического типа, магнитная цепь с кольцевым воздушным зазором, в котором действует радиально направленное магнитное поле, упруго подвешена внутри корпуса на кольцевой диафрагме с осевой упругостью. Внешний край этой диафрагмы жестко укреплен на боковой стенке корпуса, а внутренний край диафрагмы жестко укреплен на наружной стенке магнитной цепи. Кольцевая катушка жестко укреплена на торцевой стенке корпуса и входит в кольцевой воздушный зазор концентрично его стенкам. Катушка совершает осевые колебания внутри зазора, не соприкасаясь со стенками зазора. Недостатками аналога являются сложность центрирования катушки в кольцевом воздушном зазоре без соприкосновения со стенками кольцевого воздушного зазора.

Вторым недостатком аналога является его недостаточная чувствительность, что обусловлено незначительным числом витков катушки даже при минимальном диаметре провода катушки. Увеличение числа витков за счет увеличения числа слоев катушки и ее длины ведет к увеличению ширины кольцевого зазора и его длины, что приводит к уменьшению индукции магнитного поля и потока магнитной индукции в зазоре.

Третьим недостатком аналога является недостаточная надежность из-за рассыпания (расклеивания) катушки из-за механических нагрузок (осевых и радиальных), а также из-за отклонения катушки от торцевой стенки корпуса из-за механических нагрузок, а также из-за воздействия на катушку влаги и температуры. Использование катушки, намотанной на каркас, приводит к расширению кольцевого воздушного зазора и, как следствие уменьшение магнитной индукции и потока в этом зазоре.

Наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемой полезной модели является полезная модель описанная ниже.

Этот прототип содержит корпус с двумя торцевыми стенками, одна из которых плотно контактирует с тканями гортани оператора, и боковую стенку. Внутри корпуса расположен электромагнитный дифференциальный капсюль, завальцованный в немагнитный (латунный) кожух. Внутри кожуха расположены две идентичных магнитных системы, содержащих каждая кольцевой постоянный магнит намагниченный в направлении оси этого кольцевого магнита и установленный на магнитопроводе. Каждый Магнитопровод содержит выполненные как единое целое круглую плоскую магнитопроводящую плату и цилиндрический полюсный наконечник, установленный в центре магнитопроводящей платы соосно. В плоском полюсном наконечнике и магнитопроводящей плате выполнен единый сквозной цилиндрический канал, ось которого совпадает с осью полюсного наконечника и с осью магнитопроводящей платы. Внешний диаметр постоянного кольцевого магнита и внешний диаметр круглой магнитопроводящей платы - одинаковы. В пространстве между полюсными наконечником и постоянным кольцевым магнитом установлена катушка индуктивности.

Обе идентичные магнитные системы установлены навстречу друг другу и разделены магнитомягкими (магнитопроводящими) кольцами, наружный диаметр которых равен наружному диаметру постоянных кольцевых магнитов, а внутренний диаметр существенно больше внутреннего диаметра постоянных кольцевых магнитов. Между этими кольцами жестко зажата магнитомягкая (магнитопроводящая) мембрана.

Катушки индуктивности электрически соединены между собою последовательно; постоянные магниты намагничены в одном направлении. К центру магнитопроводящей мембраны жестко прикреплена одним своим концом тяга, второй конец которой жестко прикреплен к центру торцевой стенки корпуса (Вариант I). В Варианте II к мембране жестко прикреплены две тяги, концы которых жестко укреплены в центре торцевых стенок корпуса. В Варианте I и Варианте II тяги проходят через единый сквозной цилиндрический канал, не соприкасаясь со стенками канала.

Недостатком данного прототипа является недостаточная надежность ларингофона, поскольку при радиальных механических нагрузках, возникающих при всевозможных эволюциях оператора, на горле которого установлен ларингофон, а также при эволюциях транспортного средства, в котором находятся оператор с ларингофоном, тяги могут деформировать мембрану и привести ларингофон в негодность, а также тяги могут оторваться от торцевых стенок корпуса.

Целью создания заявляемой полезной модели является устранение недостатка прототипа и повышение его надежности.

Поставленная цель достигается тем, что ларингофон, содержащий корпус, содержащий две торцевые стенки и боковую стенку; электромагнитный дифференциальный капсюль, завальцованный в немагнитный кожух, внутри которого установлены:

две идентичные магнитные системы, каждая из которых содержит кольцевой постоянный магнит, намагниченный в направлении оси этого магнита и установленный на магнитопроводе, содержащем выполненные как единое целое круглую плоскую магнитомягкую (магнитопроводящую) плату и цилиндрический полюсный наконечник, установленный в центре упомянутой круглой плоской магнитопроводящей платы соосно с этой платой; вдоль оси упомянутых полюсного наконечника и плоской платы, в их центре выполнен единый сквозной цилиндрический канал, ось которого совпадает с осью полюсного наконечника и с осью круглой магнитопроводящей платы; кольцевая индукционная электрическая катушка, размещенная в пространстве между упомянутыми кольцевым постоянным магнитом и полюсным наконечником и установленная на упомянутой кольцевой магнитопроводящей плате; обе идентичных магнитных системы установлены навстречу друг другу и отделены друг от друга разделительными магнитомягкими (магнитопроводящими) кольцами, наружный диаметр которых равен наружному диметру постоянных кольцевых магнитов и магнитомягких (магнитопроводящих) круглых плат магнитопроводов, а внутренний диаметр существенно больше внутреннего диаметра кольцевых постоянных магнитов; магнитомягкая (магнитопроводящая) круглая мембрана установлена и жестко зажата между упомянутыми магнитомягкими (магнитопроводящими) кольцами и имеет диаметр равный диаметру упомянутых разделительных колец; по крайней мере одна жесткая тяга, один конец которой жестко закреплен в центре упомянутой мембраны, а второй конец которой жестко закреплен в центре торцевой стенки, свободно проходит через сквозной цилиндрический канал отличающийся тем, что упомянутый дифференциальный электромагнитный капсюль жестко закреплен своим кожухом

на внутреннем краю кольцевой диафрагмы, с осевой упругостью и радиальной жесткостью, внешний край которой жестко закреплен на боковой стенке корпуса.

При этом, электрические индукционные катушки электрически соединены между собой последовательно и синфазно, а мембрана, край которой жестко зажат между разделительными кольцами, расположена в магнитной нейтрали, в основном совпадающей со срединной плоскостью воздушного зазора между магнитными системами.

Заявляемая полезная модель обладает более высокой надежностью сравнительно с прототипом (если есть данные - привести в виде протокола сравнительных испытаний отдельным абзацем).

Другие варианты положительного эффекта не предусматривались и не проверялись.

Перечень фигур чертежей, поясняющих сущность заявляемой полезной модели:

Фиг.1 Дифференциальный электромагнитный ларингофон с одной тягой (осевое сечение).

Фиг.2 Магнитная система (одна из двух идентичных). Осевое сечение.

Заявляемый в качестве полезной модели «Ларингофон электромагнитный дифференциальный» содержит корпус 1, содержащий в свою очередь, две торцевых стенки 2 и 3, одна из которых плотно установлена на ткани 4 гортани оператора, и боковую стенку 5.

Внутри корпуса 1 упруго подвешен на кольцевой диафрагме с осевой упругостью и радиальной жесткостью 6 электромагнитный дифференциальный капсюль 7. Этот капсюль содержит две идентичных магнитных системы 8 и 9, каждая из которых содержит Магнитопровод 10 и 11, состоящий из круглой плоской

магнитомягкой платы 12 и 13 и полюсного магнитомягкого наконечника 14 и 15. Упомянутые платы 12 и 13 и полюсные наконечники 14 и 15 выполнены как единое целое соответственно. На каждой из упомянутых плат 12 и 13 установлен кольцевой постоянный высокоэрцитивный магнит 16 и 17. Магнитные системы 8 и 9 установлены встречно друг другу, разделены разделительными магнитомягкими (магнитопроводящими) кольцами 18 и 19 между которыми жестко зажата магнитомягкая (магнитопроводящая) мембрана 20. Обе магнитных системы 8 и 9 вместе с разделительными кольцами 18 и 19 и мембраной 20 плотно зажаты (без возможности перемещения друг относительно друга) в немагнитном (латунном) кожухе 21. Упомянутая кольцевая диафрагма с осевой упругостью и радиальной жесткостью своим внутренним краем 22 жестко укреплена на кожухе 21, а внешним краем 23 жестко укреплена на боковой стенке 5 корпуса 1. Полюсные наконечники 14 и 15 и платы 12 и 13 имеют сквозные осевые каналы 24 и 25 соответственно. Тяга 26 одним своим концом 27 жестко укреплена на торцевой стенке 2, а другим своим концом 28 также жестко (без возможности перемещения) укреплена в центре мембраны 20. Тяга проходит от торцевой стенки 2 до мембраны 20 через упомянутый сквозной канал 24 в полюсном наконечнике 14 и плате 12 магнитопровода 10, не соприкасаясь со стенками канала 24 (т.е., в основном, концентрично со стенками канала).

Ларингофон установлен на гортани оператора (установочные устройства - не показаны).

На платах 12 и 13 в пространстве между кольцевыми магнитами и полюсными наконечниками установлены индукционные катушки 29 и 30, соединенные последовательно и синфазно.

Работает заявляемый ларингофон следующим образом. При создании оператором рабочего звукового сигнала (речи) ткани гортани начинают вибрировать с частотой создаваемого звука и с амплитудой, пропорциональной амплитуде звука. Торцевая стенка корпуса 2 вместе с тягой 26, плотно установленные на гортани 4 оператора, также вибрируют с частотой создаваемого оператором звука и с амплитудой, пропорциональной амплитуде звука. Эти вибрации передаются (через тягу 26) мембране 20, которая то приближается, то удаляется относительно полюсных наконечников 14 и 15 соответственно, в результате чего в полюсных наконечниках 14 и 15 возникает переменный магнитный поток с частотой упомянутого звука и с амплитудой пропорциональной амплитуде звука. Этот поток индуцирует в индукционных катушках 29 и 30 ЭДС индукции, которые складываются вместе и поступают на выход ларингофона (не показан), что и является выходным сигналом ларингофона. Чувствительность такого ларингофона выше чувствительности электродинамического аналога (привести данные), а надежность при радиальных (боковых) нагрузках выше, чем у прототипа (привести данные).

Другие положительные эффекты не предусматривались и не исследовались.

1. Ларингофон, содержащий корпус, содержащий две торцевые стенки и боковую стенку; электромагнитный дифференциальный капсюль, установленный путем завальцовки в немагнитный кожух, внутри которого установлены две идентичные магнитные системы, каждая из которых содержит: кольцевой постоянный магнит, намагниченный в направлении его оси и установленный на магнитомягком магнитопроводе, содержащем выполненные как единое круглую плоскую плату и цилиндрический полюсный наконечник, установленный в центре упомянутой круглой плоской платы соосно с этой платой; вдоль оси магнитопровода выполнен сквозной цилиндрический канал; кольцевую индукционную электрическую катушку, установленную на плате магнитопровода в пространстве между полюсным наконечником и постоянным магнитом; обе магнитные системы установлены навстречу друг другу, намагничены в одном направлении и отделены друг от друга разделительными магнитомягкими кольцами, наружный диаметр которых в основном равен наружному диаметру кольцевых постоянных магнитов и парных плат магнитопроводов, а внутренний диаметр существенно больше внутреннего диаметра кольцевых постоянных магнитов, магнитомягкая круглая мембрана установлена и жестко зажата между упомянутыми разделительными кольцами; по крайней мере, одна жесткая тяга, один конец которой жестко закреплен в центре упомянутой мембраны, а второй конец жестко закреплен в торцевой стенке, проходящая через упомянутый сквозной цилиндрический канал соосно с этим каналом, отличающийся тем, что упомянутый дифференциальный электромагнитный капсюль жестко закреплен своим кожухом на внутреннем крае диафрагмы с осевой упругостью и радиальной жесткостью, внешний край которой жестко закреплен на боковой стенке корпуса.

2. Ларингофон, по п.1, отличающийся тем, что электрические индукционные катушки электрически соединены между собой последовательно и синфазно.

3. Ларингофон по п.1, отличающийся тем, что мембрана в плоскости магнитной нейтрали, в основном совпадающей со срединной плоскостью воздушного зазора между магнитными системами.