Электрические звуковые сигналы

Категория:

   Электрооборудование автомобилей

Публикация:

   Электрические звуковые сигналы

Читать далее:

   Электродвигатели постоянного тока

Электрические звуковые сигналы

Звуковые сигналы, применяемые на автомобилях для оповещения пешеходов и водителей о присутствии транспортного средства, по виду потребляемой энергии подразделяются на электрические и пневматические.

Основными характеристиками звуковых сигналов являются уровень звукового давления, выраженный в децибелах, и спектральный состав звука.

Электрические сигналы по конструктивному исполнению подразделяются на рупорные и безрупорные.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

Рупорный (тональный) сигнал (рис. 1) обеспечивает необходимые характеристики совместной работой электромагнитной системы, которая создает колебания мембраны, и рупора выполняющего роль резонатора.

Электромагнитная система имеет электромагнит, основными элементами которого являются обмотка и сердечник. Один конец обмотки соединен с изолированным выводом, другой (на рисунке не показан) — с пружиной подвижного контакта. В исходном положении контакты замкнуты и соединяют цепь обмотки электромагнита через пластину неподвижного контакта, корпус, подвеску и корпус автомобиля с отрицательным выводом аккумуляторной батареи. Мембрана закреплена между корпусом и рупором. На мембране жестко закреплен якорек с упорным штифтом.

Рис. 1. Рупорный сигнал

При соединении вывода с положительным выводом аккумуляторной батареи по цепи обмотки электромагнита пойдет ток. В результате якорек, преодолевая упругую силу мембраны, притянется к сердечнику электромагнита. При этом штифт давит на пружину и размыкает контакты, которые разрывают цепь обмотки.

При размыкании электрической цепи сердечник перестает притягивать к себе якорек и мембрана под действием своих упругих сил возвращается вместе с якорьком в исходное положение. При этом контакты вновь замыкаются, и процесс повторяется. В результате якорек колеблется с частотой 200—400 Гц. Работа мембраны характеризуется более сложным колебательным процессом, поэтому в спектре звука,создаваемого воздухом при колебаниях мембраны, присутствуют высокочастотные составляющие около 2000—3500 Гц. Эти составляющие оказывают наибольшее воздействие на слуховые органы человека и хорошо слышны в кабине обгоняемого автомобиля.

Определенный тон сигнала обеспечивается подбором толщины мембраны и конфигурацией рупора.

Регулировка высоты тона и громкости звука осуществляется перемещением пластины неподвижного контакта с помощью гаек.

Рис. 2. Безрупорный сигнал: 1 — крышка; 2—шлиц для регулировки; 3—прижимная шайба; 4—шпоночный выступ; 5 — пружина прерывателя; 6 — пружина регулировочного винта; 7 — регулировочный винт; 8 — кожух; 9 — контакты прерывателя; 10 — центрирующая пружина; 11 — упор стержня; 12 — стержень; 13 — сердечник электромагнита; 14 — конденсатор; 15 — обмотка; 16 — пружинная подвеска; 17—якорек; 18 — мембрана; 19 — резонатор

Рис. 3. Схемы включения сигналов: а — безрупорных; б — рупорных: Б, К, С — выводы промежуточного реле

В рупорных сигналах для уменьшения искрения на контактах параллельно контактам включается резистор или конденсатор.

Безрупорный (шумовой) сигнал (рис. 2) имеет резонатор в виде чашеобразного диска, который колеблется вместе с мембраной.

У безрупорных сигналов регулировка зазора между контактами производится винтом, головка которого выведена наружу. Регулировка зазора между якорьком и сердечником осуществляется поворотом стержня, положение которого фиксируется гайкой. Поворот стержня осуществляется воздействием на шлиц, для чего гайка предварительно должна быть ослаблена. После окончания регулировки гайку следует тщательно затянуть.

Обычно на автомобили устанавливается комплект из двух сигналов: один высокого, другой низкого тона. В зависимости от величины потребляемого тока применяют две схемы включения сигналов. Включение безрупорных сигналов, которые потребляют токи, меньшие, чем рупорные, осуществляется непосредственно механической кнопкой включения сигналов.

Рупорные сигналы потребляют ток, превышающий допустимое значение для механических кнопок. Для включения сигналов в этом случае применяют промежуточные реле (реле сигналов). При такой схеме через кнопку протекает небольшой ток, потребляемый обмоткой промежуточного реле.

Звуковые сигналы не требуют профилактического обслуживания, кроме содержания их в чистоте, а также периодической проверки их крепления и плотности и чистоты контактных присоединений проводов.

Цепь сигналов обязательно защищается предохранителями. Поэтому при коротких замыканиях цепь разрывается предохранителем. Наличие короткого замыкания и его локализацию проверяют включением в схему вместо предохранителя контрольной лампы (40—50 Вт) и последовательным отсоединением участков цепи. Неисправность промежуточного реле определяют так же, как и дополнительного реле стартера.

—

На всех тракторах и автомобилях применяются электрические звуковые сигналы постоянного тока, шумовые, с электромагнитной вибрационной системой, имеющие основную частоту звучания 220—400 гц. Звуковой сигнал СГ-65 состоит из корпуса, Ш-образного сердечника с обмоткой, стальной мембраны, штока, обертонного диска, якоря и контактов прерывателя. Обмотка электромагнита подключена к батарее через кнопку включения.

При нажатии на кнопку образуется электрическая цепь: ток от батареи через кнопку и контакты прерывателя идет в обмотку сердечника. Намагничиваясь, сердечник притягивает якорь, который через шток действует на мембрану и прогибает ее. При этом шток размыкает контакты и сердечник размагничивается, мембрана в силу упругости возвращается в начальное положение, контакты замыкаются вновь и весь процесс повторяется. Таким образом, пока кнопка включения нажата, мембрана 6 вместе с обертонным диском непрерывно вибрирует, создавая звуковые колебания.

Сигнал звуковой электрический в категории «Авто — мото»

Сигнал звуковой электрический (УЛИТКА) двухтональный для автомобиля 24 вольта(С306-Д+С307-Д) (комплект) (ДК)

На складе в г. Днепр

Доставка по Украине

570 грн/комплект

Купить

Сигнал звуковой КАМАЗ электрич. (С306-Г+С307-Г) (компл.)

Доставка по Украине

по 472 грн

от 2 продавцов

472 грн

Купить

Сигнал звуковой КАМАЗ электрич. (С306-Г+С307-Г) (компл.)

Доставка по Украине

472 грн

Купить

PetInn Гуманный ошейник для дрессировки собак, без звукового сигнала электрошока со светодиодным светом, 2600

На складе

Доставка по Украине

1 500 грн

Купить

Сигнал звуковой Камаз, электрический (комплект 2 шт.) производитель Дорожная карта

Доставка из г. Полтава

400 грн

Купить

Сигнал звуковой электрический двухтональный 12V к-т Elephant

На складе

Доставка по Украине

795 грн/пара

Купить

Сигнал звуковой КАМАЗ электрич. (С306-Г+С307-Г) (компл.) С306Д/С307Д-01

Доставка по Украине

574 грн

533.82 грн

Купить

Сигнал звуковой КамАЗ электрич (С306-Г+С307-Г) (компл.) С306Д/С307Д-01

Доставка из г. Киев

500 грн/комплект

450 грн/комплект

Купить

Сигнал звуковой КАМАЗ электрич. (С306-Г+С307-Г) (компл.)

Доставка из г. Киев

487 грн

413.95 грн

Купить

Сигнал звуковой КАМАЗ электрический (С306-Г+С307-Г) (комплект ) . С306Д/С307Д-01. Цена с НДС.

Доставка по Украине

470 грн

Купить

Сигнал звуковой 12 / 24V электрический

Доставка по Украине

225 грн

Купить

Звуковой сигнал DAF, MAN, Volvo 24В,Электрический КОМПЛЕКТ 2ШТ (Пр-во AKUSAN) SYG007

Доставка из г. Киев

450 грн

Купить

С306Д/С307Д-01 Сигнал звуковой КАМАЗ МАЗ КРАЗ электрический (С306-Г+С307-Г) (комплект)

Доставка по Украине

395 грн/комплект

Купить

Сигнал электрический звуковой двухтональный 12V к-т

На складе

Доставка по Украине

255 грн/пара

Купить

Сигнал электрический звуковой 12V Elegant

На складе в г. Лубны

Доставка по Украине

175 грн

Купить

Смотрите также

Сигнал звуковой КАМАЗ электрич. (С306-Г+С307-Г) (комплект) С306Д/С307Д-01 (ом-DP)

Доставка по Украине

543 грн/комплект

434.40 грн/комплект

Купить

Сигнал звуковой КАМАЗ электрич. (С306-Г+С307-Г) (компл.)

Доставка по Украине

841 — 841.08 грн

от 5 продавцов

841.08 грн

Купить

JUSTPET Wireless Dog Fence Вертикальная система сдерживания домашних животных, вибрация / удар электрическим т

Заканчивается

Доставка по Украине

5 250 грн

4 725 грн

Купить

Сигнал звуковой КАМАЗ электрич. (С306-Г+С307-Г) (комплект) С306Д/С307Д-01

Доставка по Украине

545 грн/комплект

436 грн/комплект

Купить

Сигнал звуковой КамАЗ электрич. (С306-Г+С307-Г) (компл.) <ДК>

Доставка по Украине

419.33 грн

Купить

Часы процедурные ПЧ-4 настольные электрические со звуковым сигналом, пр-ва РоссияПЧ-4 «МЕДИКА» ЧАСЫ

Доставка по Украине

от 2 480 грн

Купить

Сигнал звуковой КАМАЗ электрический (С306-Г+С307-Г) (комплект ) . С306Д/С307Д-01. Ціна з ПДВ.

Доставка по Украине

486 грн

Купить

Компрессор электрический сигнала 12V 20A

На складе

Доставка по Украине

290 грн

Купить

Сигнал звуковой электрический «волговский» ДК (2шт) меньшие

Доставка из г. Харьков

334 грн/комплект

Купить

Сигнал звуковой электрический «волговский» ДК (2шт) большие

Доставка из г. Харьков

474 грн/комплект

Купить

Сигнал звуковой электрический однотональный универсальный BOSCH

Доставка из г. Харьков

360 грн/комплект

Купить

Сигнал автомобильный фанфарный звуковой СОНАР SAZ-10 12v 71дБ. Клаксон для авто машины

На складе в г. Одесса

Доставка по Украине

664 грн

Купить

Электрический подогреватель NATURAL «2 в1» с дисплеем и функцией стерилизации (Белый) «BabyOno»

Доставка из г. Нововолынск

2 130 грн

Купить

Cигнал автомобильный двухтональный звуковой СОНАР Compact SAZ-1. Клаксон для авто машины

На складе

Доставка по Украине

362 — 410 грн

от 2 продавцов

362 грн

Купить

В чем разница между акустическим и электрическим шумом в компонентах?

Наиболее заметные различия между акустическим шумом и электрическим шумом в компонентах или любой электронной системе, если уж на то пошло, легко сформулировать. Акустический шум — это любой нежелательный звук или вибрация, слышимые человеческим ухом и/или ощутимые на ощупь. Электрический шум, по буквальному определению, не особенно слышен или различим при тактильном взаимодействии с компонентом или оборудованием. В большинстве случаев для восприятия электрического шума требуются контрольно-измерительные приборы, такие как осциллограф или анализатор сигналов.

1. Вариации акустического шума
2. Какофония электрического шума
3. Минимизация механического шума
4. Удушающий электрический шум
5. Резюме
6. Ссылки

Вариации акустического шума

Источников акустического шума много, но он не всегда неприемлем. Например, некоторый шум от двигателя, приводящего в движение легкую конвейерную ленту в шумном производственном помещении, может быть приемлемым, если двигатель соответствует техническим требованиям для выполняемой им задачи, а уровень создаваемого им шума не превышает стандартов безопасности для находящихся поблизости людей.

Тем не менее, двигатель в высококачественном аудиооборудовании должен работать как можно тише. Тишина была бы идеальной. Это особенно важно, если двигатель находится рядом с сигнальной цепью, например, двигатель, ныряющий в компакт-диск или ленту проигрывателя, или даже выполняющий элементарную функцию, такую ​​как открытие дверцы панели управления

(рис. 1) . В этом случае любые акустические шумы недопустимы.

1. В высококачественных аудиоприложениях тишина — это золото, но ее трудно добиться, особенно там, где механическое движение приближается к путям аудиосигнала. В этом базовом примере дизайнер минимизирует акустический шум от проигрывателя с помощью двух ремней.

Еще одним источником акустического шума являются плохо изготовленные трансформаторы. Вибрация не полностью скрепленных между собой пластин сердечника становится слышимой при работе оборудования

(рис. 2) . Катушки в импульсных источниках питания также могут издавать скулящие высокочастотные колебания, если они немного нагреваются.

2. В крайнем случае, этот силовой трансформатор имеет плохо ламинированный сердечник, который определенно вызовет небольшой шум в силовой части.

Работая в диапазоне звуковых частот, примерно от 20 Гц до 20 кГц, некоторые типы неполяризованных конденсаторов могут генерировать акустический шум. Источники включают в себя использование недорогих конденсаторов, плохую компоновку платы или и то, и другое, или заниженные номинальные характеристики конденсаторов, номинальная емкость и/или напряжение которых требуют пересчета. Иногда конденсатор более высокого класса или специальный малошумящий конденсатор может решить проблему шума и компенсировать ограниченную конструкцию печатной платы (PCB).

Очевидно, что правильно подобранные номиналы конденсаторов также будут иметь большое значение для решения проблем с шумом.

Что касается акустического шума, то хорошее практическое правило при разработке любого прототипа состоит в том, чтобы подвергать сомнению любой источник механического шума, независимо от компонента. Даже если уровни шума приемлемы и соответствуют спецификациям и нормам, шум может указывать на неисправный компонент и неизбежный отказ системы.

Какофония электрических шумов

Электрический шум более сложен как по своей природе, так и по обнаружению, чем акустический шум. Физиологической аналогией может быть боль, которую человек испытывает от удара пальца ноги (акустическая), по сравнению с необъяснимым ощущением в стопе, для диагностики которого требуется рентген или компьютерная томография (электрическая).

Электрический шум не воспринимается человеческим ухом. Даже в высококачественном аудиооборудовании фактический электрический шум не слышен, но его влияние на аналоговый аудиовыход слышно как искажение на всех или только на определенных частотах. Сам шум требует специального тестового оборудования для обнаружения, анализа и определения.

Согласно стандартному определению, электрический шум — это любое нежелательное изменение электрического сигнала. В большей или меньшей степени всем цепям присущи определенные электрические шумы. Опять же, в зависимости от цепи или системы электрические помехи могут быть приемлемыми в определенных пределах.

Возникающие как на силовых, так и на сигнальных линиях, нет недостатка в типах электрических шумов. Емкостная или электростатическая связь является одним из источников. Это включает в себя наведение зарядов от одного проводника в цепи к другому через емкость в их изоляторах — например, два покрытых провода, идущих рядом друг с другом с одним несущим током. Емкость их покрытий (изоляторов) аккумулирует часть заряда и передает его другому проводу, не имеющему такого же тока. Следовательно, нежелательный заряд представляет собой электрический шум.

Другой тип электрического шума, индуктивная связь, представляет собой шум с магнитной связью. Любой проводник с током создает магнитное поле, которое может индуцировать ток в близлежащих проводниках и цепях.

К другим типам электрического шума относятся тепловой шум, дробовой шум и мерцающий шум. Тепловой шум возникает из-за трения между носителями заряда в проводнике. Это трение генерирует различные уровни тепла. Дробовой шум включает в себя любые случайные колебания тока. Фликер-шум, также известный как 1/f-шум, представляет собой спад уровня или нежелательное затухание сигнала на более высоких частотах.

В идеальном мире устранение акустического и электрического шума должно быть простым. Просто создайте идеальный дизайн с идеальными для учебника макетами, используя лучшие доступные компоненты, верно? Просто, но невозможно. Постоянно сокращающиеся размеры продуктов накладывают ограничения на размеры, которые требуют уникального мышления и инновационных решений, когда дело доходит до компоновки схем, а использование лучших доступных компонентов далеко не рентабельно, не говоря уже о необходимости.

Минимизация механического шума

Даже при использовании компонентов премиум-класса в оптимальной компоновке некоторые конструкции по своей природе склонны к созданию акустического шума. Источники питания являются печально известными подозреваемыми здесь.

Импульсные источники питания (SMPS) обычно довольно тихие при работе на постоянных частотах переключения выше 20 кГц. Однако при работе с уникальными нагрузками ИИП, работающий в режиме пакетного переключения, может начать громко говорить. Во время импульсной работы обычными источниками акустического шума являются конденсаторы и трансформаторы.

Конденсаторы, используемые в источниках питания, подвергаются значительной нагрузке от приложенного напряжения, а также скачков и провалов напряжения. Старение и нагрев также играют роль в этом нападении на конденсаторы.

Например, керамические колпачки имеют тенденцию расширяться при подаче напряжения и сжиматься до исходного размера при спаде напряжения. Естественно, эти расширения и сжатия будут различаться по глубине в зависимости как от качества компонента, так и от уровней напряжения. В любом случае, при постоянном изменении размера с течением времени могут возникнуть нежелательные ситуации. Конденсатор может ослабить свои паяные соединения и физически перемещаться, вызывая прерывистые размыкания цепи и в результате создавая сильный шум. Этот шум резонирует на печатной плате, делая ее слышимой.

Есть несколько решений для этого состояния. Один из них заключается в замене потенциально шумных одинарных конденсаторов двумя, емкость которых составляет половину значения емкости и которые соединены параллельно. Один конденсатор следует разместить над платой, а другой непосредственно под ней на противоположной стороне платы (рис. 3) . Когда они начнут расширяться и сжиматься, движение двух конденсаторов будет противодействовать друг другу и, таким образом, поддерживать печатную плату между ними в стабильном физическом состоянии.

3. Слева: керамический конденсатор емкостью 0,01 мФ расширяется при подаче напряжения и оказывает некоторое давление на печатную плату, что со временем вызывает проблемы с шумом. Решение справа размещает два конденсатора по 0,005 мФ параллельно, один из которых расположен сверху платы, а другой непосредственно под ней. Расширяющиеся действия обоих компонентов противодействуют друг другу, сохраняя стабильность и бесшумность платы.

Возможно и другое решение, если ограниченность пространства не позволяет использовать вышеупомянутое дополнительное решение, а бюджет проекта является платежеспособным. Это включает в себя определение прецизионного компонента с низким уровнем шума, такого как те, которые доступны от производителей компонентов, таких как Murata и Kemet.

Подвижные части, катушки, бобины и другие компоненты являются обычными источниками слышимого шума в трансформаторах. Кроме того, электромагнитные поля, возникающие при протекании тока через трансформатор, создают притяжение между катушками. Притяжение и отталкивание могут вызывать вибрацию катушек, сердечников и изоляции.

Существует несколько решений по шуму трансформатора. Механическое движение можно гасить лентой, лаком или другим материалом. Или выберите трансформатор, который уменьшает размах потока при переключении в импульсном режиме и/или уменьшает пики тока в импульсном режиме, что, в свою очередь, снижает размах потока.

Наконец, никогда не исключайте шумный вентилятор, если только вы не можете жить с неприятным жужжащим звуком воздуходувки, который едва соответствует спецификациям. Здесь не так много вариантов или стратегий, кроме как получить самый тихий вентилятор, который соответствует ограничениям по охлаждению и бюджету и, конечно же, подходит для корпуса.

Удушающий электрический шум

Примечательно, что акустический шум часто может генерировать электрический шум и наоборот. Конденсатор, ослабляющий пайку и качающийся, может вызвать нежелательные колебания (электрический шум) за пределами слышимого диапазона. Плохо настроенная аудиосхема может привести к избыточному нагреву в силовой части, что вызывает вибрацию трансформатора (акустический шум). Возможностей так же много, как и раздражающих.

Некоторые формы электрического шума включают в себя шум переключения, перекрестные помехи, дрожание, колебания, фон и взрывной шум. По большей части хороший первоначальный проект минимизирует эти помехи. Однако даже самые лучшие конструкции могут создавать шум в полевых условиях в зависимости от того, какое оборудование находится поблизости, температуры и погодных условий, а также паразитных магнитных полей, а также радиочастотных помех.

При использовании испытательного оборудования электрические шумы чаще всего связывают с неисправными компонентами, обрывами и короткими замыканиями и механическими источниками шума. Устранить эти источники путем замены и/или ремонта довольно легко. Для решения большинства проблем с помехами имеется более чем достаточно фильтров и материалов.

Некоторый эзотерический шум может быть проблемой. Возьмем пакетный шум, также называемый шумом попкорна (рис. 4) . Взрывной шум, исходящий от интегральных схем (ИС), возникает в результате случайных переходов между двумя уровнями тока или напряжения. Сдвиг напряжения или тока звучит как «хлопок». Поскольку смены происходят случайным образом и через неравные промежутки времени, они звучат как лопание кукурузы.

4. Импульсный шум, или, как его еще ласково называют, попкорн-шум, обычно возникает из-за недостатков полупроводникового устройства. На дисплее осциллографа (текущая зависимость от времени) три уровня смещения для одного чипа генерируют различные уровни пакетного шума.

Импульсный шум является результатом изменений в процессе производства полупроводников. Одно из решений состоит в том, чтобы проверить определенные партии микросхем, предназначенных для данного проекта, чтобы найти партию с наименьшими случаями пакетного шума. К счастью, благодаря передовым технологиям производства и экранирования взрывной шум встречается не так часто, как другие формы электрического шума.

Сводка

Шум, электрический или акустический, в любой электронной конструкции вызывает опасения. Во-первых, это нежелательно и неприятно. Во-вторых, шум влияет на производительность и общую эффективность. И в-третьих, акустический шум может быть тревожным звоночком, предупреждающим о надвигающихся сбоях. Электрические помехи обязательно вызовут отказ. Резюме: шум плохой, тишина хорошая.

Каталожные номера

1. Стратегии борьбы с вибрацией и шумом
2. О влиянии пластин сердечника на шум силового трансформатора
3. Конденсаторные шумовые меры
4. Шум конденсатора
5. Двухфазная электроэнергия
6. Схема подавления пакетного шума для передачи блока одной несущей с циклическим префиксом

Исследователи Массачусетского технологического института разработали акустическую ткань, которая преобразует звук в электрические сигналы

Новая «акустическая ткань» была разработана инженерами Массачусетского технологического института и сотрудниками Школы дизайна Род-Айленда.

Ткань работает как микрофон, преобразуя звук сначала в механические колебания, а затем в электрические сигналы, подобно тому, как слышат наши уши.

Слышать сквозь… Наша одежда?

Все ткани вибрируют в ответ на слышимые звуки, хотя эти вибрации измеряются нанометрами — они слишком малы, чтобы их можно было обычно почувствовать. Чтобы улавливать эти незаметные сигналы, исследователи создали гибкое волокно, которое при вплетении в ткань изгибается вместе с тканью, как морские водоросли на поверхности океана.

Акустическое волокно можно сплести из обычной пряжи на традиционном ткацком станке. Изображение предоставлено Fink Lab

. Волокно изготовлено из «пьезоэлектрического» материала, который генерирует электрический сигнал при изгибе или механической деформации, что позволяет ткани преобразовывать звуковые колебания в электрические сигналы.

Ткань может улавливать звуки в децибелах от тихой библиотеки до интенсивного дорожного движения и определять точное направление внезапных звуков, таких как хлопки в ладоши. Ткань, вплетенная в подкладку рубашки, способна улавливать едва уловимые черты сердцебиения владельца. Волокна также могут генерировать звук, например запись произносимых слов, который может обнаружить другая ткань.

Исследование, подробно описывающее дизайн команды, появляется в Nature . Ведущий автор Вэй Ян, который участвовал в разработке волокна в качестве постдока Массачусетского технологического института, видит множество применений для тканей, которые слышат.

«В акустической одежде вы можете говорить через нее, чтобы отвечать на телефонные звонки и общаться с другими людьми», — говорит Ян, который сейчас работает доцентом в Технологическом университете Наньян в Сингапуре. «Кроме того, эта ткань может незаметно соприкасаться с кожей человека, позволяя пользователям контролировать состояние своего сердца и дыхания удобным, непрерывным, в режиме реального времени и в долгосрочной перспективе».

Соавторами Яна являются Грейс Ноэль, Габриэль Локе, Турал Худиев, Джульетта Марион, Джулиана Черстон, Атхарва Сахасрабухе, Жоао Уилберт, Ирманди Викаксоно, а также профессора Джон Джоаннопулос и Йоэль Финк из Массачусетского технологического института, а также Анаис Мисакян и Элизабет Мейкледжон из Рода. Island School of Design (RISD), Лей Чжу из Университета Кейс Вестерн Резерв, Чу Ма из Висконсинского университета в Мэдисоне и Рид Хойт из Научно-исследовательского института экологической медицины армии США.

 В дополнение к носимым слуховым аппаратам, одежде для общения и одежде, которая отслеживает жизненные показатели, акустические ткани служат в качестве чувствительной к пыли обшивки космического корабля и покрытия зданий, обнаруживающего трещины. Изображение предоставлено Fink Lab

Звукоизоляция

Ткани традиционно используются для гашения или уменьшения звука; примеры включают звукоизоляцию в концертных залах и ковровое покрытие в наших жилых помещениях. Но Финк и его команда годами работали над переделкой традиционных ролей ткани. Они сосредоточены на расширении свойств материалов, чтобы сделать ткани более функциональными. В поисках способов изготовления звуковых тканей команда черпала вдохновение в человеческом ухе.

Слышимый звук распространяется по воздуху в виде слабых волн давления. Когда эти волны достигают нашего уха, чрезвычайно чувствительный и сложный трехмерный орган, барабанная перепонка или барабанная перепонка, использует круговой слой волокон для преобразования волн давления в механические вибрации. Эти вибрации проходят через мелкие кости во внутреннее ухо, где улитка преобразует волны в электрические сигналы, которые воспринимаются и обрабатываются мозгом.

Вдохновившись слуховой системой человека, команда стремилась создать тканевое «ухо», которое было бы мягким, прочным, удобным и способным обнаруживать звук. Их исследования привели к двум важным открытиям: такая ткань должна включать жесткие или «высокомодульные» волокна, чтобы эффективно преобразовывать звуковые волны в вибрации. И команде нужно было разработать волокно, которое могло бы изгибаться вместе с тканью и в процессе производить электрический выход.

Помня об этих рекомендациях, команда разработала многослойный блок материалов, называемый преформой, состоящей из пьезоэлектрического слоя, а также ингредиентов для усиления вибрации материала в ответ на звуковые волны.