磁液对扬声器的作用.ppt

海帆国际有限公司副总经理应正铭2008年1月保留资料的知识产权未经授权不得公开发表或翻印 散发 FerrofluidsinLoudspeakers用于音响的磁液使用说明 海帆 弘凌公司代理的部分高科技产品 杜邦帝人公司Teonex PEN 薄膜VictrexAptiv PEEK 制造振动膜片的新材料Ferrotec磁液 美国宇航材料转民用的成功典范埃克森美孚Santoprene 山都平 取代橡胶及泡棉边的新材料TDK 电子零件 可恢复保险丝 PPTC EEPROM电擦除只读存储器 振膜球顶和平衡式高音驱动器带式和静电式扬声器动圈式扬声器 电容式 带式和动圈式麦克风 耳机换能器 移动电话换能器 高音杯 防尘帽 阿尔派公司的X型低音扬声器新产品 Santoprene TPV折环 直接注射成型在PP盆上的Santoprene折环不用胶水粘结 直接注射成型在纸盆上的Santoprene折环注射前涂胶在纸盆表面 大尺寸Santoprene折环 磁液的最新成果和发展趋势 在高温和强磁场下寿命更长 APG2100 APG1100成本更低 FRM MPG系列针对性 多样化 中低音喇叭 压缩驱动器 耳机更小的SPL变化 定居现象小 更小的温度对粘度的影响 寿命更长的磁液 APG2100 1100 高温和强磁场下凝胶时间更长 取代APG800 900系列 成本更低的磁液 小型全频喇叭专用多媒体磁液 FRM和MPG系列根据平板电视 插入式MP3播放器和电脑喇叭的特点而设计开发磁液被加注在音圈骨架的内侧 主要作用定中或润滑 使扬声器不需要弹波 更小更薄 消除异音 降低产品不良率 针对性多样化 压缩驱动器专用 CDE系列磁通密度约1 4T到2 2T 要求胶体稳定性高声压可以达到或超过130dB 要求耐超高温防止高温引起的烧圈和功率压缩现象中低音喇叭专用 APGW系列音圈振幅大 普通磁液容易飞溅对音圈定中力大 防止擦圈和飞溅 讨论要点Contents 磁液的主要成分 功能主要性能 饱和磁化强度 粘度及变化规律用量计算和实际用量的控制如何选用恰当的磁液系列和品种 优化产品材料的相容性 问题的防范如何判别磁液的优劣什么是磁液的迁移和飞溅 如何防止影响SPL的因素 温度 定居 磁场均匀度等 其他常见问题 1960年代美国太空总署为液体火箭开发的高科技纳米材料七 年代转为民用 扬声器 密封圈 电脑硬盘 光学读取头 磁液简史 磁液的主要成分 1 磁性微粒 纳米材料 直径约为十万分之一毫米 2 分散剂 防止磁微粒相互吸引 聚集 3 载体 基液 烃类和酯类 在强磁场 高温下长期稳定的胶体 质量好的磁液不应该凝胶 沉淀 分离 流感病毒 污水中的粒子 可见光 磁液的主要功能 1 提高功率承受能力2 使频响曲线变平滑 简化分频器设计3 降低功率压缩效应 减少失真4 使音圈保持中心位置 定中 5 改善瞬态响应 后沿 6 减少阻抗变化7 降低不良率和减少退货8 密封磁隙 防氧化 磁液的主要功能 使用磁液后 音圈温度上升比较慢 音圈温度与磁液 Effectandbenefitofusingferrofluidonmidbass satellitewoofer2HEATTRANSFER Confidential 使频率响应曲线变得平滑 磁液的主要功能 低音扬声器 功率压缩 没加磁液 35瓦 功率压缩效应 磁液的主要功能 频率 千赫 磁液的主要功能 磁液降低功率压缩效应 使用磁液之后 功率压缩 效应变小了 减少失真 音染 音圈径向的或不规则运动产生谐波失真与音染磁液对音圈的定中力减小谐波失真与音染气隙中的磁液形成一个密封圈 或液态的圆环 它消除了空气在气隙中的互调噪声 尤其是在活塞频率段 磁液的主要功能 使用贝尔的Sysid测试 一寸球顶高音 音染 1瓦 没用磁液 db 使用了磁液 频率 千赫 减少失真和音染达10 20dB 磁液的主要功能 定中 使音圈在磁隙中保持中心位置 音圈中心定位 当音圈在气隙中有径向位移时 磁液就会给一个复位力定中力计算 大小与位移成正比 系数K 2MsHmht r N M 25mm球顶高音典型值 Ms 0 01泰斯拉Hm 1 2 106安培 米 h 0 003米 t 0 0003米 r 0 0127米 那么常数k 1 7牛顿 米虽然它只有弹波所提供的力的几分之一 但仍然足以影响运动中的音圈保持中心位置 定中 应用实例 全音频扬声器 FRM系列磁液无弹波低音扬声器 特种磁液APGS O系列 磁液的主要功能 磁液的主要特性 1 饱和磁化强度 110 440高斯 G 2 粘度25 10 000厘泊 cP 270C 粘度随温度的变化而变化 举例 曲线图 3 热稳定性 在强磁场中长期耐高温 不凝胶 载体的低挥发性不等于磁液的长寿命凝胶早于 干枯 而发生4 良好的胶体稳定性 在强磁场中固体和载体分布的均匀度 主要特性 粘度随温度变化 温度高粘度小 温度低粘度大每12 15C 粘度增加或减小一倍粘度大 对音圈阻尼大 SPL降 反之亦然有关曲线可在资料中找到 同一个扬声器加上等量不同粘度的磁液之后测定的频响曲线产品开发工程师选取磁液品种的依据之一 没有加磁液 加粘度较小的磁液 加粘度较大的磁液 磁液粘度和阻尼的关系 使用须知 APG800系列一览表 其他系列可在CD中找到 主要特性 磁液的选用 寿命比较和发展方向 Ferrotec有11大类 120多种磁液 还在不断增加 他们的特点 用途和今后发展方向 磁液系列一览表 磁液在强磁场 高温下的寿命对比 强磁场 高温下磁液寿命的对比 不同系列磁液之间差异 主要特性 用量计算与控制 磁液定量加注设备 开发用 手动可调式微量液体分配器 Micro dispenser 美国制造 配套服务项目生产线用 高精度点胶机 美国FMI 专利陶瓷泵 精度达1 避免了压缩空气造成的误差 配套服务项目 参见下页照片音圈直径越小 用量误差对SPL的影响越大 用量计算与控制 用量计算与控制 磁液机的调节 实际加注量允许的误差可以在计算值的 10 之间 磁液机的精度应高于此要求 并要保证其重复精度 一致性 设备应定期由专人用更高精度的计量仪器进行调校 为便于工人操作 应该把用量换算成设备的读数 即磁液加注机的定时器读数和气压表的压力 如果是采用气压式的设备 建议设定其中一个值 然后加注磁液到一个已知重量的小容器内 用高精度电子称秤重 利用公式重量 体积X密度 其中体积是计算值 密度从磁液的规格书中可查到 把实际的加注量与计算结果相比较 再校正气压表 或定时器 直至达到满意结果 每种不同型号的喇叭都要做这一步工作 最后可得出下表 粘贴于磁液机上就成为操作指引 方便工人操作 如果贵公司目前所使用的磁液点滴机精度不能满足要求的话 我们可以推荐高精度点滴机的品牌和型号 用量计算与控制 一个扬声器加上一种磁液之后 在不同温度下的频响曲线变化 QC常见问题及控制SPL对策 改变粘度 用量 掌握规律 用特定标准管控 温度较高 温度较低 没有加磁液 温度 粘度 阻尼 和频响曲线 使用须知 磁液的 定居 现象 定居 加入磁液后 喇叭的SPL在一定时间内的变化 排除温度等其他因素 规律 SPL在最初24小时的变化是全部变化的90 粘度小 定居快1 3天 粘度大 较慢 7天或以上 其变化遵循 渐近线规律 IPQC和OQC的SPL管控差异鉴别磁路同心度 胶体稳定性和SPL关系 使用须知 加入磁液后立即测量的频响曲线 加磁液24小时后测量的频响曲线 定居 现象 刚刚加入磁液 加磁液24小时以后 使用须知 APG833胶体稳定性较好 定居幅度小 使用须知 某品牌磁液 胶体稳定性差 定居幅度大 使用须知 偏心 磁场分布不均匀现象 偏心 磁场分布不均匀 大颗粒向场强大处聚集 局部阻力增大 SPL下降如果磁液的胶体稳定性差 造成的问题更大 飞溅 寿命 温度 定居和场强分布对SPL的综合影响与鉴别 使用须知 影响SPL的因素归纳 温度 对所有产品有影响 季节性 定居 一定时间内和程度上 有规律 磁路同心度或磁强的均匀度 随机性 磁液的胶体稳定性 不同品牌和品种 磁液的用量多少及一致性 离散性 其他 污染造成磁液粘度的改变等等逐一排除可能性 找到原因 对症下药 红外探测法 IR 使用须知 选用磁液时要考虑的要点 一 承受功率 音圈温度 使用场合 环境温度 湿度 选用恰当的磁液系列二 材料的相容性等因素1 音圈骨架材料 铝 开帕通 Kapton Til与APG800 900 2100 REN 系列磁液都完全相容 而牛皮纸 某些Nomex 2 中心胶与磁液 液态 气态 固态 3 音圈骨架的接缝与补强纸的宽度 毛细管与迁移 4 引出线和金属表面粗糙度 毛细现象 使用须知 音圈骨架 补强纸 绕组 引出线 安全距离 中心胶 不小于0 1mm 不小于0 1 0 025 mm db Hz 毛细现象 迁移 浸润中心胶软化 SPL 谷 极端 膜片脱落污染音膜 接缝宽度 使用须知 RESULT1结果1Fig 2 a observationafter2hoursFig 2 b observationafter8hours图2 a 2小时后的观察结果图2 b 8小时后的观察结果Fig 2 c observationafter24hours图2 c 24小时后的观察结果 引出线上的胶水阻止磁液的迁移 磁液的迁移 注意补强纸 骨架缝宽度 引出线 金属表面粗糙度 使用须知 磁液与胶水的相容性 概要 APG800 900 2100与环氧类胶水相容性非常好 与聚酰胺 Polyamide Nylon尼龙 和丙烯酸 Acrylic 压克力 类胶水的相容性也相当好 与氯丁二烯橡胶 Chloroprene 类并不完全相容 然而事实上 不少扬声器制造商在同时使用 如868K 也许是因为使用方便 两者又不直接接触 使用须知 RESULTS结果 REMARKS备注 Goodcompatibility相容 Adhesiveseriouslyaffectstheimportantpropertiesofferrofluid胶水严重影响磁液的重要特性 Adhesiveaffectedaferrofluidforsomecombinationsofferrofluidandadhesive胶水影响某些磁液和胶水的化合物 磁液飞溅问题 原因 Fo附近音圈振幅大 听纯音功率太大 有气流 主要原因 磁液的饱和磁化强度太小 次要原因 磁液的胶体稳定性太差或加注量过多对策 让气流旁路 通风 主要手段 适当提高磁液的饱和磁化强度 辅助手段 选用优质的磁液 控制用量 使用须知 磁路胶对磁液的影响 溶剂挥发 腔体内集聚 改变磁液粘度 欢迎公平竞争反对误导 不断降低成本 提高产品质量和服务水平的动力新产品开发的发动机 使价格趋向合理的杠杆竞争对手 Matsumoto SP Moretec P 黑龙江 北京 山东 马鞍山 长沙 中山 误导 片面强调载体的低挥发性 扬声器受磁场和高温的双重作用 强磁场和高温才是试金石请通过正规渠道采购 认明生产厂 商标 品种和包装 认为磁液寿命取决于载体蒸发率是不正确的 磁液的变质远快于其载体的蒸发和流动性的丧失 即磁液在大部分载液没有蒸发完的时候就凝胶了 我们把磁液的抗凝胶的稳定性称为热稳定性 温度越高 磁液凝胶越快 这就再次强调了磁液的寿命是取决于磁液的热稳定性而不是其载体的蒸发率 磁液的热稳定性 重要 发生任何问题 保留喇叭样品供分析研究最重要 一个实物能够提供的信息胜过千言万语 没有实物 只能泛泛而谈 不一定能解决问题 磁液在模拟磁路结构中的寿命 高温性能的测试 凝胶 模拟磁路结构 加定量磁液 置于恒温炉中 在一定温度下 每隔一段时间取出一个观察 直到凝胶 gel 几十 几百或几千小时后 磁液质量 以APG834在1300C的凝固时间为标准 磁液在磁场内的的相对凝固时间 SP系列磁液应用在扬声器中 刚开始时它表现得和APG800系列磁液一样好 但由于其在磁场内凝固时间短 它长期的可靠性和耐高温的性能则非常差 低挥发性 不等于长寿命 凝胶早于 干枯 磁液质量 以APG836在1300C的凝固时间为标准 磁液在磁场内的的相对凝固时间P系列磁液应用在扬声器中 刚开始时它表现得和APG800系列磁液一样好 但由于其在磁场内凝固时间短 它长期的可靠性和耐高温的性能则非常差 磁液质量 鉴别磁液高温性能的简易方法 取几个一致性好的高音喇叭 测SPL加粘度相近 不同品牌的等量磁液 再测SPL连续施加粉红色噪声30瓦96小时 25芯球顶高音为例 GB T9397 1996 如果还没有烧毁 测SPL 比较变化分解单元 观察音圈上是否有凝胶 颗粒状析出物加速测试 白噪25W 24小时 结果见照片 磁液质量 APG2100 REN 系列 寿命最长的磁液 APG815 寿命相当长 NA604磁液凝固 P 210磁液凝固 SP 220全失效 蒸发 Durrofluid不长命 凝胶早于干枯 载体低挥发率不等于长寿命 P 110半失效 有凝胶 磁液凝胶后高温使音膜变形最后音圈烧毁 Colloidalstabilityofferrofluid磁液的胶体稳定性 磁液中的磁性微粒均匀地分散在液态载体中 但是磁液受强烈的磁场梯度的影响 磁液中均匀分布的微粒有时会产生一些变化 最坏的情况是磁性微粒与液态载体分离 胶体稳定性就是指磁性微粒在液体载体中分布的均匀程度 磁液应有多好的胶体稳定性呢 这取决于实际应用 因为每一种应用的磁路结构都不同 胶体稳定性和渗漏 另一质量差距 原因 磁液胶体稳定性差 磁路不匀 磁场过强结果 渗漏 易飞溅 寿命短 磁液质量 胶体稳定性 分离和渗漏 另一技术和质量差距 正常 分离 分离 磁液质量 劣质磁液及使用后果 劣质磁液 高温性能差 容易凝胶干涸 胶体稳定性差 载体分离 甚至会有沉淀后果 1 扬声器寿命大大缩短 被退货 索赔 2 公司信誉受损 材料 人工和运费损失 3 客户定单转移 失去客户 音圈直径13mm的高音用量约0 025毫升 25芯0 1毫升 每瓶1000毫升磁液可加4万 25芯1万以上 个喇叭 平均每个喇叭的差价很小磁液质量和服务的差距远大于差价 物有所值 一些基本事实 1 几乎所有日本品牌 例如索尼 松下 先锋 三洋 JVC 建伍 都指定使用Ferrotec磁液 2 有一些用户 包括台湾及大陆客户因为使用了低质磁液而付出了沉重的代价 3 欧美买家 在下OEM订单时 会通过美国或日本磁液公司来求证某厂是否在使用我们的优质磁液 或在材料清单上指定使用Ferrotec磁液和具体品种 用量 4 外发加工品的监管 磁液质量 常见误区 判断一种磁液是否可以使用 仅仅通过观察SPL就下结论 忽视高温性能不按计算值 而是凭经验估计用量 用胶瓶加磁液 精度不够 产品一致性差使用前摇晃瓶子 气泡进入 难以逸出 异音用少量粘度大的磁液取代粘度小的磁液 扬声器寿命会缩短企图通过掺加其他物质来改变磁液粘度 先加注磁液后充磁 工艺流程不合理性担心磁液在间隙中分布不匀 分二或三点加注 多余 磁液贮存须知 环境温度 0 40 相对湿度 90 以下实验 10 50 半年后检测 没有变化不需要冷藏 也不应该冷藏 冷凝水 取用后盖紧瓶盖 严格防止杂质污染 溶剂 某些胶水等化学品 取用的容器必须很干净 标签 品种 容量 日期 生产厂商 电话 产地 检验报告 塑料瓶 每瓶1000毫升 重量与密度有关 透明密封带 产品批号和保证期限 批号实例041505A 月 日 年041505A 04 month月1 day日05 year年通过批号可以追踪到产品的记录质量保证期 交货之日起一年我们的磁液是一种非常稳定的物质 在室温和常压条件下 其保存期几乎是无限的 但从商业的角度考虑 我们把质量保证期定为交货后的一年 而与生产日期无关 Confidential机密 Others其他 ISO与环境保护 ISO140012004年12月16日通过认证 No JP JQA EM4428SGS报告在CD中 每年更新ISO9001 2000 JISQ9001 2000 No JQA QM9129 2002年12月6日 全球生产风险应对计划 美国和日本两大生产基地波士顿 东京 香港 台北 东莞和上海库存 保障不间断的供应应对当今世界人祸 天灾 恐怖活动 9 11 战争地震 海啸 龙卷风 火灾 水灾 传染病 SARS 罢工 运输 技术服务计划 经验丰富的专家们提供技术支持开放美国和日本设备先进的实验室经常拜访用户 定期举办研讨会免费做材料相容性等实验科学家们在开发新产品定做特种磁液 专门配方 电话和电邮诊断问题 提供解决方案 联系方式 弘凌电子有限公司 海帆电声 电话 769 22993755传真 769 22993758销售 罗志忠101分机术服务 应正铭103分址 东莞南城区胜和路胜和广场B座13楼B单元Email jimmy 结束语 尽管拥有先进的技术和优质产品但是我们离不开您的支持请让我们继续为您服务并和您一起成长让我们一起为全中国和全世界的消费者提供优质的音响产品谢谢您 问题与讨论 常见疑问 1 产品一致性 瓶口和瓶底的粘度或密度不同 2 磁液的检验方法 IQC 3 如何鉴别磁液品质的优劣 4 加注磁液后 磁液偏向一边 音膜变形 5 磁液用量的多或少对扬声器的正负面影响 6 磁液对灵敏度的影响 7 磁液寿命有多长 8 是否可以把不同粘度的磁液混合后使用 9 磁液的酸碱度 导电性 10 磁液对瞬态响应的影响 11 磁液外包装瓶变形问题 常见疑问 1A 磁液粘度的一致性 瓶口和瓶底的磁液粘度不同 心理上的错觉 磁液是稳定的 常温 常压下不会挥发或沉淀 请参考实验数据 磁液品种静置时间顶部粘度底部粘度批号APG8208个月4 238cP4 225cPRA1033APG83422个月1 071cP1 059cPRA0834注 在27C时测得粘度 常见疑问 1B 磁液密度的一致性 瓶口和瓶底的磁液密度不同 错觉磁液品种静置时间顶部密度底部密度产品批号APG8343个月以上1 065 g cm3 1 065052104AAPG84010个月以上1 0871 088103003C 常见疑问 2 磁液IQC方法 免检产品检验项目 见检验报告 在瓶上 方法物理特性使用仪器饱和磁化强度VSM振动试料磁力系计粘度E type转动式粘度计密度Picnometer比重计 粘度计 振动磁力系计 密度电子称和比重瓶 测量密度 3 如何鉴别磁液品质的优劣 高温性能胶体稳定性 常见疑问 4A 磁液偏一边 加了磁液之后 有时磁液会偏向一边 是加注后立即发现 还是过一段时间 实际加注量是否和计算结果相符 假定计算正确 磁路是否有偏心 用高斯机探针测场强 常见疑问 4B 音膜变形 由于磁液将 gap 磁路间隙 封闭之后 在音膜下面的空气也被封住了 如果这些空气与外界大气有压力差 那么音膜就会被顶起 正压 或压下 负压 在工艺上设法使气体恢复平衡 扫正弦波是办法之一 在加工过程中第一次涂胶时留一点透气间隙 第二次再完全密封也是一种方法 音圈卷幅中心与华司厚度中心的齐平 磁液的浮力 适当的磁液饱和磁化强度 常见疑问 5 用量过多 过少的影响 过多 影响成本 容易飞溅和迁移过少 SPL上扬 低端 扬声器寿命变短 会有异常音 阻抗曲线可能会出现双峰 6 磁液对灵敏度的影响 集中表现在Fo 即最低谐振频率附近对中高频的影响几乎可以忽略 常见疑问 7 磁液工作温度与使用寿命 影响磁液寿命的几个主要因素 磁液的品牌 品种 质量 高温温度 功率 高温的持续时间磁液体积和磁液表面积之比 V S 暂且忽略材料相容性因素 喇叭有不同的V S值 低音喇叭的V S较大 而高音喇叭的V S相对较小 每种高音喇叭也有不同的V S值 因此 如果没有合理的设想 要规定一致的瞬时温度和最大工作温度几乎是不可能的 APG800可承受短时间1750C 超过900C的长时间工作应减少 APG900 2000C 1150C APG2100 2000C 1250C 8 是否可以把不同粘度的磁液混合后使用 成分相同的磁液 理论上可以混合使用事实上有问题 要通过计算和控制混合比例 才能得到所需粘度的磁液需要专用混合设备以保障均匀性 常见疑问 9A 磁液