电容传声器的膜板的充电方法及充电装置 本发明涉及电容传声器的膜板的一种充电方法和充电装置。具体地说，涉及一种电容传声器的膜板的充电方法和装置，其能够给电容传声器中的膜板(信号板)充电，且该膜板是一种通过电晕放电和离子注入法在其两面上沉积了导电材料的高聚物薄膜。
通常来说，极性电容传声器需要提供几百伏的外加直流电源作为极性电压。但是，非极性电容传声器由于使用了一种膜板(信号极板)，因此它不需要提供外加电压，这种膜板是由一种沉积了导电材料的有极好的电荷储存性能的薄膜制成的，或者是粘附了该种高聚物薄膜以存储其中的电荷。
这种非极性电容传声器，也就是一种接收声波(空气中的一种波运动)并将其转换为电信号的传声器，其包括：如图1所示，由一种沉积了诸如铝、镍、银和金的导电材料地薄膜组成或者是粘附了这种薄膜的膜板101，与膜板101间隔预定距离进行排列并用于将声波转换为电信号的信号板(极板)102，用于匹配后续的放大器(图中没有示出)所要求的输入阻抗的场效应晶体管(FET)103。一个装有基板104的外壳105保护膜板101，信号板102和场效应晶体管103，且场效应晶体管103的漏极端子和源极端子露在外面。
上面所述的电极电容器的膜板或信号板按图2所示的方法安装，即：高压发生器1的阴极端与膜板组件5的底端相连，与高压发生器1的阳极端相连的高压杆7以与膜板组件5的顶端间隔预定距离而安装。
如果从高压发生器1对膜板组件5输出高压，就会在膜板组件5中注入电荷，这样在膜板组件5的两侧就形成了电场，如图5所示，通过电晕放电的方法在膜板组件5(膜板和信号板)中注入电荷，可以形成双电层。
然而，通常的电容传声器的膜板的放电方法和装置有一些缺点，即：不仅电晕放电生成的和在膜板中注入的部分电荷会损失掉，而且由于受温度，湿度，灰尘和空气中的其它类似物质的影响，不能在膜板整个表面上均匀地注入电荷。也就是说，湿度，温度，灰尘及空气中的类似物质的影响不仅使得在膜板中均匀地注入电荷变得不可能，而且对于充电装置来说，使得膜板充电工艺自动化要求高压和更长时间。
本发明的目的是提供一种电容传声器的膜板的充电方法和装置，其能够减少通过电晕放电在电容传声器的膜板中注入电荷的电荷损失从而提高充电效率，并且能够实现自动化而不存在由湿度，温度，灰尘和空气中类似物引起的充电时间长的问题。
为了达到上述目的，本发明提供了一种对电容传声器的膜板进行充电的方法，其中是将电荷充至由导电材料沉积在高聚物薄膜上的方法而制成的膜板表面上，其包括以下步骤：通过将正离子发生器产生的正离子和负离子发生器产生的负离子提供给一条通了高压电的电路而形成导电介质空气层；通过电晕放电并同时施加高压电而将电荷注入膜板以此在高聚物材料的薄膜上形成双电层。
优选地，作为膜板的高聚物薄膜是由一种FEP(CF3CF，CF2：四氟乙烯-六氟乙烯共聚物)薄膜组成的。
为了达到上述目的，本发明提供了一种用于电容传声器的膜板的充电装置，其中是将电荷充至由导电材料沉积在高聚物薄膜上的方法而制成的膜板表面上，其包括：一正离子发生器，其用于将正离子提供给施加了高压的线路从而形成导电介质的空气层；一负离子发生器，其用于将负离子提供给施加了高压的线路从而形成导电介质的空气层；一高压发生器，其用于对导电介质的空气层提供高压以产生电晕放电而在高聚物材料的薄膜上形成双电层。
优选地，用作膜板的高聚物薄膜为FEP(CF3CF，CF2：四氟乙烯-六氟乙烯共聚物)薄膜。
本发明的充电装置还包括一个具有从顶端贯穿至底部的多个孔的筛网，其用于调节高压发生器产生的高压以控制提供给膜板的电荷数量。
图1为一种普通电容传声器的剖视图；
图2为现有技术的一种电容传声器的膜板充电示意图；
图3为本发明的电容传声器的膜板充电装置示意图；
图4a-4d为图3中所示的高压发生器和离子发生器的详细示意图；
图5为本发明的通过电晕放电和离子注入给高聚物材料充电的充电状态示意图。
现在参照附图中所举的优选实施方案对本发明进行进行详细描述。
如图3所示，本发明的电容传声器的膜板的充电装置是通过下面的方式配置的：与高压发生器1的阳极端相连的高压杆7以与膜板组件5的顶端间隔预定距离进行排列，高压发生器1的阴极与膜板组件5的底端相连。换句话说，高压发生器1的阴阳两极安装在相对的方向上，将膜板组件5放在它们之间。
负离子发生器2的一端和正离子发生器3的一端分别独立地安装在与高压发生器1的阳极相连的高压杆7的邻近处，这样将负离子和正离子提供到膜板组件5的顶端。在膜板组件5的顶端，也就是在膜板组件5和与高压发生器1的阳极相连的高压杆7之间安装一个预定直径的多孔筛网，且将其与高压发生器10相连，由此调节注入至膜板组件5中的膜板的电荷数量。参考号6是指地线。
在启动本发明的电容传声器的膜板的电荷充电装置之前，将首先讨论对膜板(信号板)的解释。
在电容传声器中，接收声音的膜板将声压的变化转变为机械振动，且这种膜板是通过将铝、镍、银、金及其它类似物沉积到高聚物材料的薄膜[如FEP(CF3CF，CF2：四氟乙烯-六氟乙烯共聚物)薄膜]上而制得。
制成膜板的高聚物材料是一种结晶性热塑性树脂，其约含15-25％的六氟乙烯且其熔点260℃-290℃。
制成膜板或信号板的高聚物薄膜(即FEP薄膜)具有保持电荷与加到它两端的电压一致的特点。换句话说，也就是将高聚物的绝缘材料制成薄膜，且当对放置在两电极间的其两个表面施加高压时，在该绝缘材料的内部形成强电场，结果如图5所示，负电荷(-)聚集于正极(+)，正电荷(+)聚集于负极(-)。
正负电荷均匀地分布在高聚物材料上，这就形成了双电层，即极化。对于普通材料而言，当加在它上的电压降为零时，该材料就会由极化状态回到初始状态。但是对于作为一种高聚物有机物质的FEP薄膜而言，它具有在极化状态出现以后，即使电压降为零，也能象磁铁一样有保持电场的特点。
如图4a，4d所示，高压发生器1，10，提供高压给高压杆7和筛网4，当通过可变调节器12，48将加在电源11，47上的电压(直流18V)调到一定水平后，通过振荡器13，39将电压振荡到预设的振荡频率，然后再将电压提供到转换电路14，50。
由此振荡的交流电通过转换电路14，50和变压器15，51升压为高压交流电，然后再通过多路增压整流器16，52转换为高压直流电(-10KV，+10KV)，然后施加至高压杆7和筛网4。
为了更有效地充电，可参照图4b，4c解释负离子发生器2(提供负离子)和正离子发生器3(提供正离子)的操作过程。
首先，如果要通过可变调整器18，35调节供给推挽式转换电路29，44的电压，先要驱动自动电压控制电路(AVC)19，34和输出电流调整器20，33来调节加在电源17，32上的电流和电压(直流36V)，然后再将电流和电压供给推挽式转换电路29，44。
施加了的电压(18V直流)的电压控制振荡器(VCO)22，36通过根据参考电压21，38施加的电压调整可变调整器23，39而以预定振荡频率振荡，并将该振荡频率施加给自动频率控制电路(AFC)24，37。接着，自动频率控制器24，37调节振荡频率，并将调节后频率分别传给转换缓冲器25，40和非转换缓冲器27，41，然后再将该转换和非转换的频率传给滤波器26，42，28，43。
如果将滤波器26，42，28，43滤过的振荡频率传给推挽式转换电路29，44，推挽式转换电路29，44首先通过振荡频率将来自输出电流调整器20，33，即来自电源17，32的输出电压升压为交变电压，然后将该升高的交变电压供给变压器30，45。
交变电压其次由变压器30，45升压并由多路升压整流器31，46转换为直流电压(-2KV，-10KV)，且将由此转换的直流电压供给用于产生正负离子的电源。
在对具有此种特征的FEP薄膜(即为膜板(或信号板))进行充电的过程中，将由正负离子发生器2，3产生的正负离子供给高压通路并结合在一起，结果在空气中形成了一种导电介质的空气层，即在与高压发生器1相连的高压杆7和膜板组件5之间。
在这种情况下，需要指出的是，正负离子可用于净化空气的空气净化器，也可用于消除静电的天电干扰消除器，且对于利用其的电场效应给FEP薄膜表面充电也是很有用的。
正离子和负离子都是电解质组分中的之一，其特点是：按与载送电荷的电流相反的方向移动，且电荷的数量与载体离子(SO42-，OH-，Cl-)所带电子的数目有关。
此外，离子的正负是根据原子最外层电子数目(也就是比正常状态更少或更多)而定。进一步地说，正负离子都不是电中性的，缺电子时带正电，称为正离子，富电子时带负电，称为负离子。通过调节电子数量而控制FEP薄膜的晶体结构和加速电压，从而得到一个由薄膜的连续成型在空气中通过而产生的电位。
这样，在结合了由正负离子发生器2，3产生的正负离子以后，在高压通路，也就是在与高压发生器1的正极相连的高压杆7和膜板组件5之间，形成了一个导电介质的空气层，将高压发生器1产生的高电压供给膜板组件5，以可能使膜板组件5，也就是如图5所示的由FEP薄膜制得的膜板进行充电。
在高压通路上，也即在膜板组件5和与高压发生器1阳极相连的高压杆7之间，安装具有预定直径的多孔的筛网，借以调节注入膜板组件5的膜板上的电量。换句话说，通过调节筛网中每个孔的直径，或者是调节高压发生器10供给至筛网4的电压，可以任意调节注入膜板组件5的电量。
这样，充入膜板中的电荷即被半永久性地固定了，且充电时间也大为缩短，可实现瞬时充电，以致于可实现充电设备的自动化，由此不仅提高了产率，而且提高了产品质量。
如上所述，用于本发明的电容传声器的膜板的充电方法和充电装置能够保持充入膜板中的电荷定量，而不受空气中温度、湿度变化的影响，能够使电荷稳定地分散在膜板的整个表面上，减少由于过量放电对，膜板表面即FEP薄膜的损伤。从而使膜板的场分布是基本稳定的并因此提高了其可靠性。
此外，用于本发明的电容传声器的膜板的充电方法和充电装置，不仅能够减少注入至膜板中的电荷的损失和提高充电效率，而且缩短充电时间，实现了充电设备的自动化。
显然，对于本领域熟练人员而言，可以在不背离本发明的精神和范围内，对本发明中的电容传声器的膜板的充电方法和充电装置进行各种修改和变化。因此，本发明意欲包括在所附权利要求的范围内及其等同范围内本发明的改进和变化形式。