用于空客A380的高品质压电声音换能器

空客A380采用电动机构来开启和关闭大型舱门(图片来源:空客)

从昔日的神话到今日的常态,空中旅行已经成为生活的一部分。我们不断追求更大、更快、更远的飞行器,而安全永远是我们的首要任务。所有飞机部件均需满足“适航性”标准,确保它们的可靠与耐久性,同时追求轻巧与紧凑的设计。此标准亦适用于声学声音换能器,这些设备能够在自动化操作过程中,比如在空客A380舱门关闭时,产生警告声音。

自莱特兄弟首飞以来,机票利润与乘客数量的正比关系一直是推动飞机尺寸增长的关键因素。如今,空客A380是在役的最大客机,其宽体设计和近80米的翼展,使其能够在双层甲板上容纳850名乘客,具备近10,000英里的航程能力。

监控门锁

超大型飞机面临的一大挑战是舱门的关闭和锁定。由于A380的舱门尺寸庞大、重量巨大,关闭它们需要借助电机,无法手动操作。为了确保舱门正确关闭和锁定,系统配备了传感器和换能器来密切监控关闭和锁定机构。如果锁定过程未完成,系统会发出警告声音;而舱门正确关闭时,则会发出“确定”(OK)信号。为此,每架飞机的舱门旁边都安装了14个声音换能器。

位于德国柏林的Holmberg GmbH致力于研发和生产适用于在苛刻的环境条件下专业使用的电声设备,长期以来一直是这种类型的适航声音换能器的专家。作为一家获得认证的航空设备制造与维护供应商,Holmberg的电声产品深受包括空客在内的多家著名飞机制造商的信赖。这也包括声音换能器,航空航天行业要求对其可靠性和使用寿命进行全面认证。因此,与用于闹钟和玩具的传统批量生产的蜂鸣器相比,用于飞机舱门的压电声音换能器的质量要求要高得多。

为了满足航空航天行业的苛刻要求,Holmberg采用了PI Ceramic专门定制的压电陶瓷盘。可靠性、耐用性和严格遵守技术规格是在飞机部件中使用它们的重要参数。

基本上,声音换能器由两个相互粘合的压电陶瓷盘、一层塑料薄膜和一个防水外壳组成。施加电压时,压电陶瓷开始以类似于驱动频率的方式变形。这就是所谓的逆压电效应;压电陶瓷元件将电能转换为机械能。运动传递至一层薄膜上,然后薄膜辐射声波。根据操作的是哪一个压电陶瓷盘,能够根据各自的谐振频率发出两种不同的音调:一种是表示“舱门已关闭”的确定(OK)信号,另一种则是警告音调。虽然这些声音换能器体积小,但它们能发出的音量高达160 dB,即便安装后降至84 dB,声音仍旧清晰响亮。

PI Ceramic提供的压电声音换能器子组件

Holmberg公司的技术总监Peter Köppel表示:“我们使用的是PI Ceramic直接供应的两个已经相互粘合好的压电陶瓷盘。”他很快地解释了选择这些压电陶瓷盘的原因是:“它们符合我们的高品质标准,在谐振频率、电容以及耦合系数等所有与声波性能相关的压电参数方面,公差极小。”

自1992年以来,PI Ceramic专注于开发和制造用于标准及OEM应用的压电陶瓷材料、部件及子组件,能够迅速响应客户的特定需求。Köppel强调:“在我们的声波换能器案例中,压电陶瓷专家已经证明了这一点。在寻求替代之前的供应商时,PI Ceramic从一开始就充分理解我们的需求,并且能够在首次原型开发时就达到所有必要的规格要求。”

PI Ceramic控制着所有生产步骤,从精选原材料、设计几何结构到所有组装步骤,确保其压电陶瓷子组件能灵活适配任何应用需求,体现出卓越的适应性。

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