2010年11月24日 星期三

[科研社]聲音發電(電聲換能器)

噪聲雖然一向為人們所厭惡,但是,噪聲也有其很高的社會利用價值。隨著現代科學技術的發展,人們也能利用噪聲造福人類。

  (1)利用噪聲發電

  噪聲是一種能量的污染,比如噪聲達到160 dB的噴氣式飛機,其聲功率約為10000 W;噪聲達140 dB的大型鼓風機,其聲功率約為100 W聚沙可成塔,這自然引起新能源開發者的興趣。科學家發現人造鈮酸鋰具有在高頻高溫下將聲能轉變成電能的特殊功能。科學家還發現,當聲波遇到屏障時,聲能會轉化為電能,英國的學者就是根據這一原理,設計製造了鼓膜式聲波接收器,將接收器與能夠增大聲能、集聚能量的共鳴器連接,當從共鳴器來的聲能作用於聲電轉換器時,就能發出電來.看來,利用環境噪聲發電已指日可待。

  (2)利用噪聲除草

  科學家發現,不同的植物對不同的噪聲敏感程度不一樣。根據這個道理,人們製造出噪聲除草器。這種噪聲除草器發出的噪聲能使雜草的種子提前萌發,這樣就可以在作物生長之前用藥物除掉雜草,用欲擒故縱的妙策,保證作物的順利生長。

  (3)利用噪聲來製冷

  大家都知道,電冰箱能製冷,但令人鼓舞的是,目前世界上正在開發一種新的製冷技術,即利用微弱的聲振動來製冷的新技術,第一台樣機已在美國試製成功。在一個結構異常簡單,直徑不足1 m的圓筒裏疊放著幾片起傳熱作用的玻璃纖維板,筒內充滿氦氣或其他氣體。筒的一端封死,另一端用有彈性的隔膜密閉,隔膜上的一根導線與磁鐵式音圈連接,形成一個微傳聲器,聲波作用於隔膜,引起來回振動,進而改變筒內氣體的壓力。由於氣體壓縮時變熱,膨脹時冷卻,這樣製冷就開始了,不難設想,今後的住宅、廠房等建築物如能加以考慮這些因素,即可一舉降伏噪聲這一無形的禍害,為住宅、廠房等建築物降溫消暑。

  (4)利用噪聲除塵

  美國科研人員研製出一種功率為2 kW的除塵報警器,它能發出頻率2000 Hz、聲強為160 dB的噪聲,這種裝置可以用於煙囪除塵,控制高溫、高壓、高腐蝕環境中的塵粒和大氣污染。

  (5)利用噪聲剋敵

  利用噪音還可以制服頑敵,目前已研製出一種噪音彈,能在爆炸間釋放出大量噪音波,麻痹人的中樞神經系統,使人暫時昏迷,該彈可用於對付恐怖分子,特別是劫機犯等。

  (6)利用噪聲診病

  美妙、悅耳的音樂能治病,這已為大家所熟知。但噪聲怎麼能用於診病呢?最近,科學家製成一種鐳射聽力診斷裝置,它由光源、噪聲發生器和電腦測試器三部分組成。使用時,它先由微型噪聲發生器產生微弱短促的噪聲,振動耳膜,然後微型電腦就會根據回聲,把耳膜功能的數據顯示出來,供醫生診斷。它測試迅速,不會損傷耳膜,沒有痛感,特別適合兒童使用。此外,還可以用噪聲測溫法來探測人體的病灶。

  (7)利用噪聲有源消聲

  通常所採用的三種降噪措施,即在聲源處降噪、在傳播過程中降噪及在人耳處降噪,都是消極被動的。為了積極主動地消除噪聲,人們發明瞭有源消聲這一技術。它的原理是:所有的聲音都由一定的頻譜組成,如果可以找到一種聲音,其頻譜與所要消除的噪聲完全一樣,只是相位剛好相反(相差180°),就可以將這噪聲完全抵消掉。關鍵就在於如何得到那抵消噪聲的聲音。實際採用的辦法是:從噪聲源本身著手,設法通過電子線路將原噪聲的相位倒過來。由此看來,有源消聲這一技術實際上是以毒攻毒


壓電材料
http://tw.knowledge.yahoo.com/question/question?qid=1007111300030
鉛(Pd)、鉻(Zr)和鈦(Ti)
一般所用之PZT 壓電陶瓷約為55%的PbZrO3與45%的PbTiO3的固溶體
鋯鈦酸鉛(PZT)之特性簡介

自1954年Jaffe等人發現鋯鈦酸鉛(Lead Zirconate Titanate, PZT)固溶液(solid-solution)材料所具有的優良壓電特性(piezoelectric properties)後,PZT即被廣泛的應用在各種壓電裝置(感測器(sensors)、致動器(actuators)及電壓產生器(voltage generators)等)上。

PZT基本上是由xPbZrO3-(1-x)PbTiO3 (0

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