[发明专利]声音传输系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种声音传输系统，尤其涉及一种基于碳纳米管的声音传输 系统。

背景技术

声音传输系统包括有线声音传输系统及无线声音传输系统两类。传统的 有线声音传输系统一般由一声电转换装置、一输电线路以及一电声转换装置 组成。该声电转换装置一般为一话筒或麦克风，该电声转换装置一般为一听 筒、扬声器或耳机。该声电转换装置将声音转换成电信号，并通过输电线路 将电信号传递至电声转换装置，该电声转换装置将电信号还原成声音信号。 然而，受到输电线路的限制，这种有线声音传输系统的远距离声音传输成本 较高，另外，该声音传输系统必须在一有电环境下工作，限制了其应用范围。

无线声音传输系统在有线声音传输系统的基础上，将输电线路替换为电 波/波电转换装置，通过将电信号转换成电磁波、红外波或微波等无线信号在 空间中发送、传输并接收。然而，上述无线声音传输系统在接收到无线信号 后，需要将无线信号转换成电信号，再经过电声转换装置转换成声音信号， 其结构较为复杂。另外，该无线声音传输系统的接收端仍需在一有电环境下 工作。并且，该电声转换装置，如电动式扬声器，需要使一音圈在一磁铁形 成的磁场中运动，进而带动振膜振动发出声音，而扬声器中的磁铁可能对其 它与之靠近的电子设备造成不利影响。

近年来，随着光纤通信技术的发展，新型的声音传输系统可以进一步通 过光发送器将电信号转换为光信号，通过光纤进行传输，并通过光接收器将 接收到的光信号转换为电信号，再通过声电转换装置还原成声音信号。然而， 这种声音传输系统只是将光信号代替传统的无线信号，在接收端仍需将光信 号转换成电信号，同样存在结构复杂且需要电力支持的问题。

光声效应是指当物质受到周期性强度调制的光照射时，会产生声音信号 的现象。当物质受到光照射时，物质因吸收光能而受激发，并通过非辐射跃 迁使吸收的光能全部或部分转变为热。如果照射的光束经过周期性的强度调 制，则在物质内产生周期性的温度变化，使这部分物质及其邻近的媒质热胀 冷缩而产生应力(或压力)的周期性变化，因而产生声音信号，此种声音信 号也称为光声信号。光声信号的频率与光调制频率相同，其强度和相位则决 定于物质的光学、热学、弹性和几何的特性。目前，利用光声效应制造的光 声谱仪及光声显微镜已经被广泛应用于物质组分分析检测领域。例如，现有 技术中的光声谱仪一般包括一光源、一样品室及一信号检测器。该光源一般 为一调制的脉冲激光源或连续激光源。该信号检测器一般为一麦克风。该样 品室中放置有待测的样品，该样品材料不限，可以为气体、液体或固体材料， 如一固体粉末或一生物样品等。该激光源发射激光照射到样品室中的样品上， 由于光声效应中产生的声能直接正比于物质吸收的光能，而不同成分的物质 在不同光波的波长处出现吸收峰值，因此当具有多谱线或连续光谱的光源以 不同波长的光束相继照射样品时，样品内不同成分的物质将在与各自的吸收 峰相对应的光波波长处产生光声信号极大值。该信号检测器通过检测该光声 信号的极大值，从而判断待测样品的材料种类。

然而，一般材料受到光吸收能力的限制，产生的光声信号强度较弱，且 频率范围在兆赫兹以上，只能通过麦克风或压电传感器等换能装置接收，因 此，现有技术中还没有利用光声效应制造的发声元件，以及应用该发声元件 制造的声音传输系统，使其产生的声音信号能直接被人耳感知。

自九十年代初以来，以碳纳米管(请参见Helical microtubules of graphitic carbon，Nature，Sumio Iijima，vol 354，p56(1991))为代表的纳米材料以其独特 的结构和性质引起了人们极大的关注。近几年来，随着碳纳米管及纳米材料 研究的不断深入，其广阔的应用前景不断显现出来。例如，由于碳纳米管所 具有的独特的电磁学、光学、力学、化学等性能，大量有关其在场发射电子 源、传感器、新型光学材料、软铁磁材料等领域的应用研究不断被报道。然 而，现有技术中却尚未发现碳纳米管作为发声元件用于声学领域。

发明内容

因此，确有必要提供一种声音传输系统，该声音传输系统结构简单，该 声音传输系统中的发声元件无需磁铁，可在无电的条件下直接发出能够被人 耳感知的声音。