感應線圈系統(tǒng)簡介

現(xiàn)如今感應線圈系統(tǒng)，不僅僅用于助聽系統(tǒng)，更重要的工業(yè)應用是配和工業(yè)加熱設備使用，是工業(yè)電源，工業(yè)感應加熱電源的重要組成部分,國內感應加熱技術實質意義上的進步是從2003年開始的，針對于工業(yè)不同的加熱工件，感應線圈是重要的組成部分，一般感應線圈在工作時會走很大的電流，需要產(chǎn)生足夠大的電磁場才能加熱工件，因此它自身也會發(fā)熱，在工作室需要通冷卻水降溫，最電影的應用是:工業(yè)電機短路環(huán)釬焊，蒸發(fā)鋁鍍膜，紫銅釬焊，管道預熱后熱，等等一些列技術正在不斷開發(fā)中!

由電磁學原理我們知道，長直導線有電流通過，其周圍就會有磁力線產(chǎn)生。根據(jù)右手定則磁力線的方向，形狀如圖所示:

磁力線為同一平面同心圓且垂直導線。磁力線從圓心向外由密到疏，磁場由強變弱。如果導線通過的電流是固定不變的，即直流電流，則產(chǎn)生的磁場也是恒定的。而當一個閉合回路中的電流發(fā)生變化寸，隨著電流的變化，電流產(chǎn)生的磁場也在變化。如果導線通過語音電流，則產(chǎn)生的磁場也隨語音的變化而變化。這種變化的磁場將在它 附近的其他回路中產(chǎn)生感應電流。如果把一個線圈回路放置在磁場中，磁力線通過線圈回路時，線圈回路有電流產(chǎn)生。如磁場是由語音信號所產(chǎn)生，那么在此磁場中線圈感應的電流則是語音電流。電場轉變磁場，磁場轉變電場的過程，是電磁感應基本原理的實際應用。由此我們知道，磁感應線圈助聽系統(tǒng)信號發(fā)送與接收的過程是，將放大的音頻信號電流，通過長直導線形成隨音頻變化的交變磁場，由接收耳機中的線圈感應出微弱音頻電流，經(jīng)放大后，耳機又將其恢復成語音信號。

來自錄音機、收音機、電視機或教師的聲音經(jīng)麥克風、放大器、調頻部件以交流電的形式直接傳遞到線圈內，電流在線圈周圍產(chǎn)生了一個電磁場，這種帶有聲音信號的電磁波可以在空間傳播并為助聽器上的拾音線圈(telecoil)所接收。在拾音線圈里電磁波又轉換為音頻電流，電流再經(jīng)過助聽器的放大處理，還原成聲音信號。即:聲音輸入一放大一感應線圈電流一環(huán)繞線圈的電磁場一拾音線圈感應電流一聲音輸出。

這樣一來，聽障者可充分利用助聽器的T擋(拾音線圈，telecoil)，在進入預先鋪設有線圈的室內時，通過電磁感應原理，接收到清晰的聲音，而不受距離和人數(shù)的限制。在絕大多數(shù)耳背式及一部分耳內式助聽器中，都裝配有感應線圈，即助聽器上的T擋(拾音線圈，tele-coil)。當助聽器的輸人選擇開關置于T擋，該線圈就可以拾取周圍的電磁信號并把它轉換成電信號進行放大。這一設計的本意是幫助患者更好地接聽電話:感應線圈從電話聽筒的電磁式耳機中拾取電磁信號，而不需由電話聽筒中的耳機把電信號轉換成聲信號，再由助聽器的麥克風將其轉換成電信號。省去這樣兩個多余的中間步驟，有助于提高信噪比，但是已知的電話機的磁場比較弱，用T擋聽電話會覺得聲音很微弱，需在聽筒上配備其他一些專用器件將磁場信號放大，而環(huán)路感應線圈的磁場信號較強，可鋪設在一些專用場所，如在某些影戲院、禮堂、會議室、教室、教堂內，聲音以電磁信號方式散布于環(huán)路之內，使聽障者可以清晰地聽到聲音。

直線電流的磁場是從產(chǎn)生磁場的電流朝外擴展的，磁場的方向(也就是磁力線的方向)是環(huán)繞著電流的一些閉合曲線，磁力線和由此產(chǎn)生的磁通量(可以被看做磁力的流動)，是一些位于垂直于電流的平面上的同心圓，是圍繞產(chǎn)生它們的電流呈環(huán)形流動的?？拷娏鞯牡胤酱艌鲚^強，離電流遠的地方，磁力和磁流就越弱。磁力線方向與電流方向的關系可以用右手螺旋法則來判定。將右手握住導線，拇指伸直，如果拇指代表電流方向，彎曲的手指代表磁場環(huán)繞方向。

當線圈安裝在地板上，而助聽器佩戴者是坐著或站著時，在回路中，在頭部高度的磁力線以水平為主。這樣，在頭部高度，磁場的垂直部分就有一個近乎持續(xù)的量幾乎覆蓋整個房間。剛進人回路處是個例外，那里，除了垂直部分很弱外，整個磁場都較強。以上特性很重要，因為助聽器中的接受線圈的安裝是垂直的，它僅能拾取磁場的垂直部分。

這里已經(jīng)討論了沿著回路一個方向的電流，然而聲音是音頻信號，相對應于原始聲波中的正壓和負壓，方向每秒會倒轉許多次。因此，循環(huán)的磁場每秒也會倒轉許多次。事實上，根據(jù)電磁場理論，正是持續(xù)改變的磁流使拾音線圈感知，產(chǎn)生一個音頻電流(地球的磁場不會影響線圈，正是因為地球磁場有持續(xù)的力量和方向)。

在近房間中心的磁場強度與回路中電流的大小和回路數(shù)直接成正比，與回路的直徑成反比例。國際標準(1EC118-4，BS7594)指出:一個磁場的長期平均輸出功率值應為100mA/m(指每米毫安培)。不得低于70mA/m或高于140mA/m。該值是在回路內，距離地板1.2米時測得的磁場垂直面上的強度。允許在言語中出現(xiàn)達到400mA/m的強度峰值、頻率范圍應當覆蓋100Hz-5kHz。

在回路中心的直徑a米，有n周圍繞的回路其磁場強度可以用下式計算:

H是磁場的強度，用每米毫安培表示，I是電流值的均方根，用安培表示、對一個正方形的回路，大小用a米表示，其磁場強度要比計算的值少10%。如果磁場的長期平均輸出功率強度要達到100mA/m，則回路輸出的值至少要在400mA/m(最好560mA/m)，這樣可以避免在更大強度的言語聲音中產(chǎn)生過多的削峰。

根據(jù)電磁原理我們可以看到，感應回路線圈并不是在建筑中產(chǎn)生磁場的唯一的一條電線，所有建筑中的電線都會產(chǎn)生磁場，因此，助聽器不僅能收到語音信號，也可以接收到其他磁場信號，如50Hz的電源電壓信號等。在布線的時候要充分考慮到干擾源的問題。如果音頻磁場太弱，信噪比就不夠大。提高信號發(fā)射功率，可以抑制干擾。在一些體積較小的助聽器中(其線圈亦小)，電感線圈的敏感性要通過使用單獨的前置放大線圈獲得。當然，對于弱的磁場，使用者也可以通過增加音量來彌補。但是這樣不太方便，尤其是需要經(jīng)常切換麥克風擋和電感擋時。此外，這需要助聽器有足夠的音量保留，同時在獲得足夠的增益時不會引起嘯叫。在電感位置，如果增益太大，也會引起嘯叫。就像聲波從授話器漏回麥克風會引起反饋一樣，磁場引起的嘯叫也是從授話器漏回到電感線圈引起的。

助聽器通過麥克風接收到的頻率響應與通過感應線圈得到的頻率響應之間存在著匹配的問題。助聽器的響度通常都通過仔細的調整，以適合佩戴者、假沒助聽器在聲音輸入是70dBSPL時和磁場強度是100mA/m時的輸出功率是一樣的話，助聽器佩戴者就可以方便地從麥克風擋切換到電感擋，而無需改變音量。然而感應線圈回路和助聽器電感系統(tǒng)的頻響有時仍不能令人滿意。但回路響應和助聽器電感響應結合時產(chǎn)生的聲音，不能與原來的聲音響應區(qū)別太大。只有一個例外，即500Hz以下頻率聲音的減弱，在某些情況下對某些人可能是有利的，因為這個頻率范圍是磁場干擾最容易發(fā)生的。但這也是對重度聽力損失的人很重要的頻率范圍。好在多記憶助聽器可以分開調整麥克風和電感的響應，這樣就可以為使用者選擇最好的電感響應。有些助聽器甚至允許使用者需要時選擇低頻衰減，像在有很多磁力干擾的房間(如熒光燈，有調光器的燈運行時。)

使用者之所以感覺在電感擋和麥克風擋有不同的響應，原因有兩個:

(1)回路對高頻聲音產(chǎn)生的磁信號要比低頻聲音時弱。

(2)助聽器本身。助聽器內的感應線圈，其固有產(chǎn)生電壓隨頻率升高而升高。助聽器設計者可以通過把電感與助聽器的放大器相連，對此進行部分的或全面的補償。電感響應以及相對于麥克風的響應等具體情況，可以在助聽器的說明書中看到，或者在測試箱中測量。