本文關(guān)鍵詞： 人工中耳 砧骨激勵(lì) 壓電振子 位移放大結(jié)構(gòu) 有限元模型 功耗　出處：《醫(yī)用生物力學(xué)》2017年01期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：目的設(shè)計(jì)一種具有位移放大結(jié)構(gòu)的壓電振子改進(jìn)方案,用于降低現(xiàn)有砧骨激勵(lì)式人工中耳壓電疊堆振子的功耗。方法首先,基于人耳解剖結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)帶有位移放大結(jié)構(gòu)和僅僅由壓電疊堆構(gòu)成的兩種壓電振子,并建立相應(yīng)壓電振子與中耳的耦合力學(xué)模型。通過對比該兩種耦合力學(xué)模型的計(jì)算結(jié)果,分析引入位移放大結(jié)構(gòu)前后的人工中耳聽力補(bǔ)償性能及功耗。結(jié)果引入位移放大結(jié)構(gòu)后,壓電振子在10.5 V有效電壓驅(qū)動(dòng)下,在1 kHz頻率處的等效聲壓級由之前的100 dB增大至113 dB。此外,由壓電疊堆直接激振時(shí),振子在1、2和4 kHz處的功耗分別為6.42、1.56和0.28 mW;引入位移放大結(jié)構(gòu)后,壓電振子對應(yīng)上述3個(gè)頻率點(diǎn)的功耗分別降低至0.39、0.09和0.01 mW。結(jié)論所設(shè)計(jì)的帶有位移放大結(jié)構(gòu)的壓電振子能夠提高砧骨激勵(lì)式人工中耳的聽力補(bǔ)償能力,有效降低壓電振子的功耗。研究結(jié)果將有助于人工中耳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的進(jìn)一步完善,從而達(dá)到更好的聽力補(bǔ)償效果。
[Abstract]:Objective to design an improved piezoelectric vibrator with displacement amplification structure to reduce the power consumption of the existing artificial middle ear piezoelectric stack vibrator. Methods first of all, based on the human ear anatomical structure. Two kinds of piezoelectric oscillators with displacement amplification structure and only a piezoelectric stack are designed, and the coupled mechanical models of the corresponding piezoelectric oscillators and the middle ear are established. The results of the two coupling mechanical models are compared. The hearing compensation performance and power consumption of the artificial middle ear before and after the introduction of the displacement amplifier were analyzed. Results the piezoelectric oscillator was driven by an effective voltage of 10.5 V after the introduction of the displacement amplification structure. The equivalent sound pressure level at 1 kHz frequency is increased from 100dB to 113dB.Furthermore, when the vibration is directly excited by the piezoelectric stack, the oscillator is at 1. The power consumption at 2 and 4 kHz was 6.42 mW1.56 and 0.28 MW, respectively. When the displacement amplifier is introduced, the power consumption of the piezoelectric oscillator corresponding to the above three frequency points is reduced to 0.39 respectively. Conclusion the piezoelectric vibrator with displacement amplification structure can improve the hearing compensation ability of the incised artificial middle ear. The research results will be helpful to the further improvement of the structure design of the artificial middle ear and thus achieve a better hearing compensation effect.
【作者單位】： 中國礦業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院;復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院耳鼻喉科;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51305442) 江蘇省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(BK20130194) 江蘇省博士后科研資助計(jì)劃(1301122C)
【分類號】：R764;R318.18
【正文快照】： 針對助聽器存在的耳道堵塞、高頻增益小、伴有聲反饋等問題,國內(nèi)外很多機(jī)構(gòu)開始研究人工中耳——一種植入式助聽裝置[1-3]。根據(jù)驅(qū)動(dòng)原理的不同,人工中耳又可分為電磁式和壓電式兩種[4]。與電磁式相比,壓電式具有頻帶寬、制造成本低、功耗小及抗電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)。目前,日本Rion

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6 陳家祥;段曉慧;孫靜;張光昭;;植入式人工中耳研究初步報(bào)告[J];江西醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào);1991年02期

7 鹿興河;;人工中耳的聽覺評價(jià)[J];國外醫(yī)學(xué).耳鼻咽喉科學(xué)分冊;1992年03期

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本文編號：1467419