Unter den Erfindungen, die in der modernen Elektroakustik verwendet werden, ist von besonderem Interesse eine ferromagnetische Flüssigkeit. Heute können Sie auf YouTube viele schöne Tricks sehen, aber das ist noch nicht einmal der Punkt. Das Aussehen dieser Flüssigkeit stand in direktem Zusammenhang mit der Entwicklung der Weltraumtechnologie.
Trotz ihres Ursprungs wird diese Erfindung heute in ziemlich irdischen Geräten verwendet, von Festplatten über
flüssige Computer bis hin zu äußerst
eigenartigen Uhren , über die bereits auf GT geschrieben wurde. Die Flüssigkeit ist in den Bereichen Elektronik, Ingenieurwesen, Medizin, Verteidigung und vielen anderen Bereichen gefragt. Unter dem Schnitt werde ich Ihnen erzählen, wie diese Erfindung für den Weltraum entstanden ist, wie sie in der Elektroakustik verwendet wird und welche Kontroversen es unter Audio-Liebhabern um ihre Verwendung gibt.
Entstehungsgeschichte und Haftungsausschluss
Ferromagnetische Flüssigkeit wurde vor mehr als 50 Jahren vom amerikanischen Wissenschaftler Steve Papell entwickelt. Zu dieser Zeit arbeitete Papell als Ingenieur bei der NASA und war an der Entwicklung von Triebwerken für Raumfahrzeuge beteiligt.
Steve Papell und Ferromagnetic FluidDer Entwickler hatte ein Problem: Es musste ein System geschaffen werden, das den Kraftstoff aus dem Tank zu dem Loch zwingt, durch das die Pumpe ihn in den Brennraum pumpt. Wenn es sich um flüssigen Kraftstoff handelt, schwebt die Flüssigkeit unter Schwerelosigkeitsbedingungen frei im Tank.
Um das Problem zu lösen, beschloss der Wissenschaftler, die ursprüngliche Idee anzuwenden - den Kraftstoff magnetisch zu machen, indem er mit einer Masse mit magnetischen Eigenschaften gemischt wird. Somit ist es mit externen Magneten möglich, den Kraftstoff im Tank leicht zu steuern.
Um einen solchen Kontrollmechanismus zu implementieren, war flüssige Substanz am besten geeignet. Nach mehrwöchigen Experimenten präsentierte Papell der Welt ferromagnetische Flüssigkeit. Zur Herstellung seiner Flüssigkeit verwendete der Wissenschaftler doppelten Eisenoxidmagnetit (Fe
3 O
4 ), den er durch Mischen mit Ölsäure und anschließende Zugabe organischer Lösungsmittel mahlte.
Nach Beendigung des Verfahrens wurde eine kolloidale Suspension erhalten, die eine Suspension von Magnetitpartikeln mit einer Größe von 0,1 bis 0,2 Mikrometer enthielt: 5% Magnetitpartikel, 10% Modifikator, 75% Lösungsmittel (zum Beispiel Öl). Ölsäuremoleküle wurden als Modifikator verwendet, der nicht zuließ, dass Oxidpartikel zusammenkleben.
Die Erfindung des Ingenieurs wurde 1965 in US 3215572 A (niedrigviskose magnetische Flüssigkeit, erhalten durch kolloidale Suspension magnetischer Partikel) patentiert.
Papells Erfindung wurde von seinen Kollegen in der wissenschaftlichen Gemeinschaft und der Weltraumbehörde begeistert angenommen und erlaubte seinem Namen, in der Geschichte der Physik zu bleiben. Trotz des Interesses nutzte die NASA seine Ideen jedoch nicht, hauptsächlich weil fester Raketentreibstoff bevorzugt wurde. Weitere Experimente mit ferromagnetischer Flüssigkeit bei der NASA betrafen Stabilisierungssysteme für Raumfahrzeuge.
Die von Papell erzeugte Flüssigkeit wird als sehr bedeutender Beitrag geschätzt - mit dieser Erfindung legte er den Grundstein für einen der neuen Zweige des physikalischen Wissens - die Ferrohydrodynamik. Weitere Entwicklungen und die Einführung ferromagnetischer Flüssigkeiten in die industrielle Praxis wurden von Papells NASA-Kollegen Ron Rosenzweig geleitet. Die Arbeiten wurden in der Gesellschaft AVCO durchgeführt, die auf die kommerzielle Anwendung dieser Erfindung abzielte.
Ron Rosenzweig und Ferromagnetic FluidFlüssigkeitslautsprecher
Es ist schwer zu sagen, welches Unternehmen als erstes ferromagnetische Flüssigkeiten für die Herstellung von Lautsprechern verwendet hat. SONY war der erste Massenhersteller von Schallemittern mit ferromagnetischer Flüssigkeit, mit dem 2012 Hochfrequenztreiber und Breitband erzeugt wurden. Laut
www.czferro.com werden heute jährlich mehr als 300 Millionen Lautsprecher mit Ferrofluid hergestellt.
Die Flüssigkeit wird verwendet, um der Schwingspule Wärme zu entziehen, und wirkt auch als zusätzlicher Dämpfer, der Störresonanzen dämpft. In heutigen Konstruktionen wird das ferromagnetische Fluid aufgrund des Einflusses eines Magnetfelds, das als Zentrierscheibe wirkt, im Spalt zwischen der Spule und dem Magneten gehalten.
Im klassischen Lautsprecherdesign verbindet die Unterlegscheibe, die für die Zentrierung und Dämpfung der Schwingspule sorgt, diese (die Spule) direkt mit dem Diffusor. Untersuchungen bei SONY haben gezeigt, dass das traditionelle Design zu mehr Verzerrungen führt.
Tatsache ist, dass der Puck tatsächlich als zweiter Diffusor fungiert und dementsprechend Schwingungen erzeugt. Durch Entfernen des Pucks wird seine Auswirkung auf die Klangwiedergabe aufgehoben. Bei Verwendung von Flüssigkeit ist es möglich, den Abstand zwischen der Spule und dem Diffusor zu verringern, wodurch Verluste während der Übertragung von Vibrationen minimiert werden, um den Lautsprecher flacher und kompakter zu machen (unter Beibehaltung des vorherigen Lautstärkepegels).
Die Flüssigkeit sorgt für eine Volumensteigerung von 2 dB und reduziert den Stromverbrauch um 35%. Dementsprechend erhöht das Design die Effizienz des Lautsprechers und sorgt für zusätzliche Dämpfung. Die Auswirkungen von Flüssigkeiten, die es ermöglichen, die Dämpfung zu erhöhen und die Resonanzen einer solchen Dynamik zu verringern, wurden bereits im 21. Jahrhundert unter
aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.345854 untersucht .
Nass gegen trocken
Das Erscheinen eines neuen Lautsprechertyps sollte eine Reaktion bei Menschen hervorrufen, denen Audiogeräte nicht gleichgültig sind. Wie üblich kam es zu Diskussionen, in denen die Meinungen von Audiophilen, Musikliebhabern und anderen Sympathisanten geteilt wurden.
Traditionalisten, die die Innovation „ausprobiert“ hatten, stellten fest, dass sich die dynamischen (und insbesondere „mikrodynamischen“) Eigenschaften verschlechterten. Kritiker verlassen sich beim Hören besonders oft auf subjektive Empfindungen und die Glaubwürdigkeit ihrer Expertenerfahrung im Bereich Audio. Befürworter von Innovationen stellten eine Abnahme der Verzerrung, eine höhere Wiedergabetreue und eine hohe Lautstärke (angesichts der Größe der Lautsprecher) fest, da keine objektiven Daten darüber vorliegen, warum die Flüssigkeit schlecht ist.
Es kam sogar zu dem Punkt, dass einige "mutige Experimentatoren" begannen, Flüssigkeit aus der Lücke zu entfernen und darüber zu sprechen, dass "der Klang viel besser geworden ist" (ich bin es also leid, solche Dinge tatsächlich zu kommentieren).
Jemand bemühte sich auch, das Stereotyp zu kultivieren, dass Lautsprecher mit Flüssigkeiten nur in preisgünstigen Geräten installiert werden, was ebenfalls
nicht zutrifft .
Mit den Meisterwerken der Logik zu diesem Thema aus einigen „weisen Lebenserfahrungen“ finden sich Fans des Hörbeispiels von 2012
hier .
Ich für meinen Teil möchte diejenigen warnen, die Flüssigkeit aus den Lautsprechern ihres Audiosystems, Fernsehgeräts oder Laptops entfernen möchten. Die Ingenieure der Hersteller sind keine Idioten, und wenn sie das Design mit der Waschmaschine verwenden wollten, würden sie es tun. Ich bin kein großer Experte für „Mikrodynamik“, aber es ist wahrscheinlich, dass dynamische Änderungen bei der Verwendung einer Flüssigkeit innerhalb des Wertebereichs liegen, der (wenn überhaupt) vernachlässigt werden kann.
Zusammenfassung
Ferromagnetische Flüssigkeit ist eine der interessantesten Erfindungen des letzten Jahrhunderts, deren Einführung gerade erst beginnt. Die Verwendung anstelle einer Zentrierscheibe ist eine der auffälligsten und bedeutendsten Innovationen bei der Herstellung dynamischer Strahler in den letzten 10 Jahren. Vielleicht erscheint der Artikel jemandem einseitig, aber ich konnte keine gewichtigen Argumente dafür finden, dass die Flüssigkeit „den Klang schädigt“ oder ihn irgendwie verdirbt. Wenn solche Fakten vorliegen - teilen Sie sie in den Kommentaren mit. Aber vorerst ist dies meiner Meinung nach ausschließlich ein Segen.
Abschließend empfehle ich, einige atemberaubend schöne Clips mit ferromagnetischer Flüssigkeit anzusehen.
Vielbeschäftigte visuelle Effekte und ferromagnetische Flüssigkeitsskulpturen:Uhr:Verwendete Bilder:
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