Mesurer et optimiser l'influence des champs électromagnétiques dans une aide auditive
Secteur: Biens de consommation, Santé, Technique médicaleDiscipline: Électromagnétisme, Mécanique des structuresBernafon, une entreprise mondiale, prenant soin de la santé auditive des personnes, leur permettant de mieux entendre et de mieux communiquer. Les appareils auditifs avec transducteurs intégrés offrent un confort auditif accru dans les lieux publics tels que les théâtres. Cependant, les appareils auditifs ne doivent pas être affectés par les champs électromagnétiques internes.
Résumé
Tâche
L'appareil auditif lui-même émet des champs électromagnétiques. L'objectif des simulations était d'étudier l'influence de la forme des ressorts de la batterie et des trajets, de la carte de circuit imprimé sur le signal de sortie de la bobine téléphonique qui détecte le champ électromagnétique externe.
Solution
La tension induite est déterminée à l'aide du solveur de courants de Foucault d'Ansys Maxwell. La simulation a montré que la déformation des ressorts provoquée par l'insertion d'une pile dans l'appareil modifie considérablement le champ magnétique qui pénètre dans le téle-bobine. Avec Ansys Mechanical et Ansys Maxwell, le processus a pu être étudié avec précision.
Avantages clients
Les simulations de la télé-bobine, des ressorts de la batterie et du circuit imprimé permettent de minimiser les interactions sans mener d'expériences coûteuses et chronophages. De précieuses informations sur les mécanismes de couplage électromagnétique de l'appareil facilitent un développement ciblé de l'ensemble du système.
Les appareils auditifs avec transducteurs intégrés permettent d'améliorer le confort auditif des malentendants dans les lieux publics tels que les théâtres et les églises. Un champ électromagnétique est généré avec une boucle dans le sol (boucle auditive), qui peut être détectée par une télé-bobine dans l'appareil auditif. L'appareil auditif lui-même émet des champs électromagnétiques. Ces champs superposés posent un défi en ce qui concerne l'intégration électromagnétique robuste de la télé-bobine dans l'appareil.
Pour les observations électromagnétiques réalisées, l'accent est mis sur la simulation de la télé-bobine. L'objectif de l'étude était - outre la validation du modèle - d'étudier l'influence de la forme des ressorts de la batterie et des trajectoires de la carte de circuit imprimé sur le signal de sortie de la bobine téléphonique.
Le projet démontre qu'Ansys Maxwell, avec Ansys Mechanical, est un outil approprié pour la simulation des champs électromagnétiques dans les appareils auditifs et des courants stationnaires qui y sont induits. Cela est également prouvé par le haut niveau de concordance entre les mesures et les simulations sur une large gamme de fréquences.
La télé-bobine peut également être utilisée comme capteur spatial pour les forces de champ locales. Les simulations de la télé-bobine, des ressorts de la batterie et du circuit imprimé permettent de minimiser les interactions entre les différents composants sans avoir recours à des expériences gourmandes en temps et en ressources. En plus, des informations précieuses sur les mécanismes de couplage électromagnétique de l'appareil sont obtenues, ce qui permet de poursuivre le développement ciblé de l'ensemble du système.
La tension induite est déterminée à l'aide du solveur de courants de Foucault d'Ansys Maxwell. Les effets capacitifs sont cartographiés via un réseau externe connecté. Comme les ressorts de la batterie représentent géométriquement une grande bobine, ils influencent le champ électromagnétique, que la bobine détecte de manière significative, et donc aussi la tension induite.
La simulation a montré que la déformation des ressorts provoquée par l'insertion d'une pile dans l'appareil modifie considérablement le champ magnétique qui pénètre dans le télescoil. Pour étudier l'interaction entre le ressort de la batterie en tant que bobine et le télescoil, il a donc fallu calculer à l'avance les déformations mécaniques à l'aide d'Ansys Mechanical et transmettre la géométrie déformée à Ansys Maxwell. Cela a permis de reproduire exactement le comportement.
