[實用新型]一種集成式聲矢量傳感器

有效

• 申請號: 201821652645.3
• 申請日: 2018-10-12
• 公開（公告）號: CN209247158U
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 孫娜;許相園;李安;鮑明;盧明輝
• 申請（專利權）人: 南京粒子聲學科技有限公司
• 主分類號: G01H5/00
• 分類號: G01H5/00;G01H17/00
• 代理公司: 江蘇法德東恒律師事務所 32305
• 代理人: 李媛媛

本實用新型提供了一種集成式聲矢量傳感器。該聲矢量傳感器包括封裝外殼、聲壓傳感器、熱線傳感器和插入部，熱線傳感器設置在插入部上；封裝外殼的一端為封閉式結構，另一端為開口式結構，聲壓傳感器安裝于封裝外殼內的封閉端，插入部安裝于封裝外殼內的開口端；封裝外殼的側面設有窗口，用于將聲波傳輸到內部的熱線傳感器。本實用新型的聲矢量傳感器可以同時獲得聲壓信息和聲質點振速信息，進而獲得聲強，其靈敏度在低頻段高于單一的標量傳感器。

技術領域

本實用新型涉及傳感器領域，尤其涉及一種將聲壓傳感器與熱線傳感器集成在一起的聲矢量傳感器。

背景技術

傳聲器俗稱麥克風，是一種將聲音信號轉換成電學信號的裝置。按照換能方式的不同，傳統的麥克風分為動圈式、電容式、壓電式等。以動圈式麥克風為例，膜片受聲音信號沖擊，帶動線圈在磁場中運動產生電流輸出。對于傳統的傳感器只能用于測量聲場中的標量參數，如聲壓，即聲壓傳感器；而熱線傳感器是通過檢測質點振速來獲得聲場信息，屬于矢量傳感器，兼具了低頻靈敏度高、尺寸小、能更好抑制環境噪聲的優勢。

熱線型傳感器的核心(即傳感器芯片)結構形式如圖1(a)所示：由兩根平行放置、有一定距離的熱阻絲組成。當給兩根熱阻絲通電流后，兩阻絲處的溫度達到穩態；當有聲源直接引入質點振速時，引起溫度場發生受迫對流擾動，其中一根熱阻絲溫度增加，另一個熱阻絲溫度降低；電熱阻效應使得溫度差轉換成電阻差，可輸出電壓顯示。由于熱線性傳感器的這種特征，使得其具有與頻率無關的‘8’字形指向性(見圖1(b))。

發明內容

本實用新型的目的是將無指向性的聲壓傳感器與具有‘8’字形指向性的熱線傳感器集成在一起，形成既能測試聲壓又能測試聲質點振速的聲矢量傳感器。

為達上述目的，本實用新型采用的技術方案如下：

一種集成式聲矢量傳感器，包括封裝外殼、聲壓傳感器、熱線傳感器和插入部，熱線傳感器設置在插入部上；封裝外殼的一端為封閉式結構，另一端為開口式結構，所述聲壓傳感器安裝于封裝外殼內的封閉端，所述插入部安裝于封裝外殼內的開口端；所述封裝外殼的側面設有窗口，用于將聲波傳輸到內部的熱線傳感器。

進一步地，所述封裝外殼內設有插槽，插入部通過插槽安裝在封裝外殼內。

進一步地，所述聲矢量傳感器還包括安裝在封裝外殼內的內襯，內襯的一端設為開口式結構，所述插入部安裝于內襯的開口端。

進一步地，所述內襯內設有插槽，插入部通過插槽安裝在內襯內。

進一步地，所述窗口上設有防塵網。

進一步地，所述內襯與窗口對應的位置處設有兩個開口，兩個開口沿內襯的軸線對稱，并且開口由外向內逐漸收攏，兩個開口的收攏處形成喉部通孔，熱線傳感器放置在所述喉部通孔處。

進一步地，所述封裝外殼的封閉端與聲壓傳感器相接處，設置有通孔，用于將聲波傳輸到內部的聲壓傳感器。

本實用新型將聲壓傳感器和熱線傳感器結合，形成的集成式聲矢量傳感器具有以下優點：

(1)該聲矢量傳感器可以同時獲得聲壓信息和聲質點振速信息，進而獲得聲強。

(2)熱線傳感器的靈敏度在低頻段高于傳統的標量傳感器，則集成聲矢量傳感器在低頻段的靈敏度也較高。

附圖說明

圖1(a)為現有技術中熱線型傳感器芯片的結構示意圖，圖1(b)為現有技術中熱線型傳感器芯片的指向性圖。

圖2為本發明實施例1集成式聲矢量傳感器的結構爆炸示意圖。

圖3為本發明實施例1集成式聲矢量傳感器的結構剖面圖。

圖4為本發明實施例1集成式聲矢量傳感器的內襯號筒結構示意圖。