CN109005491B - 黄金螺旋结构的旅游环境噪声测量的mems矩阵麦克风 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了黄金螺旋结构的旅游环境噪声测量的MEMS矩阵麦克风，属于麦克风领域，包括螺旋渐开线型管道以及对应螺旋形置于管道管腔内的MEMS矩阵结构；所述MEMS矩阵结构包括液体腔，液体腔上设有用于感应声音振动以带动液体腔内液体振动的振动膜以及用于在液体振动时进行伸缩的伸缩膜，液体腔内设有用于在液体振动时产生行波振动的柔性骨架，柔性骨架上设有用于获得声音信号的矩阵传感器。与现有技术相比，该装置将MEMS矩阵结构螺旋置于螺旋渐开线型管道内，管道为螺旋体结构，管道前宽后窄，高中低声频分区明显，柔性骨架也是前宽后窄，柔性骨架在液体腔内的行波振动；柔性骨架可在恶劣环境下进行频率分区响应以及抵抗本身自带的震动干扰。

Description

黄金螺旋结构的旅游环境噪声测量的MEMS矩阵麦克风
技术领域
本发明涉及麦克风领域，特别是一种黄金螺旋结构的旅游环境噪声测量的MEMS矩阵麦克风。
背景技术
目前的麦克风的声电换能具有以下缺点：当声音传递给振动膜时候，直接驱动连杆去驱动电容或者线圈或者压电薄膜，直接进行“声-电” 换能，这种方式频域响应不全，频率响应取决于单一特征材料，在MEMS矩阵集成化的时候，会出现声音相位的变化，并且需要在后续进行阻抗匹配。
现在有提出一种 “气-液”换能带状体的麦克风声电换能结构，但这种结构体积大，没有喇叭体结构 ，对高低频行波信号分区不明显，在恶劣震动环境下，自身震动带来的信号干扰大。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种黄金螺旋结构的旅游环境噪声测量的MEMS矩阵麦克风，将带状MEMS矩阵结构置于螺旋渐开线型管道内，可以在恶劣环境下进行良好的频率分区响应以及抵抗本身自带的震动干扰。
本发明采用的技术方案为：
一种黄金螺旋结构的旅游环境噪声测量的MEMS矩阵麦克风，包括螺旋渐开线型管道以及对应螺旋形置于管道管腔内的MEMS矩阵结构；所述MEMS矩阵结构包括液体腔，液体腔上设有用于感应声音振动以带动液体腔内液体振动的振动膜以及用于在液体振动时进行伸缩的伸缩膜，液体腔内设有用于在液体振动时产生行波振动的柔性骨架，柔性骨架上设有用于获得声音信号的矩阵传感器，振动膜和伸缩膜都处于管道端部开口位置。
优选地，所述柔性骨架将液体腔分为前室和后室，柔性骨架的一端固定在液体腔一内侧壁，柔性骨架的另一端与液体腔另一侧壁之间形成用于供前室和后室内液体流通的过液孔，振动膜处于前室，伸缩膜处于后室。
更优选地，所述振动膜、伸缩膜和柔性骨架的一端都设置在液体腔的同一侧壁上。
优选地，所述螺旋渐开线型管道内设有管道支架对液体腔进行固定。
优选地，所述矩阵传感器连接有信号线。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明提供一种黄金螺旋结构的旅游环境噪声测量的MEMS矩阵麦克风，将MEMS矩阵结构螺旋置于螺旋渐开线型管道内，管道为螺旋体的结构，管道前宽后窄，使得高中低声频分区明显，使得柔性骨架也是前宽后窄，柔性骨架在液体腔内的行波振动；同时由于柔性骨架成螺旋固定，在同样震动环境下，螺旋体结构比带状体结构受外来影响小，可以在恶劣环境下进行良好的频率分区响应以及抵抗本身自带的震动干扰。
附图说明
图1为本发明提供的一种黄金螺旋结构的旅游环境噪声测量的MEMS矩阵麦克风的示意图。
图2为本发明提供的一种黄金螺旋结构的旅游环境噪声测量的MEMS矩阵麦克风中MEMS矩阵结构的展开示意图；
图3为本发明提供的一种黄金螺旋结构的旅游环境噪声测量的MEMS矩阵麦克风的剖视图。
具体实施方式
根据附图对本发明提供的优选实施方式做具体说明。
图1至图3，为本发明提供的一种黄金螺旋结构的旅游环境噪声测量的MEMS矩阵麦克风的优选实施方式。如图1至图3所示，该黄金螺旋结构的旅游环境噪声测量的MEMS矩阵麦克风包括螺旋渐开线型管道10以及对应螺旋形置于管道管腔内的MEMS矩阵结构20，所述管道10一端开口，管道10的另一端封闭；所述MEMS矩阵结构20包括液体腔21，液体腔21上设有用于感应声音振动以带动液体腔内液体振动的振动膜22以及用于在液体振动时进行伸缩的伸缩膜23，液体腔21内设有用于在液体振动时产生行波振动的柔性骨架24，柔性骨架24上设有用于获得声音信号的矩阵传感器25，所述矩阵传感器25连接有信号线251，振动膜22和伸缩膜23都处于管道开口位置，这样在声波带动振动膜22振动，带动液体腔21内液体振动，伸缩膜23受液体振动进行伸缩，柔性骨架24在液体腔21内产生行波振动，矩阵传感器25获得声音信号。如图1和图2所示，将带状MEMS矩阵结构20的通过螺旋旋转2.5圈置入管道10内，管道剖面的管道直径比为0.618。
所述柔性骨架24将液体腔21分为前室2101和后室2102，柔性骨架24的一端固定在液体腔21一内侧壁，柔性骨架24的另一端与液体腔21另一侧壁之间形成用于供前室2101和后室2102内液体流通的过液孔26，振动膜22处于前室2101，伸缩膜23处于后室2102，这样声波振动带动振动膜振动，前室2101内液体通过过流孔流入后室2102，后室2102内的液体推动伸缩膜23进行伸缩，从而液体腔21内的液波振动，柔性骨架24在液体腔21内产生行波振动，矩阵传感器25获得声音信号。
所述振动膜22、伸缩膜23和柔性骨架24的一端都设置在液体腔21的同一侧壁上。
所述螺旋渐开线型管道10内设有管道支架11对液体腔21进行固定，防止液体腔21在管道10内滑动。
值得注意的是，本发明提供的一种黄金螺旋结构的旅游环境噪声测量的MEMS矩阵麦克风，将MEMS矩阵结构20螺旋置于螺旋渐开线型管道10内，声音的声波转换为振动膜22振动，振动膜22振动带动液体振动，最后转换为柔性骨架24的行波振动；管道为螺旋体的结构，管道前宽后窄，使得高中低声频分区明显，使得柔性骨架24也是前宽后窄，柔性骨架24在液体腔21内的行波振动；同时由于柔性骨架24螺旋固定，在同样震动环境下，螺旋体结构比带状体结构受外来影响小，可以在恶劣环境下进行良好的频率分区响应以及抵抗本身自带的震动干扰。并且本发明提供的方案，相较于同一声源在同样的尺寸的其他“声--电”方案麦克风矩阵的对比，由于液体声音传输比空气更加快，所以同一声源在本方案中，相位变化更加小。另外，本发明的矩阵麦克风结构可以进行频率分区响应，避免因为麦克风在恶劣的环境例如强烈震动，造成柔性传感器的因为本身被动的震动造成的信号失真，可在现有的语音识别、背景噪声区别等恶劣环境下应用，具备现实可操作性。
综上所述，本发明的技术方案可以充分有效的实现上述发明目的，且本发明的结构及功能原理都已经在实施例中得到充分的验证，能达到预期的功效及目的，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对发明的实施例做出多种变更或修改。因此，本发明包括一切在专利申请范围中所提到范围内的所有替换内容，任何在本发明申请专利范围内所作的等效变化，皆属本案申请的专利范围之内。

Claims (5)

1.一种黄金螺旋结构的旅游环境噪声测量的MEMS矩阵麦克风，其特征在于，包括螺旋渐开线型管道以及对应螺旋形置于管道管腔内的MEMS矩阵结构；所述MEMS矩阵结构包括液体腔，液体腔上设有用于感应声音振动以带动液体腔内液体振动的振动膜以及用于在液体振动时进行伸缩的伸缩膜，液体腔内设有用于在液体振动时产生行波振动的柔性骨架，柔性骨架上设有用于获得声音信号的矩阵传感器，振动膜和伸缩膜都处于管道端部开口位置。
2.根据权利要求1所述的黄金螺旋结构的旅游环境噪声测量的MEMS矩阵麦克风，其特征在于：所述柔性骨架将液体腔分为前室和后室，柔性骨架的一端固定在液体腔一内侧壁，柔性骨架的另一端与液体腔另一侧壁之间形成用于供前室和后室内液体流通的过液孔，振动膜处于前室，伸缩膜处于后室。
3.根据权利要求2所述的黄金螺旋结构的旅游环境噪声测量的MEMS矩阵麦克风，其特征在于：所述振动膜、伸缩膜和柔性骨架的一端都设置在液体腔的同一侧壁上。
4.根据权利要求1所述的黄金螺旋结构的旅游环境噪声测量的MEMS矩阵麦克风，其特征在于：所述螺旋渐开线型管道内设有管道支架对液体腔进行固定。
5.根据权利要求1所述的黄金螺旋结构的旅游环境噪声测量的MEMS矩阵麦克风，其特征在于：所述矩阵传感器连接有信号线。
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