CN115824382A - 一种后极板型测量传声器及其制作方法 - Google Patents

Abstract

一种后极板型测量传声器及其制作方法，属于测量传声器技术领域。后极板型测量传声器包括壳体、振膜、后极板件、绝缘片、电触头。后极板件包括上后极板和下后极板，上后极板与振膜构成电容部分；下后极板穿过绝缘片与电触头连接；上后极板与下后极板过盈装配。方法包括：步骤S01，将下后极板、绝缘片、电触头组成下后极板组；步骤S02，将下后极板组安装入平面磨后的壳体内，并将两者固定组装在一起；步骤S03，将平面磨后的上后极板安装到壳体内并与所述下后极板过盈装配；步骤S04，安装振膜并进行调试；步骤S05，调试成功后，封装测量传声器。本发明采用分体可拆卸装配的后极板件，省去间隙片，产品一致性高，装配效率显著提升。

Description

一种后极板型测量传声器及其制作方法

技术领域

本发明涉及测量传声器技术领域，尤其涉及一种后极板型测量传声器及其制作方法。

背景技术

测量传声器是将声波信号转换为相应电信号的传感器。根据类型，测量传声器分为电容式、动圈式、压电式和永电体式等。其中，电容传声器一般有振膜式、后极式和前极式三种。

现有后极板型测量传声器包括壳体、后极板件、膜片组件、间隙片、绝缘片、电触头等；所述膜片组件中的膜片与后极板件的背极板相互平行设置，两者构成了电容部分。由于现有后极板件是一体成型结构，即它是包括背极板、连接板、固定板构成的一体结构，连接板一端连接背极板，另一端连接固定板，固定板穿过绝缘片与电触头连接，并利用绝缘片与壳体连接（具体参照申请人在先申请CN109302653A中一种1/4英寸高灵敏度测量传声器图1的后极板2，其示出的后极板2为一体成型结构，此专利中所称的“后极板”为本文记载的“后极板件”，本文所称的“背极板”为与振膜构成电容部分的平面板，即后极板件的后极板面）。

虽然一体成型结构便于加工，但在安装测量传声器过程中，我们发现后极板件与振膜之间的尺寸一致性比较差，尤其是背极板与振膜之间的尺寸一致性比较差，无法确保两者之间的间隙均匀保持在15~30μm。为此，需要在装配后，在两者之间加入不同尺寸的间隙片来调整尺寸，并需要进行反复调整确认。这不仅对间隙片的尺寸数量和精度要求非常高，而且调试繁琐。

上述尺寸一致性差的根本原因在于生产过程中的累积公差导致。传统工艺先将后极板件、绝缘片、电触头组成后极板组，再将后极板组安装入壳体内组成主体，之后对主体的背极板进行平面磨，使壳体与背极板的高度差趋向于0mm。磨好后，将主体拆解为后极板组和壳体，完成清洗，在后极板组的背极板上制作驻极体后，将形成驻极体的后极板组与壳体再次装配成主体。之后引入间隙片进行调试。此过程需要组装主体进行平面磨，之后拆解再组装，如此反复处理过程会增大公差。此过程不仅需要引入间隙片反复调试，以消除生产过程中的累积公差，而且需要组装、拆解主体，生产环节多且需要反复调试，致使装配效率低。

发明专利申请CN101155441A公开了驻极体电容传声器，并具体公开了传声器在顶面上具备受音用音孔的金属性的容器的内容部中，具有：振动膜；背极板，对置于上述振动膜的表面的任一个而与上述容器分体地设置；驻极体层，装备在上述背极板或上述振动膜上；在上述顶面的中央具备能够由吸引式的输送装置吸引的吸引部；沿着上述吸引部的周围设置有上述音孔。该发明虽然提到将背极板及振动膜与容器分体构成，但其背极板主要指的是与振动膜成对形成电容的部分，即与本文所指的后极板件并不相同；并且分体设置是为了即使容器发生变形，也能防止容器变形而影响到背极板和振动膜。

发明专利申请CN101835077A公开了一种驻极体电容传声器及其制作方法，并具体公开了驻极体电容传声器包括壳体和依次放置并封装在壳体内部的膜片组件、垫片、背极组件和电路板组件，所述背极组件和电路板组件之间还置有腔环，所述腔环包括绝缘腔体及贯穿所述绝缘腔体内部用于电连接所述背极组件和电路板组件的导体组件；还公开了方法包括在绝缘腔体内贯穿导体组件，制成腔环；依次将膜片组件、垫片、背极组件、腔环和电路板组件放置并封装在壳体内。该发明仍需要用到垫片，利用垫片来调整振膜与背板之间的间隙。

发明内容

本发明旨在消除生产过程中的累积公差，简化制作流程，提高装配效率和精度，继而提出一种后极板型测量传声器及其制作方法。

本发明提供一种后极板型测量传声器，包括壳体，置于所述壳体外的振膜，以及置于壳体内的后极板件、绝缘片、电触头；所述后极板件包括上后极板和下后极板，所述上后极板与所述振膜构成电容部分；所述下后极板穿过绝缘片与电触头连接；所述上后极板与所述下后极板过盈装配。

本发明将现有一体成型的后极板件改成可拆装的分体结构，这样不会因为一体结构和其生产制造工艺而造成累积公差大。分体结构意味着上后极板与振膜之间的间隙，可通过上后极板与下后极板之间的装配深度来调节。同时本发明还省去了垫片，即不需要在振膜与背极板（即本发明上后极板的板面）之间设置垫片，更不需要根据尺寸选择不同垫片并进行垫片反复调间隙的过程。

本发明在不改变测量传声器其他结构下，仅对后极板件进行结构改进，同时省去了昂贵的间隙片，大大降低了产品成本。

作为优选，所述上后极板包括板面和套筒；所述下后极板包括插接部、主体部；所述插接部伸入所述套筒，与所述套筒插接装配；所述主体部上端与所述插接部连接，所述主体部下端穿过所述绝缘片与电触头连接；所述主体部的两侧设有抵接部，用于抵触于所述绝缘片上表面。

作为优选，所述上后极板上设有排气孔，用于在所述上后极板与所述下后极板装配在一起时排气。

本发明还提供一种后极板型测量传声器制作方法，包括：

步骤S01，将下后极板、绝缘片、电触头组成下后极板组；

步骤S02，将下后极板组安装入平面磨后的壳体内，并将两者固定组装在一起；

步骤S03，将平面磨后的上后极板安装到壳体内并与所述下后极板过盈装配；

步骤S04，安装振膜并进行调试；

步骤S05，调试成功后，封装测量传声器。

现有工艺是针对具有一体成型的后极板件的测量传声器进行的（参见图2）。先将后极板件、绝缘片、电触头组成后极板组，再将后极板组安装入壳体内组成主体，之后对主体的背极板进行平面磨，使壳体与背极板的高度差趋向于0mm。磨好后，将主体拆解为后极板组和壳体，完成清洗，将后极板组与壳体再次装配成主体。之后引入间隙片进行间隙调试。在反复调试满足间隙要求后，将振膜安装入壳体内进行振膜张力、灵敏度等调试，调试完毕后进行封装。

由此可见，现有工艺存在如下问题：1）整个流程是一条单行且步骤多的流程，其中需要反复拆装，还需要反复调试间隙，步骤繁琐，装配低效；2）后极板组装入壳体构成主体后进行整体平面磨，之后又将主体分解为后极板组和壳体进行其他工艺流程，最后再次组装成主体，多次工艺环节累加了公差，无法确保背极板与振膜之间的间距保持在15~30μm之间；为此需要依赖间隙片事后进行间隙调整，这不仅对间隙片的不同尺寸数量和精度要求高，还需要人工反复确认间隙调整是否合适，调整低效且依赖人工经验；3）由于过程出现“组装主体-拆解主体-组装主体”步骤，则为了确保再次组装主体的精度，则需要对主体拆解成的子部件进行编号，以便于再次组装时能精准对位，否则再次组装主体发生不对位的情况的话，公差会更大。即使根据编号进行配对，但对主体进行编号，以及根据编号进行配对的环节也使整体工艺流程变得繁琐。

为此，本发明提出一种全新的制作方法，即在组装前将后极板件设计成分体结构，分成下后极板和上后极板两部分，上后极板与下后极板之间能过盈装配。该发明对分体结构进行分开装配和加工。上后极板不与壳体组装在一起平面磨，也不与下后极板组一同进行平面磨，而是壳体与上后极板分别进行平面磨。两者各自磨好后，先将壳体与下后板组组装成主体，再将上后极板与主体安装在一起。整个过程无需反复拆装，无需编号，大大缩短了工艺流程，同时也消除了累积公差，无需引入间隙片进行事后反复调间隙，不仅减少了昂贵配件，同时加快了调试进程，提高了装配效率。

作为优选，方法还包括步骤S01’，分别对壳体和上后极板进行平面磨；所述步骤S01’与步骤S01并列执行。

本发明并列进行下后极板组组装步骤、壳体平面磨步骤、上后极板平面磨步骤，相比于现有单行流程而言，装配效率更高。

作为优选，方法还包括：在步骤S01前，在下后极板上开设有排气孔，用于在执行步骤S03时，通过排气孔排气实现上后极板与下后极板的紧密装配。

作为优选，所述步骤S01具体为：所述下后极板穿过所述绝缘片的中心孔，所述下后极板末端与电触头螺纹连接，继而组成下后极板组。

作为优选，所述步骤S02具体为：将下后极板组安装入平面磨后的壳体内，所述绝缘片与所述壳体之间通过紧固螺母连接。

作为优选，方法还包括清洗步骤，在下后极板组组装完毕后，对下后极板组进行清洗；或者，在壳体平面磨后，对平面磨后的壳体进行清洗；或者，在上后极板平面磨后，对平面磨后的上后极板清洗。

作为优选，所述步骤S03包括：

步骤S31，将平面磨后的上后极板自所述壳体上方的开口处安装入平面磨后的壳体内；

步骤S32，利用挤压工具将上后极板与下后极板组内的下后极板过盈装配在一起。

本发明具有以下有益效果：

本发明后极板型测量传声器采用分体可拆卸装配的后极板件，通过调节上后极板安装入下后极板的深度来调节后极板件与振膜之间的间隙，此过程无需使用间隙片进行事后调整，不仅大大提高了产品一致性，还降低了产品制造成本。进一步，在利用该分体后极板件制造时，本发明提出的制造方法为全新的制造工艺，不仅因为省去间隙片而省去了反复调试和人工确认的环节，还省去了编码步骤以及反复拆装主体步骤，大大缩短了装配流程；进一步，将下后极板组组装步骤、壳体平面磨步骤、上后极板平面磨步骤并行执行，相比于现有单行复杂流程而言，也大幅度缩短了装配时间。

附图说明

图1为本发明一种后极板型测量传声器的剖面结构图；

图2为现有后极板型测量传声器的制作示例流程图；

图3为本发明后极板型测量传声器的制作示例流程图；

图4为本发明一种后极板型测量传声器制作方法的流程图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1，本发明一种后极板型测量传声器包括壳体1，置于壳体顶部外的振膜2，以及置于壳体内的后极板件、绝缘片4、电触头5。所述壳体1内开设有腔体11，用于容置振膜组件、后极板件、绝缘片4、电触头5。所述振膜组件包括振膜2和夹持振膜的膜环组件21，所述膜环组件21包括上膜环和下膜环，所述振膜的外缘被压紧于所述上膜环和所述下膜环之间。所述膜环组件套设于所述壳体1的顶部外，使振膜2处于张紧状态。

所述后极板件为分体结构，其包括上后极板31和下后极板32；所述上后极板31与所述下后极板32之间过盈装配。所述上后极板31与所述振膜2构成电容部分，主要指所述上后极板板面与所述振膜2构成电容部分。在本发明示例中，所述上后极板31的末端挤压入所述下后极板32内，通过上后极板31伸入所述下后极板32内的深度来调整振膜与上后极板31板面之间的间距。所述上后极板31的板面上设有阻尼孔，所述阻尼孔为贯通孔。

所述绝缘片4置于所述壳体1内，所述绝缘片4为带有中心孔的结构，其底部与所述壳体之间通过紧固螺母6连接。所述下后极板自上向下伸入所述绝缘片4的中心孔，与电触头5连接。例如，与电触头5通过螺纹连接。

具体地，所述上后极板31包括板面311和套筒312。所述下后极板32包括插接部321、主体部322。所述插接部321伸入所述套筒312，与所述套筒31插接装配。所述主体部322上端与所述插接部321连接，所述主体部322下端穿过所述绝缘片4与电触头5连接；所述主体部322的两侧设有抵接部323，以台阶结构抵触于所述绝缘片4上表面，用于限位。

为了提高上后极板装入下后极板的紧密性，除了结构上进行过盈配合外，还需要在上后极板上设置排气孔313，当所述上后极板装配入所述下后极板内时，由于挤压可将两者间的空气从排气孔内挤出，进一步提高两者装配的紧密度。所述排气孔可设置一个或些许，所述排气孔设置于所述上后极板的套筒312的周侧，且接近与板面311连接处。在一实施方式下，所述上后极板31上还可形成有驻极体层，所述驻极体层是一种高分子材质层，用于储存电荷，对上后极板与振膜间提供一个偏置电压。在另一实施方式下，所述上后极板31上未形成驻极体层，工作时外接恒压偏置电压。

所述壳体的外部还螺纹杆状一保护栅7，所述振膜2位于保护栅7的内腔中。

如图4，本发明还提供一种后极板型测量传声器制作方法，包括：

步骤S01，将下后极板、绝缘片、电触头组成下后极板组；

步骤S02，将下后极板组安装入平面磨后的壳体内，并将两者固定组装在一起；

步骤S03，将平面磨后的上后极板安装到壳体内并与所述下后极板过盈装配；

步骤S04，将振膜安装入壳体内，进行调试；

步骤S05，调试成功后，封装测量传声器。

本发明将分体结构的后极板件进行独立加工、装配，在消除传统工艺的公差下，通过上述流程实现快速装配，且装配后的后极板型测量传声器结构一致性好。

在进行装配前，所述方法还包括步骤S00，加工制作下后极板和上后极板，并且上后极板可以与下后极板过盈装配在一起。例如，上后极板加工成包括板面311和套筒312的结构（参见图1），下后极板加工成包括插接部321、主体部322的结构（参见图1）。所述插接部321伸入所述套筒312，与所述套筒31插接装配。所述插接部321通过挤压方式插接入所述套筒31中，两者在装配后能紧密连接。此外，上后极板上设置排气孔，可设置一个或些许，所述排气孔设置于所述上后极板的套筒312的周侧。当所述上后极板装配入所述下后极板内时，由于挤压可将两者间的空气从排气孔内挤出，进一步提高两者装配的紧密度。

所述步骤S01具体包括：所述下后极板穿过所述绝缘片的中心孔，所述下后极板末端与电触头螺纹连接，继而组成下后极板组。例如，利用标准套筒螺丝刀工具完成下后极板组组装。

在执行步骤S01时，还可并行执行壳体平面磨步骤、上后极板平面磨步骤。也就是说，在并行执行上述三个步骤，相比于现有单行工艺而言，制作进程大幅缩短。在执行壳体平面磨步骤时，主要将壳体表面磨平，在执行上后极板平面磨步骤，主要是将上后极板板面磨平。例如采用单面研磨机执行磨平操作。两个步骤的最终目的是消除累积公差。

所述步骤S02具体包括：将下后极板组安装入平面磨后的壳体内，所述绝缘片与所述壳体之间通过紧固螺母连接。具体地，所述绝缘片卡入所述壳体的腔体内的下方位置，受腔体结构限制而止限定位于安装位置处。所述绝缘片的底部与所述壳体底部对准安装后，通过紧固螺母将两者连接在一起。装配组成主体，此过程相比于现有工艺组装、编号、拆解、再组装而言，主体无需反复拆解，也无需编号并进行配对，简化了主体装配流程，消除了人工编号和配对流程。

在组装完下后极板组、壳体磨平、上后极板磨平后，方法还包括清洗步骤。例如，可分贝对下后极板组、平面磨后的壳体、平面磨后的上后极板进行超声波清洗。又例如，可将下后极板组、平面磨后的壳体、平面磨后的上后极板进行统一超声波清洗。当清洗至无油后，晾干即可。

所述步骤S03具体包括：

步骤S31，将平面磨后的上后极板自所述壳体上方的开口处安装入平面磨后的壳体内；

步骤S32，利用挤压工具将上后极板与下后极板组内的下后极板过盈装配在一起。

测量传声器在未封装前，其壳体上方开口，当完成步骤S02后，上后极板从壳体上方的开口处伸入安装。上后极板与下后极板之间通过插入契合实现装配。所述挤压工具可采用带有精度为0.0005mm测量工具的挤压工具。

此外，本发明还包括驻极体层制作步骤，可在上后极板完成平面磨后执行。如与主体组装步骤并行进行。具体地，驻极体层制作步骤包括：在后极板板面进行分散液涂覆，经高温成驻极体膜，或者，将成品薄膜贴敷在后极板板面上。

所述步骤S04具体包括：通过设于壳体顶部外的膜环组件夹持振膜边缘的方式，安装振膜。安装后，振膜保持张紧状态。之后，进行调试，调试内容包括振膜张力调节，灵敏度确认，频率响应确认等调试。

在调试完成后，进行封装。将步骤S04后的结构进行整体封装，封装过程中包括在壳体外设置保护栅。在一实施方式下，还将与电触头连接的带有放大器的PCB封装在壳体底部。在另一实施方式下，将步骤S04后的结构进行整体封装。放大器另外选配。放大器与本案结构可拆卸式装配。

具体示例如图3，采用本发明工艺方法时，可对每个部件进行并行处理。下后极板组的组装步骤、壳体平面磨步骤、上后极板平面磨步骤分行独立进行。在完成各自清洗后，将后极板组安装入壳体内，组成主体。此步骤与上后极板表面制作驻极体层也是分行独立进行。最后将制作完驻极体层的上后极板与主体内的下后极板装配在一起，调整上后极板伸入下后极板的深度来满足间隙要求。相比去图2，本发明实施过程没有多余反复步骤，也无需利用间隙片反复调间隙和人工反复确认步骤，并且整体流程为多条并行进行，安装成品的测量传声器不仅一致性高，且制作效率高。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (10)

1.一种后极板型测量传声器，包括壳体，置于所述壳体外的振膜，以及置于壳体内的后极板件、绝缘片、电触头；其特征在于，所述后极板件包括上后极板和下后极板，所述上后极板与所述振膜构成电容部分；所述下后极板穿过绝缘片与电触头连接；所述上后极板与所述下后极板过盈装配。

2.根据权利要求1所述的一种后极板型测量传声器，其特征在于，所述上后极板包括板面和套筒；所述下后极板包括插接部、主体部；所述插接部伸入所述套筒，与所述套筒插接装配；所述主体部上端与所述插接部连接，所述主体部下端穿过所述绝缘片与电触头连接；所述主体部的两侧设有抵接部，用于抵触于所述绝缘片上表面。

3.根据权利要求1所述的一种后极板型测量传声器，其特征在于，所述上后极板上设有排气孔，用于在所述上后极板与所述下后极板装配在一起时排气。

4.一种后极板型测量传声器制作方法，其特征在于，包括：

步骤S01，将下后极板、绝缘片、电触头组成下后极板组；

步骤S02，将下后极板组安装入平面磨后的壳体内，并将两者固定组装在一起；

步骤S03，将平面磨后的上后极板安装到壳体内并与所述下后极板过盈装配；

步骤S04，安装振膜并进行调试；

步骤S05，调试成功后，封装测量传声器。

5.根据权利要求4所述的一种后极板型测量传声器制作方法，其特征在于，方法还包括步骤S01’，分别对壳体和上后极板进行平面磨；所述步骤S01’与步骤S01并列执行。

6.根据权利要求4所述的一种后极板型测量传声器制作方法，其特征在于，方法还包括：在步骤S01前，在下后极板上开设有排气孔，用于在执行步骤S03时，通过排气孔排气实现上后极板与下后极板的紧密装配。

7.根据权利要求4所述的一种后极板型测量传声器制作方法，其特征在于，所述步骤S01具体为：所述下后极板穿过所述绝缘片的中心孔，所述下后极板末端与电触头螺纹连接，继而组成下后极板组。

8.根据权利要求4所述的一种后极板型测量传声器制作方法，其特征在于，所述步骤S02具体为：将下后极板组安装入平面磨后的壳体内，所述绝缘片与所述壳体之间通过紧固螺母连接。

9.根据权利要求4所述的一种后极板型测量传声器制作方法，其特征在于，方法还包括清洗步骤，在下后极板组组装完毕后，对下后极板组进行清洗；或者，在壳体平面磨后，对平面磨后的壳体进行清洗；或者，在上后极板平面磨后，对平面磨后的上后极板清洗。

10.根据权利要求4所述的一种后极板型测量传声器制作方法，其特征在于，所述步骤S03包括：

步骤S31，将平面磨后的上后极板自所述壳体上方的开口处安装入平面磨后的壳体内；

步骤S32，利用挤压工具将上后极板与下后极板组内的下后极板过盈装配在一起。

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