CN206596226U - 集音器及具有其的集音装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了集音器及具有其的集音装置。集音器包括集音腔体以及第一振膜、第二振膜和第三振膜，所述集音腔体具有两个相对设置的敞开口，所述第一振膜和所述第二振膜分别封盖两个所述敞开口，所述第二振膜上设有至少一个第一穿孔，所述第三振膜盖设所述第一穿孔以将所述集音腔体构造成封闭的腔室，所述第二振膜或所述第三振膜上设有电极层。根据本实用新型的集音器，可将声音信号转化成电信号以便于根据电信号的强弱检测声音的大小，不但可以有效收集声波，实现对声音的检测，而且响应速度快、灵敏度高和线性度好，保证了信号采集的准确性，并具有较高安全性。

Description

集音器及具有其的集音装置

技术领域

本实用新型涉及声音收集技术领域，尤其是涉及一种集音器及具有其的集音装置。

背景技术

声传感器是将声音信号转换为电信号的能量转换器件，目前主要包括：电动式(动圈式、铝带式)，电容麦克风式(直流极化式)、压电式(晶体式、陶瓷式)、以及电磁式、碳粒式、半导体式等。

胎儿监护是保障围产期产妇和胎儿安全，实现优生优育的重要手段。其中监测胎儿心率是一项技术性很强的工作，用传统的听诊器，人工计数很难测量准确。目前最常用的胎儿监护方法是采用超声多普勒检测技术，利用多普勒效应原理来拾取胎儿心动信号。这种方法能够精确、快速地测量出胎儿心率，但是存在安全性问题。

因此对于本领域技术人员来说，发明一种新的声音传感检测设备，及时通过胎音获取胎儿信息，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种集音器，可以将环境中普遍存在的声音信号并转化为电信号，具有响应速度快、灵敏度高和线性度好的优良特性，保证了信号采集的准确性，并具有较高安全性。

根据本实用新型实施例的集音器，包括集音腔体以及第一振膜、第二振膜和第三振膜，所述集音腔体具有两个相对设置的敞开口，所述第一振膜和所述第二振膜分别封盖两个所述敞开口，所述第二振膜上设有至少一个第一穿孔，所述第三振膜盖设所述第一穿孔以将所述集音腔体构造成封闭的腔室，所述第二振膜或所述第三振膜上设有电极层。

根据本实用新型实施例的集音器，通过在集音腔体上设置两个相对设置的敞开口，并利用第一振膜和第三振膜分别封盖两个敞开口，同时在第二振膜上设置至少一个第一穿孔，利用第三振膜盖设第一穿孔以将集音腔体构造成封闭的腔室，同时在第二振膜或第三振膜上设置电极层，当集音器检测声音时，电极层上可形成电信号，从而将声音信号转化成电信号以便于根据电信号的强弱检测声音的大小，不但可以有效收集声波，实现对声音的检测，而且响应速度快、灵敏度高和线性度好，保证了信号采集的准确性，并具有较高安全性。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一振膜用于收集声波，声波在所述集音腔体内传导至所述第二振膜，并通过所述第二振膜的所述第一穿孔传导至所述第三振膜，所述第二振膜和所述第三振膜同时振动并在所述电极层上产生电信号。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一穿孔设置在所述第二振膜的中心位置。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一穿孔为多个，多个所述第一穿孔均匀分布在所述第二振膜上。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一穿孔的面积与所述第二振膜的面积的比为0.1-0.5。

根据本实用新型的一些实施例，所述第三振膜周边通过热压工艺设在所述第二振膜上。

根据本实用新型的一些实施例，所述电极层设在所述第二振膜上，且所述电极层的对应所述第一穿孔的位置处设置有与所述第一穿孔大小相同的第二穿孔。

根据本实用新型的一些实施例，所述集音腔体形成为中空的圆柱体状、圆台状或方体状。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一振膜、所述第二振膜和所述第三振膜的厚度范围为0.1mm～0.5mm。

具体地，所述第一振膜、所述第二振膜和所述第三振膜分别为聚酰亚胺薄膜、苯胺甲醛树脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纤维素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纤维素薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚邻苯二甲酸二烯丙酯薄膜、聚氨酯弹性体薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、聚甲基薄膜，甲基丙烯酸酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚酯薄膜、聚异丁烯薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇缩丁醛薄膜、甲醛苯酚薄膜、氯丁橡胶薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡胶薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯薄膜、聚乙烯丙二酚碳酸盐薄膜中的至少一种。

可选地，所述电极层为金属层、金属合金层、导电氧化物层或者导电有机物层。

根据本实用新型实施例的集音装置，包括：上述的集音器；信号采集装置，所述信号采集装置与所述电极层电连接以采集所述电极层的电信号；显示组件，所述显示组件与所述信号采集装置电连接以输出所述电信号。

根据本实用新型实施例的集音装置，通过设置上述的集音器，可将声音信号转化成电信号以便于根据电信号的强弱检测声音的大小，不但可以有效收集声波，实现对声音的检测，而且响应速度快、灵敏度高和线性度好，保证了信号采集的准确性，并具有较高安全性。

附图说明

图1是根据本实用新型一些实施例的集音器的示意图。

附图标记：

集音器100；集音腔体1；敞开口11；第一振膜2；第二振膜3；正极导线31；负极导线32；第一穿孔33；第三振膜4；

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面参考图1描述根据本实用新型实施例的集音器100，该集音器100可用在集音装置上以用于检测声音例如检测胎心音。

如图1所示，根据本实用新型实施例的集音器100，可以包括：集音腔体1、第一振膜2、第二振膜3、第三振膜4。

具体地，如图1所示，集音腔体1具有两个间隔设置的敞开口11。可选地，集音腔体1的两个敞开口11相对设置。例如，如图1所示，集音腔体1形成为大体中空的圆柱体状或圆台状，集音腔体1的轴向两侧敞开以形成两个敞开口11。再例如，集音腔体1形成为中空的方体状，方体状的集音腔体1的相对的两个侧面敞开以形成两个敞开口11。或者，在其它实施例中，集音腔体1还可以形成为其它形状，只要集音腔体1可以具有两个彼此相对设置的敞开口11即可，例如，集音腔体1形成为中空的三棱柱状，且集音腔体1的相对设置的两个侧面敞开。

第一振膜2和第二振膜3分别封盖两个敞开口11，第二振膜3上设有至少一个第一穿孔33，例如如图1所示，第一穿孔33设在第二振膜3的中心位置处。

第三振膜4盖设第一穿孔33。例如，如图1所示，第三振膜4位于集音腔体1的外侧且盖设第一穿孔33，从而将集音腔体1构造成封闭的腔室。

第二振膜3或第三振膜4上设有电极层，例如，电极层为金属层、金属合金层、导电氧化物层或导电有机物层。当然，电极层还可以为由其它材料制成的导电层。电极层可以采用现有的磁控溅射、蒸镀和印刷打印等方法来制作。可以理解的是，电极层可以设置在第二振膜3或第三振膜4外表面，也可以设置在第二振膜3或第三振膜4内表面，当电极层设置在第二振膜3或第三振膜4内表面时既可作为摩擦层参与接触摩擦，也可作为电极输出电荷。在第二振膜3或第三振膜4上设有电极层，相比于第二振膜3和第三振膜4上均设有电极层的集音器，这种单电极层结构简单，第二振膜3或第三振膜4由于重量轻，因而振动幅度大，摩擦充分，产生电荷更多，灵敏度高。

当有声音时，电极层可产生电信号，也就是说，集音器100可将声波转化成电信号，从而根据电信号的强弱或有无即可检测声音的强弱或有无。

例如，第一振膜2用于收集声波，声波在集音腔体1内可传导至第二振膜3，同时声波可穿过第二振膜3上的第一穿孔33传导至第三振膜4，从而第二振膜3和第三振膜4同时振动，在此过程中，第二振膜3和第三振膜4之间产生摩擦并产生摩擦电荷，从而在电极层上产生摩擦电信号，进而通过检测摩擦电信号的强弱判断声音的大小。当然，本实用新型不限于此，本领域技术人员可以理解的是，将声音转化成电信号还可以通过其他的方式实现。

可以理解的是，在利用集音器100检测声音时，当第一振膜2接收到的声波越大，第一振膜2的振动幅度越大，从而声波传递至第二振膜3和第三振膜4时，第二振膜3和第三振膜4的振动幅度也越大，第二振膜3和第三振膜4之间的摩擦力越大，产生的摩擦电荷越多，从而电极层的摩擦电信号越强；反之，当第一振膜2接收到的声波越小，第二振膜3和第三振膜4之间的摩擦力越小，产生的摩擦电荷越少，电极层的摩擦电信号越弱。

根据本实用新型实施例的集音器100，通过在集音腔体1上设置两个相对设置的敞开口11，并利用第一振膜2和第三振膜4分别封盖两个敞开口11，同时在第二振膜3上设置至少一个第一穿孔33，利用第三振膜4盖设第一穿孔33以将集音腔体1构造成封闭的腔室，同时在第二振膜3或第三振膜4上设置电极层，当集音器100检测声音时，电极层上可形成电信号，从而将声音信号转化成电信号以便于根据电信号的强弱检测声音的大小，这样，不但可以有效收集声波，实现对声音的检测，而且响应速度快、灵敏度高和线性度好，保证了信号采集的准确性，并具有较高安全性。

根据本实用新型的一些实施例，第三振膜4周边通过热压工艺设在第二振膜3上，从而实现第三振膜4与第二振膜3之间的可靠连接。

优选地，电极层设在第二振膜3上，且电极层的对应第一穿孔33的位置处设有与第一穿孔33大小相同的第二穿孔。也就是说，电极层设在第二振膜3上，电极层上设有第二穿孔，第二穿孔正对第一穿孔33且与第一穿孔33的大小相同，由此，结构简单，而且声波通过第一穿孔和第二穿孔有效传至第三振膜，有利于提高第三振膜4的振动幅度。

可选地，第一穿孔33为多个，多个第一穿孔33均匀分布在第二振膜3上，第三振膜4同时覆盖所述多个第一穿孔33。或者在其它实施例中，第三振膜4的数量与第一穿孔33的数量相同且一一对应，每个第三振膜4分别覆盖相应的第一穿孔33。

根据本实用新型的一些实施例，第一穿孔33的面积与第二振膜3的面积的比为0.1-0.5，也就是说，第二振膜3上的所有的第一穿孔33的横截面的面积的总和与具有第一穿孔33的第二振膜3的面积的比为0.1-0.5。从而有利于进一步优化集音器100对声音的收集效果。若第一穿孔33的面积与第二振膜3的面积的比小于0.1，则声波不能有效传至第三振膜4，导致第三振膜4振动幅度小；若第一穿孔33的面积与第二振膜3的面积的比大于0.5，则第二振膜3有效接触摩擦面积太小，产生电荷数量少，不能实现对声音的准确检测。

可选地，第一振膜2、第二振膜3和第三振膜4的厚度的取值范围为0.1mm～0.5mm。也就是说，第一振膜2的厚度的取值范围为0.1mm～0.5mm，第二振膜3的厚度的取值范围为0.1mm～0.5mm，第三振膜4的厚度的取值范围为0.1mm～0.5mm。可以理解的是，第一振膜2、第二振膜3和第三振膜4的厚度可以相同，也可以不同。在此厚度范围内，能够保证第一振膜2振动效果好，实现声音有效收集，同时保证第二振膜3和第三振膜4良好的振动效果，从而摩擦更充分，产生更多电荷，实现对声音的有效检测，响应速度快、灵敏度高。具体地，第一振膜2、第二振膜3和第三振膜4分别为聚酰亚胺薄膜、苯胺甲醛树脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纤维素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纤维素薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚邻苯二甲酸二烯丙酯薄膜、聚氨酯弹性体薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、聚甲基薄膜，甲基丙烯酸酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚酯薄膜、聚异丁烯薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇缩丁醛薄膜、甲醛苯酚薄膜、氯丁橡胶薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡胶薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯薄膜、聚乙烯丙二酚碳酸盐薄膜中的至少一种。本领域的技术人员根据这些材料所具有的摩擦电特性很容易选择其他类似的材料，此处不做限定。

可以理解的是，当第二振膜3和第三振膜4相互接触摩擦时，需采用摩擦电极序不同的材料，即在互相接触时存在得失电子能力不同，两种材料在相互摩擦的瞬间产生电荷。当电极层设置在第二振膜3或第三振膜4内表面，即采用电极层与第三振膜4或第二振膜3接触摩擦时，第二振膜3和第三振膜4的材料可以相同，也可以不同。

下面参考图1描述根据本实用新型具体实施例的集音器100，值得理解的是，下述描述只是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

实施例一

如图1所示，根据本实用新型实施例的集音器100，包括：集音腔体1以及第一振膜2、第二振膜3、第三振膜4，集音腔体1具有两个相对设置的敞开口11。如图1所示，集音腔体1形成为大体中空的圆柱体状，集音腔体1的轴向两侧敞开以形成两个敞开口11。

第一振膜2和第二振膜3分别封盖两个敞开口11，第二振膜3上设有一个第一穿孔33，第三振膜4位于集音腔体1的外侧且盖设第一穿孔33。从而将集音腔体1构造成封闭的腔室。第三振膜4的周边通过热压工艺设在第二振膜3上。

第二振膜3上设有电极层，电极层的与第一穿孔33对应的位置处设有第二穿孔。第一振膜2用于收集声波，声波在集音腔体1内传导至第二振膜3并通过第二振膜3的第一穿孔33传导至第三振膜4，第二振膜3和第三振膜4同时振动产生摩擦电荷时，电极层上可形成摩擦电信号，从而，根据摩擦电信号的强弱检测声音的强弱。

下面描述根据本实用新型实施例的集音装置。

根据本实用新型实施例的集音装置，包括集音器100、信号采集装置和显示组件。信号采集装置与电极层电连接以采集电极层的电信号，例如，信号采集装置与电极层之间通过导线电连接，信号采集装置上具有接地端和信号端，电极层的两个输出端分别连接有正极导线31和负极导线32，正极导线31与信号端相连，负极导线32与接地端相连，从而实现电极层与信号采集装置的电连接。

显示组件与信号采集装置电连接以输出电信号。具体而言，例如，当在第一振膜2接收到声源时，声波在集音腔体1内传导至第二振膜3和第三振膜4，从而第二振膜3和第三振膜4同时振动，在此过程中，第二振膜3和第三振膜4之间产生摩擦并产生摩擦电荷，从而在电极层上产生摩擦电信号，信号采集装置采集摩擦电信号，显示组件与信号采集装置电连接以输出信号采集装置采集的摩擦电信号。从而通过显示组件输出的摩擦电信号的强弱检测声音的大小。

根据本实用新型实施例的集音装置，通过设置上述的集音器，可将声音信号转化成电信号以便于根据电信号的强弱检测声音的大小，这样，不但可以有效收集声波，实现对声音的检测，而且响应速度快、灵敏度高和线性度好，保证了信号采集的准确性，并具有较高安全性。

本实用新型的集音装置可以应用在日常生活中各类声音例如讲话、音乐、车辆及其它环境等声音的采集和利用以及传感。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种集音器，其特征在于，包括集音腔体以及第一振膜、第二振膜和第三振膜，所述集音腔体具有两个相对设置的敞开口，所述第一振膜和所述第二振膜分别封盖两个所述敞开口，所述第二振膜上设有至少一个第一穿孔，所述第三振膜盖设所述第一穿孔以将所述集音腔体构造成封闭的腔室，所述第二振膜或所述第三振膜上设有电极层。

2.根据权利要求1所述的集音器，其特征在于，所述第一振膜用于收集声波，声波在所述集音腔体内传导至所述第二振膜，并通过所述第二振膜的所述第一穿孔传导至所述第三振膜，所述第二振膜和所述第三振膜同时振动并在所述电极层上产生电信号。

3.根据权利要求1所述的集音器，其特征在于，所述第一穿孔设置在所述第二振膜的中心位置。

4.根据权利要求1所述的集音器，其特征在于，所述第一穿孔为多个，多个所述第一穿孔均匀分布在所述第二振膜上。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的集音器，其特征在于，所述第一穿孔的面积与所述第二振膜的面积的比为0.1-0.5。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的集音器，其特征在于，所述第三振膜周边通过热压工艺设在所述第二振膜上。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的集音器，其特征在于，所述电极层设在所述第二振膜上，且所述电极层的对应所述第一穿孔的位置处设置有与所述第一穿孔大小相同的第二穿孔。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的集音器，其特征在于，所述集音腔体形成为中空的圆柱体状、圆台状或方体状。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的集音器，其特征在于，所述第一振膜、所述第二振膜和所述第三振膜的厚度范围为0.1mm～0.5mm。

10.根据权利要求1-4中任一项所述的集音器，其特征在于，所述电极层为金属层、金属合金层、导电氧化物层或者导电有机物层。

11.一种集音装置，其特征在于，包括：

根据权利要求1-10中任一项所述的集音器；

信号采集装置，所述信号采集装置与所述电极层电连接以采集所述电极层的电信号；

显示组件，所述显示组件与所述信号采集装置电连接以输出所述电信号。