一種用于多方向測試高鐵噪聲的mems傳聲器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于噪音檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于多方向測試高鐵噪聲的 MHMS傳聲器。
【背景技術(shù)】
[0002] 高鐵機車所產(chǎn)生的噪音會嚴重影響高鐵乘客的舒適度。長時間處于噪音環(huán)境下容 易導(dǎo)致聽力損害。因此對噪聲信號的監(jiān)測和分析對于防范噪音提高乘客舒適度有著重要的 意義。同時由于高鐵噪音信號的周期性，傳統(tǒng)的噪聲測試儀一般采用人工定點測量來獲得 某一時段的噪聲數(shù)據(jù)，該方法存在著較大的局限性，主要表現(xiàn)在：①常采用人工的方式控制 傳感器來采集信號，無法根據(jù)噪聲的分貝來靈活控制傳感器采集需要的噪聲信號；②無法 在采集噪聲信號的同時，給予報警或者傳感器工作狀態(tài)等實時信息，以便于判斷當(dāng)前噪聲 的大小；③無法方便自由地調(diào)整噪音測量方向。
[0003] MEMS傳感器是采用微電子和微機械加工技術(shù)制造出來的新型傳感器。利用MEMS 傳感器技術(shù)制造的硅傳聲器具有較好的聲學(xué)性能，同時在耐高溫，可靠性，均勻性，功耗，以 及尺寸設(shè)計上有著很大的靈活度。 【實用新型內(nèi)容】
[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實用新型提供一種用于多方向測試高鐵噪聲的MEMS 傳聲器。
[0005] 本實用新型的技術(shù)方案：
[0006] -種用于多方向測試高鐵噪聲的MEMS傳聲器，包括多方向調(diào)整器、MCU、聲音傳感 器、信號放大電路、采樣電路、TF卡、光電顯示與報警電路和電源模塊；其中聲音傳感器的 輸出端連接信號放大電路的輸入端，信號放大電路的輸出端連接采樣電路的輸入端，采樣 電路的輸出端連接到MCU，MCU同時還與TF卡、光電顯示與報警電路和電源模塊相連接；
[0007] 該MEMS傳聲器包括兩種電路板形式，第一種形式:MCU、聲音傳感器、信號放大電 路、采樣電路、TF卡光電顯示與報警電路和電源模塊集成在一塊電路板上；電源模塊用于 為電路板上的所有部件供電，該電路板固定封裝在所述多方向調(diào)整器的扁平球形殼體內(nèi) 部；
[0008] 第二種形式：MCU、聲音傳感器、信號放大電路和采樣電路集成在第一塊電路板上， 且第一塊電路板封裝固定在上半球內(nèi)的球頂處或下半球內(nèi)的球頂處；TF卡、光電顯示與報 警電路、電源模塊集成在第二塊電路板上，且相應(yīng)地第二塊電路板封裝固定在下半球內(nèi)的 球頂處或者上半球內(nèi)的球頂處；第一塊電路板和第二塊電路板之間通過一條柔性排線連 接；電源模塊用于為第一塊電路板和第二塊電路板上的所有部件供電。
[0009] 所述多方向調(diào)整器包括半球形基座體、環(huán)形套蓋體和用于對電路板進行封裝固定 的扁平球形殼體；所述扁平球形殼體由固定連接的兩部分構(gòu)成，分別定義為上半球和下半 球，上、下半球的頂部均為扁平狀；扁平球形殼體設(shè)置在半球形基座體上，環(huán)形套蓋體套過 該扁平球形殼體上端與半球形基座體固定連接，且扁平球形殼體上端部顯露在環(huán)形套蓋體 外部，該顯露在環(huán)形套蓋體外部的扁平球形殼體上端部作為手持端，用于手工扭轉(zhuǎn)扁平球 形殼體，扁平球形殼體在扭轉(zhuǎn)力的作用下可以在半球形基座體內(nèi)任意滑動調(diào)整，實現(xiàn)扁平 球形殼體內(nèi)的聲音傳感器的噪聲信號測試方向與感興趣噪聲測點方向一致，從而可以實現(xiàn) 從多個方向測試高鐵噪聲的目的；
[0010] 所述顯露在環(huán)形套蓋體外部的扁平球形殼體上端部設(shè)置一能夠使噪聲進入扁平 球形殼體內(nèi)部的長方形孔以及設(shè)置三個分別用于安裝固定光電顯示電路中3個LED指示燈 的3個孔；進一步地，在該長方形孔上安裝有用于避免噪聲測試中較大風(fēng)速干擾的防風(fēng)保 護片；
[0011] 進一步地在所述環(huán)形套蓋體上設(shè)置有螺釘結(jié)構(gòu)形式的卡具，該卡具從環(huán)形套蓋體 外側(cè)穿入環(huán)形套蓋體內(nèi)并與扁平球形殼體直接剛性接觸；
[0012] 更進一步地，所述半球形基座體的底面安裝有強力磁體，同時，基座體底部還設(shè)置 了螺紋孔；當(dāng)待測噪聲位置附近的選定結(jié)構(gòu)為鐵質(zhì)材料時，通過磁力吸附的方法將半球形 基座體固定連接在選定結(jié)構(gòu)的表面上；當(dāng)待測機構(gòu)為非鐵質(zhì)材料時，利用半球形基座體底 部設(shè)置的螺紋孔通過螺柱將半球形基座體固定在選定結(jié)構(gòu)表面上。
[0013] 又進一步地，所述半球形基座體的底部還安裝滑道，該滑道可與無損貼片配合，通 過在無損貼片底面涂覆膠水的方式，將半球形基座體固定在選定結(jié)構(gòu)表面上。
[0014] 有益效果：本實用新型在新型MEMS傳聲器的基礎(chǔ)上，提出的一種用于多方向測試 高鐵噪聲的MEMS傳聲器，其不僅具有噪聲測試和存儲功能，還可以通過設(shè)計的多方向調(diào)整 器，在無需配備數(shù)據(jù)采集儀的條件下，實現(xiàn)多個方向噪聲數(shù)據(jù)的獲取，能夠?qū)崿F(xiàn)噪聲信號的 準(zhǔn)確測量，且操作簡單成本低廉，能夠適應(yīng)復(fù)雜的工作環(huán)境。同時，還具有噪聲觸發(fā)和光電 顯示功能，可以靈活地獲得所需噪聲等級對應(yīng)的聲音信號，其在高鐵噪聲檢測領(lǐng)域有著廣 闊的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0015] 圖1為本實用新型第一種實施方式的電路板90的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖2為本實用新型一種實施方式的全方位調(diào)整器10的立體圖；
[0017] 圖3為本實用新型第二種實施方式的扁平球形殼體與電路板的裝配示意圖；
[0018] 圖4為本實用新型顯露在環(huán)形套蓋體101外部的扁平球形殼體102上端部的俯視 圖；
[0019] 圖5為本實用新型實施方式的MSP430F435型單片機及其外圍電路圖；
[0020] 圖6為本實用新型一種實施方式的聲音傳感器與信號放大電路的連接關(guān)系圖；
[0021] 圖7為本實用新型一種實施方式的采樣電路圖；
[0022] 圖8為本實用新型一種實施方式的473521001型TF卡插座電路圖；
[0023] 圖9為本實用新型一種實施方式的光電顯示電路圖；
[0024] 圖10為本實用新型一種實施方式的報警電路圖。
【具體實施方式】
[0025] 下面結(jié)合附圖對本實用新型的一種實施方式作詳細說明。
[0026] 本實用新型的用于多方向測試高鐵噪聲的MEMS傳聲器，包括：多方向調(diào)整器10、 MCU20、聲音傳感器30、采樣電路50、信號放大電路80、TF卡（Trans-flash Card)40、光電 顯示與報警電路60和電源模塊70。其中聲音傳感器30的輸出端連接信號放大電路80的 輸入端，信號放大電路80的輸出端連接采樣電路50的輸入端，采樣電路50的輸出端連接 到MCU20, MCU20同時還與TF卡40、光電顯示與報警電路60和電源模塊70相連接；
[0027] 本實用新型的第一種實施方式是將MCU20、聲音傳感器30、TF卡（Trans-flash Card)40、米樣電路50、信號放大電路80、光電顯不與報警電路60和電源模塊70集成在一 塊電路板90上，如圖1所示，其中電源模塊70用于為電路板90上的所有部件供電，電路板 90固定封裝在多方向調(diào)整器10的扁平球形殼體102內(nèi)部，在第一種實施方式中電源模塊采 用可充電的紐扣電池，容量為120~180mA ;對應(yīng)的充電電路采用的是TI的鋰電池供電芯 片，充電過程經(jīng)歷調(diào)節(jié)、恒流、恒壓三個環(huán)節(jié)。
[0028] 為了盡可能為MEMS傳聲器提供較長的帶電時間，可以采用大容量電池83,同時， 為了便于更換電池83,充分利用傳聲器空間，減小傳聲器體積，本實用新型的第二種實施 方式是將MCU20、聲音傳感器30、信號放大電路80和采樣電路50集成在第一塊電路板81 上，并將第一塊電路板81封裝固定在上半球內(nèi)的球頂處或下半球內(nèi)的球頂處；將TF卡 (Trans-flash Card) 40、光電顯示與報警電路60和電源模塊70集成在第二塊電路板82上， 且相應(yīng)地將第二塊電路板82封裝固定在下半球內(nèi)的球頂處或者上半球內(nèi)的球頂處；如圖3 所示，第一塊電路板81封裝固定在上半球內(nèi)的球頂處，相應(yīng)地第二快電路板82封裝固定在 下半球內(nèi)的球頂處；在第二種實施方式中第一塊電路板81和第二塊電路板82之間通過一 條柔性排線連接，使得MCU20同時與TF卡40、光電顯示與報警電路60和電源模塊70相連 接；
[0029] 所述多方向調(diào)整器10進一步包括半球形基座體100、環(huán)形套蓋體101和用于對電 路板進行封裝固定的扁平球形殼體102,如圖2和圖3所示；所述扁平球形殼體102由固定 連接的兩部分構(gòu)成，分別定義為上半球1021和下半球1022,上、下半球1021，1022的頂部均 為扁平狀；該傳聲器在安裝時：（1)首先，本實用新型的第一種實施方式中將電路板8