[发明专利]感声筒及应用其的声波传感探头

说明书

本发明提供了一种感声筒及应用其的声波传感探头。该感声筒包括：壳体，其顶部中间位置形成一开口，该开口上方外围具有向上方延伸的环状凸起；以及振膜，其外侧边缘固定于环状凸起外侧的壳体上，其内侧被所述环状凸起支撑绷紧，形成振动区。本发明结构适宜于制作各种振膜形状和尺寸，尤其是小尺寸或非圆形振膜的感声筒，克服了采用传统的机械加工工艺结合常规的激光焊接技术制作小尺寸振膜感声筒难度大的缺点。

技术领域

本发明涉及声波传感技术领域，尤其涉及一种感声筒及应用其的声波传感探头。

背景技术

声波传感器，也称传声器或麦克风，在工业、通信、交通、国防反恐、航空航天、乃至人们的日常生活等各行各业有着广泛应用。城市路灯声控、海洋水声探测、危险气体泄露探测、环境噪声监测、变压器运行状态声音监测、风暴来临前的次声探测、机器人耳朵、枪声定位、声波生命探测等都需要使用声波传感器。

现有的声波传感器主要有驻极体电容式和光纤式两种类型，它们利用金属振膜将待测声波转变为机械振动，再通过电容检测或光纤传感技术探测振膜的机械振动。这些声波传感器通常采用精密机械加工工艺结合激光加工技术制作而成。按照振膜大小，现有的声波传感探头具有1英寸、1/2英寸、1/4英寸、以及更小的1/8英寸(约3.2mm)四种典型尺寸。

通常情况下，振膜被制作成圆形，直径越大，探头响应的声波频率就越低，制作起来也比较容易。为了探测高频声波，需要使用直径较小的振膜。按照现有的声波传感器感声筒结构，圆形振膜的直径越小，探头制作难度越大。另一方面，现有的感声筒结构也不利于制备其他异形结构振膜的声波传感探头，而异形结构振膜有利于扩展探头的声波频率响应范围，改善探头性能。圆形振膜具有一个共同的缺点：其高度对称性使得声波传感探头的声波响应频率范围较窄。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术问题，本发明提供了一种感声筒及应用其的声波传感探头，以简化感声筒的制作工艺，同时扩展其声频响应范围。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种感声筒。该感声筒包括：壳体1，其顶部中间位置形成一开口，该开口上方外围具有向上方延伸的环状凸起10；以及振膜2，其外侧边缘固定于环状凸起外侧的壳体1上，其内侧被环状凸起10支撑绷紧，形成振动区

优选地，本发明感声筒中，壳体1呈圆筒状，在该壳体1的内侧围成一容置腔；该壳体1的顶部中间位置形成开口，该开口的径向尺寸小于容置腔的径向尺寸，其中心轴线与容置腔的中心轴线重合。

基于上述感声筒，根据本发明的另一个方面，还提供了一种声波传感探头。该声波传感探头包括：上述的感声筒，其壳体的内壁设有内螺纹，其振膜朝向壳体内部的一侧具有金属反光面，开口内侧形成感声腔；内芯4，其中心轴线位置开设有光纤通孔，其外壁设有与感声筒的壳体的内壁的内螺纹相匹配的外螺纹，该内芯通过螺纹咬合和顶丝锁紧方式安装于感声筒的壳体内，其上表面低于振膜；光纤5，其一端面抛光，其经由内芯4的光纤通孔进入感声腔内，其抛光端面与振膜的反光面构成对振膜振动敏感的光纤FP腔。

优选地，本发明感声筒中，壳体包括：壳体本体11和升降结构12，其中：壳体本体11呈圆筒状；升降结构12可分离、可升降地固定于壳体本体11的内侧，其顶部沿壳体中心轴线方向形成一开口，在该开口上方外侧具有向上方延伸的环状凸起10；振膜2的外侧边缘固定于壳体本体11上，并被升降结构12上的环状凸起10支撑绷紧。

基于上述感声筒，根据本发明的另一个方面，还提供了一种声波传感探头。该声波传感探头包括：上述的感声筒，其升降结构12呈实心柱体结构，其中心轴线位置开设有光纤通孔，其振膜朝向壳体内部的一侧具有金属反光面，开口的内侧形成感声腔；光纤5，其一端面抛光，其经由升降结构12的光纤通孔进入感声腔内，其抛光端面与振膜的反光面构成对振膜振动敏感的光纤FP腔。

(三)有益效果