用于发送和/或接收声学信号的声传感器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于发送和/或接收声学信号的声传感器(10)。该声传感器包括：具有第一表面(21)和第二表面(22)的膜片(20)，其中，所述第一表面和所述第二表面(21、22)形成所述膜片(20)的对置侧并且通过这些表面的边缘限定一个共同的周面；壳体(30)，该壳体承载膜片(20)并且在所述声传感器(10)运行时至少限制所述膜片(20)的所述周面的延展；和第一电声换能器(40)，该第一电声换能器布置在所述膜片(20)的所述第一表面(21)的第一部分区域(24)上，其中，所述第一部分区域(24)位于所述膜片(20)的所述第一表面(21)的面积重心(23)旁边。

An acoustic sensor for sending and / or receiving acoustic signals

The present invention relates to an acoustic sensor (10) for sending and / or receiving acoustic signals. The acoustic sensor includes a first surface having a surface (21) and second (22) of the diaphragm (20), wherein, the first surface and the second surface (21, 22) forming the diaphragm (20) of the opposite side and through the surface of the edge defined a common peripheral surface of the shell; (30), the shell bearing diaphragm (20) and the acoustic sensor (10) when running at least limit the diaphragm (20) of the peripheral surface of the extension; and the first electroacoustic transducer (40), the first electroacoustic transducer is disposed on the diaphragm (20) of the first surface (21) the first part (24), among them, the first part of the region (24) located in the diaphragm (20) of the first surface (21) of the center of gravity of an area (23).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于发送和/或接收声学信号的声传感器
本专利技术涉及一种用于发送和/或接收声学信号的声传感器。
技术介绍
在声传感器中，典型地借助于电声换能器来激励膜片。由此使膜片振动，由此从膜片发出声学信号。以相应的方式，也可以通过膜片接收声学信号。在此，电声换能器布置在膜片的中心处，以便在该膜片的整个表面上均匀地激励该膜片。在此，也已知的是，膜片通过接片与电声换能器连接。以该方式，电声换能器的机械延展通过杠杆臂来增强并且因此实现膜片的大的行程，由此发送更强烈的声学信号。WO2013117437A1公开了这种声传感器。然而在该声传感器中出现了膜片的非常高的点负载。
技术实现思路
根据本专利技术的、用于发送和/或接收声学信号的声传感器包括：具有第一表面和第二表面的膜片，其中，第一和第二表面形成膜片的对置侧并且通过它们的边缘限定一个共同的周面；壳体，该壳体承载膜片并且在声传感器运行时至少限制膜片的周面的延展；和第一电声换能器，该第一电声换能器布置在膜片的第一表面的第一部分区域上，其中，第一部分区域位于膜片的第一表面的面积重心旁边。膜片的周面在它的延展方面被如下限制：周面在膜片通过电声换能器激励时不变化。在此，膜片尤其在它的周面上被壳体围住。在此，第一电声换能器偏心地布置在第一表面上。因此，第一电声换能器不位于膜片的面积重心上。因此，第一部分区域完全位于膜片的第一表面的面积重心外部。在此，第一部分区域也可以具有孔，膜片的第一表面的面积重心位于该孔中，其中，第一电声换能器在膜片上布置在该孔旁边。面积重心是膜片的中心。如果膜片具有例如圆盘的形状，则圆心是膜片的面积重心。第一和第二表面基本上是平的。根据本专利技术的声传感器是有利的，因为电声换能器的小的运动已经转化为膜片的强烈的运动。在此，通过第一电声换能器在膜片上的、根据本专利技术的布置，建立膜片的特别大面积的区域，在所述区域中没有布置电声换能器。所述区域能够以特别小的阻尼阻力振动并且通过第一声换能器来冲击式地激励。因此，在激励时通过第一电声换能器的小的运动实现膜片的特别大的行程，并且因此建立特别有效的声传感器。因此，根据本专利技术，由于杠杆原理建立膜片的大的行程。从属权利要求示出本专利技术的优选扩展方案。优选地，膜片的刚性在邻接于第一部分区域的区域中从第一部分区域出发持续地减小。这意味着，膜片在布置有第一电声换能器的区域中具有比在邻接于第一部分区域的区域中更高的刚性。膜片的刚性尤其减小，因为膜片的厚度减小。因此，膜片的厚度尤其在邻接于第一部分区域的区域中从第一部分区域出发持续地减小。因此，在邻接于第一部分区域的区域中，膜片的弯矩和复位力矩特别小并且该膜片在邻接的第一部分区域受小的激励时以大的行程做出反应并且因此以大的振幅振动。这导致高的辐射声功率并且因此导致声传感器的高效率。此外有利的是，声传感器包括多个电声换能器，其中，所述电声换能器中的每个电声换能器分别布置在膜片的第一表面的对应的部分区域上，其中，这些对应的部分区域彼此不相交，并且其中，对应的部分区域位于膜片的第一表面的面积重心旁边。换言之，这意味着，多个电声换能器并列地布置在第一表面上。在此，多个是两个或更多个电声换能器。在此，第一声换能器是由多个电声换能器组成的电声换能器中的一个电声换能器。以该方式，位于电声换能器之间的区域从多个侧出发特别有效地受激励。电声换能器尤其通过不同的电信号来激励。以该方式，由单独一个膜片建立传感器阵列。也有利的是，膜片在位于两个电声换能器的对应的部分区域之间的区域中的刚性小于在这些电声换能器的对应的部分区域中的刚性。在此，膜片的刚性尤其较小，因为膜片的厚度较小。由此，刚好在由多个电声换能器激励的区域中使膜片的弯矩和复位力矩最小化，由此又实现膜片的大的振动行程。优选地，多个电声换能器布置在一个共同的电路板上。在此，电声换能器中的每个电声换能器固定在该电路板上。因此，防止电声换能器相对彼此的运动。因此，提高膜片在电声换能器之间的区域中的行程，因为膜片不能够沿其他方向偏移，因为该膜片在电声换能器的区域中被保持在它的初始位置中。优选地，为此多个电声换能器与膜片机械连接。也有利的是，第一电声换能器是环形的电声换能器并且以它的孔盘形的表面布置在膜片的第一表面上。环形的电声换能器尤其具有孔盘的形状。在此，电声换能器尤其与膜片机械连接。由此能够实现膜片在环形的电声换能器内部的特别强烈的振动，因为膜片在通过电声换能器激励时在环的内部从所有的侧受激励并且尤其不能向侧面偏移。因此，建立特别有效的声传感器。此外优选地，膜片在布置有环形的电声换能器的第一部分区域中的刚性大于在由环形的电声换能器围住的部分区域中的刚性。在此，膜片的刚性尤其较小，因为膜片的厚度较小。因此，膜片的弯矩在该被围住的部分区域中降低并且该被围住的部分区域被激励产生特别强烈的振动。在此，特别强烈的振动的特征在于辐射声压的特别大的振幅。也有利的是，膜片具有凹部，该凹部沿着膜片的边缘走向并且围绕所有布置在膜片上的电声换能器。凹部是膜片的减薄部位。通过这种凹部的相应尺寸设计可以调节膜片的最大行程和该膜片的共振频率。同样有利的是，声传感器还包括支撑元件，该支撑元件布置在膜片的第一表面的侧上并且形成止挡，该止挡限界膜片的最大振幅。支撑元件尤其具有表面轮廓，该表面轮廓在其走向方面相应于膜片的第一表面的表面轮廓。也有利的是，支撑元件是电路板。以该方式，膜片可以被保护免受例如由于钝性撞击引起的过度延展。在此，膜片的最大振幅是膜片的最大行程。此外有利的是，电声换能器是压电元件或双金属。压电元件以及双金属可以快速地并且以大的力实施小的运动。因此，可以建立具有特别大的杠杆臂的声传感器，其中，电声换能器施加足够的力，以便通过该杠杆激励膜片。附图说明下面参照附图详细描述本专利技术的实施例。在附图中示出：图1根据本专利技术的第一实施方式的声传感器，图2根据本专利技术的第二实施方式的声传感器的膜片，图3根据本专利技术的第三实施方式的声传感器，图4根据本专利技术的第四实施方式的声传感器，图5根据本专利技术的第五实施方式的声传感器，和图6根据本专利技术的第六实施方式的声传感器。具体实施方式图1示出根据本专利技术的第一实施方式的声传感器10。声传感器10包括膜片20、壳体30和第一电声换能器40。在该第一实施方式中，膜片20具有圆盘的形状，其中，圆盘具有可变的厚度。膜片20的两个相对置的表面21、22是第一表面21和第二表面22。因此，第一表面21和第二表面22形成膜片的对置侧。在此，第二表面22位于膜片20的一侧上，在该侧中声学信号从声传感器10发出到该声传感器的周围环境中，以便感测声传感器10的周围环境。通过第一表面21的边缘和第二表面22的边缘限定膜片20的一个共同的周面。在该第一实施方式中，膜片的该周面是圆盘形的膜片20的圆形的外周。膜片20的厚度是第一表面21和第二表面22之间的间距。膜片20由柔性材料制成。膜片20可以由任意材料例如铝、纤维复合材料、橡胶、塑料和类似材料制成并且根据指示通过注塑、挤压和/或通过再加工例如磨削、钻孔、激光加工产生。在该第一实施方式中，壳体30具有罐的形状。在此，膜片20跨越该罐的开口并且因此跨越壳体30的开口。在此，膜片20的边缘与壳体30焊接。壳体30由具有小于膜片20的弹性的材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于发送和/或接收声学信号的声传感器(10)，包括：‑具有第一表面(21)和第二表面(22)的膜片(20)，其中，所述第一表面和所述第二表面(21、22)形成所述膜片(20)的对置侧并且通过这些表面的边缘限定一个共同的周面，‑壳体(30)，该壳体承载所述膜片(20)并且在所述声传感器(10)运行时至少限制所述膜片(20)的所述周面的延展，和‑第一电声换能器(40)，该第一电声换能器布置在所述膜片(20)的所述第一表面(21)的第一部分区域(24)上，其中，所述第一部分区域(24)位于所述膜片(20)的所述第一表面(21)的面积重心(23)旁边。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.25 DE 102015216163.31.用于发送和/或接收声学信号的声传感器(10)，包括：-具有第一表面(21)和第二表面(22)的膜片(20)，其中，所述第一表面和所述第二表面(21、22)形成所述膜片(20)的对置侧并且通过这些表面的边缘限定一个共同的周面，-壳体(30)，该壳体承载所述膜片(20)并且在所述声传感器(10)运行时至少限制所述膜片(20)的所述周面的延展，和-第一电声换能器(40)，该第一电声换能器布置在所述膜片(20)的所述第一表面(21)的第一部分区域(24)上，其中，所述第一部分区域(24)位于所述膜片(20)的所述第一表面(21)的面积重心(23)旁边。2.根据权利要求1所述的声传感器(1)，其特征在于，所述膜片(20)的刚性在邻接于所述第一部分区域(23)的区域中从所述第一部分区域(23)出发持续减小。3.根据前述权利要求中任一项所述的声传感器(10)，其特征在于，所述声传感器(10)包括多个电声换能器(40、41、42)，其中，所述电声换能器(40、41、42)中的每个电声换能器分别布置在所述膜片(20)的所述第一表面(21)的对应的部分区域(24、25、26)上，其中，所述对应的部分区域(24、25、26)彼此不相交，并且，其中，所述对应的部分区域(24、25、26)位于所述膜片(20)的所述第一表面(21)的所述面积重心(25)旁边。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·卡尔，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE