一种用于多方向测试高铁噪声的mems传声器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于噪音检测技术领域，具体涉及一种用于多方向测试高铁噪声的 MHMS传声器。
【背景技术】
[0002] 高铁机车所产生的噪音会严重影响高铁乘客的舒适度。长时间处于噪音环境下容 易导致听力损害。因此对噪声信号的监测和分析对于防范噪音提高乘客舒适度有着重要的 意义。同时由于高铁噪音信号的周期性，传统的噪声测试仪一般采用人工定点测量来获得 某一时段的噪声数据，该方法存在着较大的局限性，主要表现在：①常采用人工的方式控制 传感器来采集信号，无法根据噪声的分贝来灵活控制传感器采集需要的噪声信号；②无法 在采集噪声信号的同时，给予报警或者传感器工作状态等实时信息，以便于判断当前噪声 的大小；③无法方便自由地调整噪音测量方向。
[0003] MEMS传感器是采用微电子和微机械加工技术制造出来的新型传感器。利用MEMS 传感器技术制造的硅传声器具有较好的声学性能，同时在耐高温，可靠性，均匀性，功耗，以 及尺寸设计上有着很大的灵活度。 【实用新型内容】
[0004] 针对现有技术存在的不足，本实用新型提供一种用于多方向测试高铁噪声的MEMS 传声器。
[0005] 本实用新型的技术方案：
[0006] -种用于多方向测试高铁噪声的MEMS传声器，包括多方向调整器、MCU、声音传感 器、信号放大电路、采样电路、TF卡、光电显示与报警电路和电源模块；其中声音传感器的 输出端连接信号放大电路的输入端，信号放大电路的输出端连接采样电路的输入端，采样 电路的输出端连接到MCU，MCU同时还与TF卡、光电显示与报警电路和电源模块相连接；
[0007] 该MEMS传声器包括两种电路板形式，第一种形式:MCU、声音传感器、信号放大电 路、采样电路、TF卡光电显示与报警电路和电源模块集成在一块电路板上；电源模块用于 为电路板上的所有部件供电，该电路板固定封装在所述多方向调整器的扁平球形壳体内 部；
[0008] 第二种形式：MCU、声音传感器、信号放大电路和采样电路集成在第一块电路板上， 且第一块电路板封装固定在上半球内的球顶处或下半球内的球顶处；TF卡、光电显示与报 警电路、电源模块集成在第二块电路板上，且相应地第二块电路板封装固定在下半球内的 球顶处或者上半球内的球顶处；第一块电路板和第二块电路板之间通过一条柔性排线连 接；电源模块用于为第一块电路板和第二块电路板上的所有部件供电。
[0009] 所述多方向调整器包括半球形基座体、环形套盖体和用于对电路板进行封装固定 的扁平球形壳体；所述扁平球形壳体由固定连接的两部分构成，分别定义为上半球和下半 球，上、下半球的顶部均为扁平状；扁平球形壳体设置在半球形基座体上，环形套盖体套过 该扁平球形壳体上端与半球形基座体固定连接，且扁平球形壳体上端部显露在环形套盖体 外部，该显露在环形套盖体外部的扁平球形壳体上端部作为手持端，用于手工扭转扁平球 形壳体，扁平球形壳体在扭转力的作用下可以在半球形基座体内任意滑动调整，实现扁平 球形壳体内的声音传感器的噪声信号测试方向与感兴趣噪声测点方向一致，从而可以实现 从多个方向测试高铁噪声的目的；
[0010] 所述显露在环形套盖体外部的扁平球形壳体上端部设置一能够使噪声进入扁平 球形壳体内部的长方形孔以及设置三个分别用于安装固定光电显示电路中3个LED指示灯 的3个孔；进一步地，在该长方形孔上安装有用于避免噪声测试中较大风速干扰的防风保 护片；
[0011] 进一步地在所述环形套盖体上设置有螺钉结构形式的卡具，该卡具从环形套盖体 外侧穿入环形套盖体内并与扁平球形壳体直接刚性接触；
[0012] 更进一步地，所述半球形基座体的底面安装有强力磁体，同时，基座体底部还设置 了螺纹孔；当待测噪声位置附近的选定结构为铁质材料时，通过磁力吸附的方法将半球形 基座体固定连接在选定结构的表面上；当待测机构为非铁质材料时，利用半球形基座体底 部设置的螺纹孔通过螺柱将半球形基座体固定在选定结构表面上。
[0013] 又进一步地，所述半球形基座体的底部还安装滑道，该滑道可与无损贴片配合，通 过在无损贴片底面涂覆胶水的方式，将半球形基座体固定在选定结构表面上。
[0014] 有益效果：本实用新型在新型MEMS传声器的基础上，提出的一种用于多方向测试 高铁噪声的MEMS传声器，其不仅具有噪声测试和存储功能，还可以通过设计的多方向调整 器，在无需配备数据采集仪的条件下，实现多个方向噪声数据的获取，能够实现噪声信号的 准确测量，且操作简单成本低廉，能够适应复杂的工作环境。同时，还具有噪声触发和光电 显示功能，可以灵活地获得所需噪声等级对应的声音信号，其在高铁噪声检测领域有着广 阔的应用前景。
【附图说明】
[0015] 图1为本实用新型第一种实施方式的电路板90的结构示意图；
[0016] 图2为本实用新型一种实施方式的全方位调整器10的立体图；
[0017] 图3为本实用新型第二种实施方式的扁平球形壳体与电路板的装配示意图；
[0018] 图4为本实用新型显露在环形套盖体101外部的扁平球形壳体102上端部的俯视 图；
[0019] 图5为本实用新型实施方式的MSP430F435型单片机及其外围电路图；
[0020] 图6为本实用新型一种实施方式的声音传感器与信号放大电路的连接关系图；
[0021] 图7为本实用新型一种实施方式的采样电路图；
[0022] 图8为本实用新型一种实施方式的473521001型TF卡插座电路图；
[0023] 图9为本实用新型一种实施方式的光电显示电路图；
[0024] 图10为本实用新型一种实施方式的报警电路图。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合附图对本实用新型的一种实施方式作详细说明。
[0026] 本实用新型的用于多方向测试高铁噪声的MEMS传声器，包括：多方向调整器10、 MCU20、声音传感器30、采样电路50、信号放大电路80、TF卡（Trans-flash Card)40、光电 显示与报警电路60和电源模块70。其中声音传感器30的输出端连接信号放大电路80的 输入端，信号放大电路80的输出端连接采样电路50的输入端，采样电路50的输出端连接 到MCU20, MCU20同时还与TF卡40、光电显示与报警电路60和电源模块70相连接；
[0027] 本实用新型的第一种实施方式是将MCU20、声音传感器30、TF卡（Trans-flash Card)40、米样电路50、信号放大电路80、光电显不与报警电路60和电源模块70集成在一 块电路板90上，如图1所示，其中电源模块70用于为电路板90上的所有部件供电，电路板 90固定封装在多方向调整器10的扁平球形壳体102内部，在第一种实施方式中电源模块采 用可充电的纽扣电池，容量为120~180mA ;对应的充电电路采用的是TI的锂电池供电芯 片，充电过程经历调节、恒流、恒压三个环节。
[0028] 为了尽可能为MEMS传声器提供较长的带电时间，可以采用大容量电池83,同时， 为了便于更换电池83,充分利用传声器空间，减小传声器体积，本实用新型的第二种实施 方式是将MCU20、声音传感器30、信号放大电路80和采样电路50集成在第一块电路板81 上，并将第一块电路板81封装固定在上半球内的球顶处或下半球内的球顶处；将TF卡 (Trans-flash Card) 40、光电显示与报警电路60和电源模块70集成在第二块电路板82上， 且相应地将第二块电路板82封装固定在下半球内的球顶处或者上半球内的球顶处；如图3 所示，第一块电路板81封装固定在上半球内的球顶处，相应地第二快电路板82封装固定在 下半球内的球顶处；在第二种实施方式中第一块电路板81和第二块电路板82之间通过一 条柔性排线连接，使得MCU20同时与TF卡40、光电显示与报警电路60和电源模块70相连 接；
[0029] 所述多方向调整器10进一步包括半球形基座体100、环形套盖体101和用于对电 路板进行封装固定的扁平球形壳体102,如图2和图3所示；所述扁平球形壳体102由固定 连接的两部分构成，分别定义为上半球1021和下半球1022,上、下半球1021，1022的顶部均 为扁平状；该传声器在安装时：（1)首先，本实用新型的第一种实施方式中将电路板8