一种具有空间多维8字指向性的热线传感器装置的制作方法

本实用新型涉及声学测量和定位系统的传感器领域，尤其涉及一种具有空间多维8字指向性的热线传感器装置。

背景技术：

矢量传感器是用来测量声场矢量信息(声压梯度、质点振速、位移或声强等)的声接收传感器。按照所测量的物理量不同可分为声压梯度传感器、质点振速传感器和加速度传感器等。

热线传感器是矢量传感器的一种，兼具了低频灵敏度高、更好抑制环境噪声、小型化的优势。热线型传感器的核心(即传感器芯片)结构形式如图1(a)所示：由两根平行放置、有一定距离的热阻丝组成。当给两根热阻丝通电流后，两阻丝处的温度达到稳态；当有声源直接引入质点振速时，引起温度场发生受迫对流扰动，其中一根热阻丝温度增加，另一个热阻丝温度降低；电热阻效应使得温度差转换成电阻差，可输出电压显示。由于热线性传感器的这种特征，使得其具有与频率无关的‘8’字形指向性(见图1(b))。

技术实现要素：

本实用新型的目的是将具有‘8’字形指向性的热线传感器集成在一起，实现在多维方向的声源探测。

为达上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种具有空间多维8字指向性的热线传感器装置，包括热线传感器、插入部和支撑连接架，支撑连接架包括支撑柱和连接柱，连接柱与支撑柱连接并沿X轴和Y轴方向分布；热线传感器设置在插入部的一端，插入部的另一端与连接柱连接。

进一步地，在支撑柱的Z轴方向也设置有连接柱。

进一步地，所述插入部的外部还设有保护罩，热线传感器位于保护罩内。

进一步地，所述保护罩的端部与连接柱相连。

优选地，所述保护罩的端部与连接柱之间通过螺纹连接或者采用螺钉固定连接或者直接粘结。

优选地，所述保护罩内设有插槽，插入部通过插槽安装在保护罩内。

进一步地，所述保护罩内还安装有声压传感器。

进一步地，所述保护罩的侧面设有两个开口，两个开口沿保护罩的轴线对称，并且开口由外向内逐渐收拢，两个开口的收拢处形成喉部通孔，热线传感器放置在所述喉部通孔处。

本实用新型将多个热线传感器通过支撑连接架集成在一起，在空间三个轴向方向都具有良好的8字指向性，不仅可以实现所需多维方向上的声源接收，也可实现对声目标的多维定位与探测。

附图说明

图1为现有技术中热线型传感器芯片的(a)结构示意图，(b)指向性图。

图2为本发明一种单个热线传感器的结构示意图。

图3为本发明另一种单个热线传感器的结构示意图。

图4为本发明实施例中保护罩的号筒结构示意图。

图5为在xz面和yz面同时具有8字形指向性的热线传感器装置结构图。

图6为在xz面、yz面和xy面同时具有8字形指向性的热线传感器装置结构图。

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施例对本实用新型进行详细描述。

本实施例给出单独一个热线传感器的结构，如图2所示，热线传感器1设置在插入部2的一端，插入部2的另一端与支撑连接架7的连接柱9相连。插入部2的连接端可以设置为板状或者筒状及其他形状，目的是为了与连接柱实现套接、嵌入式连接等方式。

在插入部2的外部还可以设置保护罩3，如图3所示，在保护罩3的侧壁上设有插槽4，插入部2通过插槽4插入保护罩3里固定，当然也可以采用其他手段将插入部2固定在保护罩3内，保护罩3可以起到保护热线传感器1的作用。

在圆柱形保护罩3的侧壁上，设有两个开口5作为号筒结构，如图4所示，两个开口5沿圆柱形的轴线对称。开口5的开口角度由外向内逐渐收拢，两个开口5的收拢处形成喉部通孔6，在该通孔6处的质点振速最大，因此将热线传感器1放置在喉部位置，通过保护罩3的号筒结构为声质点振速提供放大增益。

当需要测试的声源同时位于0°轴线上与90度轴线上时，由于热线传感器的8字形指向性，单独一个确定位置放置的热线传感器不能接收到90度轴线上的声源，因此可以将两个热线传感器(如带有保护罩3)通过支撑连接架7组合在一起，使得两者成90°夹角，如图5所示，该结构可在xz面和yz面同时具有8字形指向性。

支撑连接架7包括中间的支撑柱8和连接柱9，连接柱9的一端与支撑柱8相连，另一端与插入部2相连。支撑连接架7的材质可使用不锈钢、铝合金等材质。支撑连接架的连接柱9与插入部2之间的固定方式如：螺纹连接、嵌入后旁侧开螺纹孔用螺钉固定、粘结等。

如果将三个热线传感器通过支撑连接架7组合在一起，两两形成90°夹角，如图6所示，此时可在xz面、yz面和xy面同时具有8字形指向性，即可实现360°方位、俯仰90°的声源接收。

上述多维方向上的声源接收，可以只使用单独的热线传感器1，也可以采用集成式的矢量传感器，如在保护罩3上再固定一个声压传感器，固定方式可以采用粘结或其他固定手段，将声压传感器与热线传感器1在结构上集成在一起，可同时获得声压信息、声质点振速信息以及声强信息。