一种结构噪声传感器的制作方法

1.本实用新型属于振动传感器领域，涉及一种结构噪声传感器。


背景技术：

2.振动广泛存在于自然界、工业界和人类生活中，不同振动传递着各种各样的信号。获取振动中携带的信息需要借助振动传感器，振动传感器广泛应用于能源，化工、医学、汽车、冶金、机器制造、军工及科研教学等诸多领域。如通过麦克风读取空气振动传递的声音信号，通过加速度计测量振动物体的加速度，通过超声波探测器检测分析机械设备的振动信号以判断机械自身的劣化程度及预测其寿命，通过地质灾害预警器探测由地震波带来的地质振动来预警地震等灾害等。
3.目前，常见的振动传感器有麦克风传感器、压力传感器、加速度传感器、位移传感器、速度传感器、力传感器、应变传感器、扭振传感器以及扭矩传感器等。这些振动传感器在测试振动的原理大多是采用振动加速度芯片，并通过一定的电路、算法和软件实现测试，其中间环节复杂、成本高且可靠性难以保证，同时加工生产不良率高，价格高居不下，进而大大增加了测试检测成本。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种结构噪声传感器。
5.为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：
6.一种结构噪声传感器，包括前端外壳、后端外壳以及采集卡连接器；前端外壳一端为连接部，连接部伸入后端外壳内部且与后端外壳气密连接，前端外壳与后端外壳内部形成气密的结构气腔；连接部的端面压紧后端外壳内部设置的集成主板，集成主板远离前端外壳的一侧上贴装mems麦克风芯片，集成主板上开设朝向mems麦克风芯片的气孔；后端外壳上设置采集卡连接器安装孔，采集卡连接器与采集卡连接器安装孔气密连接，采集卡连接器一端通过采集卡连接器安装孔伸入后端外壳内部且与mems麦克风芯片通讯连接。
7.本实用新型进一步的改进在于：
8.所述后端外壳上设置内螺纹孔，内螺纹孔用于连接振动源。
9.所述后端外壳上设置磁座安装孔，磁座安装孔内设置用于连接振动源的磁座。
10.所述连接部外壁与后端外壳内壁螺纹锁紧且激光焊接连接。
11.所述采集卡连接器与后端外壳上的采集卡连接器安装孔激光焊接连接。
12.所述集成主板为rf-4基材基板或铝基材基板。
13.所述采集卡连接器为l5连接器或密闭连接线缆。
14.所述前端外壳和后端外壳均为铁镍合金或者不锈钢材质。
15.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
16.本实用新型结构噪声传感器，基于前端外壳与后端外壳的气密连接，在前端外壳与后端外壳之间形成密闭的结构气腔，并在后端外壳内部组装集成主板，基于振动自身的
转化，在将振动源与结构噪声传感器固接后，振动源本身的振动引起结构气腔内空气的共振，进而作用在位于密闭的结构气腔内部的mems麦克风芯片，mems麦克风芯片通过自身振动的传递性达到检测目的，其结构简单，零部件少，易加工，成本低，并且易于批量化。
附图说明
17.图1为本实用新型的结构噪声传感器结构示意图。
18.其中：1-前端外壳；2-后端外壳；3-采集卡连接器；4-集成主板；5-结构气腔；6-气孔；7-mems麦克风芯片。
具体实施方式
19.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
20.需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
21.下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
22.参见图1，本实用新型实施例中，提供一种结构噪声传感器，主要包括前端外壳1、后端外壳2、采集卡连接器3以及集成主板4。
23.其中，前端外壳1一端为连接部，连接部伸入后端外壳2内部且与后端外壳2气密连接；连接部的端面压紧后端外壳2内部设置的集成主板4，集成主板4远离前端外壳1的一侧上设置mems麦克风芯片7，集成主板4上开设朝向mems麦克风芯片7的气孔6；后端外壳2上设置采集卡连接器安装孔，采集卡连接器3与后端外壳2上的采集卡连接器安装孔气密连接，采集卡连接器3一端通过采集卡连接器安装孔伸入后端外壳2内部且与mems麦克风芯片7通讯连接。
24.具体的，前端外壳1位于结构噪声传感器的前端，后端外壳2位于结构噪声传感器的后端，基于其上连接部与后端外壳2之间的气密连接，因此，前端外壳1与后端外壳2的内部空间形成密闭的结构气腔5，其内部气体为空气，但与外界不相通。一般的，前端外壳1和后端外壳2均为铁镍合金或者不锈钢材质，不局限于其它材质，此材质需能有效传递振动，对振动源本身没有产生改变。在一种可能的实施方式中，前端外壳1的连接部与后端外壳2经螺纹锁紧后，再通过激光焊接实现二者的气密连接。
25.集成主板4是结构噪声传感器的电路部分，位于前端外壳1与后端外壳2所组成的结构气腔5内，并由连接部的端面压紧，一般的，集成主板4采用基材为rf-4基材或铝基材等
基材的基板。集成主板4的背面设置mems麦克风芯片7，并且在设置mems麦克风芯片7的区域上设置气孔6，mems麦克风芯片7通过气孔6与密闭的结构气腔5相通，可选的，气孔6位于mems麦克风芯片7正上方。
26.连接器3作为外部连接器，用于实现mems麦克风芯片7与振动信号采集卡的连接，一般的，连接器3激光焊接于后端外壳2上，实现与后端外壳2的气密连接。本实施例中，连接器3采用密闭连接器，如标准的l5连接器，又或者为经过与外壳2密闭处理后的连接线缆，不局限于特定连接件的选择，紧保证数据传输的可靠性及与后端外壳2连接的气密性，用于与振动采集卡的通讯。
27.在一种可能的实施方式中，后端外壳2上设置内螺纹孔，内螺纹孔内设置用于连接振动源的螺栓，或者内螺纹孔连接磁座的外螺纹螺杆，磁座连带传感器一起吸附在所检测的振动源上。可选的，内螺纹孔或磁座安装孔均设置在后端外壳2远离前端外壳1的一端上。
28.本实用新型结构噪声传感器的远离和工作过程：
29.在具体使用时，若检测振动源上有可安装固定的螺杆，传感器本体通过后端外壳2上的内螺纹孔安装固定在振动源上；若检测振动源上无可安装固定的螺杆时，传感器本体通过后端外壳2上的内螺纹孔通过连接一个磁座，通过磁座吸附在振动源上；并通过采集卡连接器3与振动采集卡连接。
30.结构噪声传感器固接于振动源上之后，振动源引起整个结构噪声传感器振动。具体的，振动源的振动首先传递到前端外壳1，然后前端外壳1传递振动到结构气腔5，结构气腔5内的气体随之共振，并通过气孔6作用于集成主板4上的mems麦克风芯片7，mems麦克风芯片7受到结构气腔5内气体振动作用，推算出振动源的振动幅值、频率等参数，并可还原其振动噪声，在mems麦克风芯片7上形成信号，最后通过采集卡连接器3传递至振动采集卡，进行后续的振动检测和分析。该结构噪声传感器是采用振动源引起空气振动，通过mems麦克风芯片7检测出空气振动，从而推算还原出振动源的振动值。
31.综上所述，本实用新型结构噪声传感器，基于前端外壳1与后端外壳2的气密连接，在前端外壳1与后端外壳2之间形成密闭的结构气腔5，并在后端外壳2内部组装集成主板4，基于振动自身的转化，在将振动源与结构噪声传感器固接后，振动源本身的振动引起结构气腔5内空气的共振，进而作用在位于密闭的结构气腔5内部的mems麦克风芯片7，mems麦克风芯片7通过自身振动的传递性达到检测目的，其结构简单，零部件少，易加工，成本低，且易于批量化。
32.以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。