旅游环境噪音监测MEMS二次声抗匹配矩阵麦克风结构及方法与流程

本发明涉及麦克风领域，特别是一种旅游环境噪音监测mems二次声抗匹配矩阵麦克风结构及方法。

背景技术

目前的麦克风的声电换能具有以下缺点：当声音传递给声音振动膜时，直接带动连杆去驱动电容、线圈或者压电薄膜，直接进行“声—电”的换能，这种方式频域响应不全，频率响应取决于单一特征材料，在mems矩阵集成化的时候，会出现声音相位的变化，并且需要再后续进行阻抗匹配。

mems即微机电系统（microelectromechanicalsystems），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。与传统的传感器相比，它具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、适于批量化生产、易于集成和实现智能化的特点。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了一种旅游环境噪音监测mems二次声抗匹配矩阵麦克风结构，利用“气—液”换能，将声波转换为液体的液波振动，带动柔性骨架产生行波振动，使得柔性骨架上传感器获得声音信号，完成两次声音阻抗匹配功能，保证了矩阵麦克风的频率响应好，失真少。

本发明采用的技术方案为：

一种旅游环境噪音监测mems二次声抗匹配矩阵麦克风结构，包括主腔体以及处于主腔体内的用于装满液体的液体腔，主腔体上设有用于感受声音声波的声音振动膜以及用于保持声音振动膜内外压平衡的通气孔，主体腔内还设有一端与声音振动膜连接用于传递声音振动的连杆；液体腔上设有与连杆另一端连接用于在声音振动膜带动连杆振动时受连杆带动振动使得液体腔内液体振动的振动膜以及用于在液体振动时进行伸缩的伸缩膜，液体腔内设有一端固定的用于感受液体腔内液体振动以产生行波振动的柔性骨架，柔性骨架上设有用于获得声音信号的矩阵传感器。

优选地，所述柔性骨架将液体腔分为前室和后室，柔性骨架的另一端与液体腔的腔体侧壁之间形成用于供前室和后室内液体流通的过液孔，振动膜设置在前室侧壁上，伸缩膜设置在后室侧壁上。

优选地，所述振动膜、伸缩膜和柔性骨架的一端都设置在液体腔的同一侧壁上。

优选地，所述矩阵传感器为mems矩阵传感器。

本发明还提供一种利用mems二次声抗匹配矩阵麦克风结构进行旅游环境噪音监测的方法，包括以下步骤：

1）声音的声波传递至主腔体上的声音振动膜，声音振动膜振动；

2）声音振动膜通过连杆将声音声波的振动传递至振动膜，振动膜进行振动，完成第一次声音阻抗匹配功能；

3）振动膜振动，带动液体腔内液体振动，使得柔性骨架产生行波振动，柔性骨架上矩阵传感器获得声音信号，完成第二次声音阻抗匹配功能。

优选地，在步骤3）中，当振动膜内推时，前室内液体通过过液孔流向后室，后室上设置的伸缩膜向外凸出；当振动膜外推时，后室内液体通过过液孔流向前室，伸缩膜向内推进。

优选地，所述主腔体上设有用于保持声音振动膜内外压平衡的通气孔。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明提供一种旅游环境噪音监测mems二次声抗匹配矩阵麦克风结构及方法，将声音的声波转换为振动膜振动，振动膜振动带动液体振动，最后转换为柔性骨架的行波振动，完成两次声音阻抗匹配功能，保证了矩阵麦克风的频率响应好，失真少，可以使现有的语音识别，背景噪声区别等应用更加具备可操作性。

附图说明

图1为本发明提供的一种旅游环境噪音监测mems二次声抗匹配矩阵麦克风结构的示意图。

具体实施方式

根据附图对本发明提供的优选实施方式做具体说明。

图1，为本发明提供的一种旅游环境噪音监测mems二次声抗匹配矩阵麦克风结构的优选实施方式。如图1所示，所述旅游环境噪音监测mems二次声抗匹配矩阵麦克风结构，主腔体10以及处于主腔体10内的用于装满液体的液体腔20，主腔体10上设有用于感受声音声波的声音振动膜11以及用于保持声音振动膜11内外侧压平衡的通气孔12，主体腔10内还设有一端与声音振动膜11连接用于传递声音振动的连杆13；液体腔20上设有与连杆12另一端连接用于在声音振动膜11带动连杆12振动时受连杆12带动振动使得液体腔20内液体振动的振动膜21以及用于在液体振动时进行伸缩的伸缩膜22，液体腔20内设有一端固定的用于感受液体腔20内液体振动以产生行波振动的柔性骨架23，柔性骨架23上设有用于获得声音信号的矩阵传感器24，声音振动膜11感受到声音的声波进行振动，通过连杆13将声波的振动传递给振动膜21，振动膜21振动带动液体腔20内液体进行振动，液体振动带动伸缩膜22进行伸缩，液体腔20内的柔性骨架23在液体振动时产生行波振动，柔性骨架23上矩阵传感器24获得声音信号，这样将声音的声波转换为振动膜21振动，振动膜21振动带动液体振动，最后转换为柔性骨架23的行波振动，完成两次声音阻抗匹配功能，保证了矩阵麦克风的频率响应好，失真少，可以使现有的语音识别，背景噪声区别等应用更加具备可操作性。所述矩阵传感器为mems矩阵传感器。

所述柔性骨架23将液体腔20分为前室201和后室202，柔性骨架23的另一端与液体腔20的腔体侧壁之间形成用于供前室和后室内液体流通的过液孔25，振动膜21设置在前室201侧壁上，伸缩膜22设置在后室202侧壁上，在振动膜21向内推进时，前室201空间减小，前室201内液体通过过液孔25流向后室202，后室202的伸缩膜22向外凸出，以扩大后室202的空间，容纳从前室201流入后室202的液体；当振动膜21向外推时，前室201空间增大，后室202内的液体通过过液孔25流向前室201，后室202的伸缩膜22向内推进。作为一种优选实施方式，所述振动膜21、伸缩膜22和柔性骨架23的一端都设置在液体腔20的同一侧壁上。所述振动膜21和伸缩膜22都通过膜固定位固定在液体腔20的侧壁上；声音振动膜11也是通过膜固定位固定在主体腔10的侧壁上。

本发明还提供一种利用mems二次声抗匹配矩阵麦克风结构进行旅游环境噪音监测的方法，包括以下步骤：

1）声音的声波传递至主腔体10上的声音振动膜11，声音振动膜11振动；

2）声音振动膜11通过连杆13将声音声波的振动传递至振动膜21，振动膜21进行振动，完成第一次声音阻抗匹配功能；

3）振动膜21振动，带动液体腔20内液体振动，使得柔性骨架23产生行波振动，柔性骨架23上矩阵传感器24获得声音信号，完成第二次声音阻抗匹配功能。

在步骤3）中，当振动膜11内推时，前室201内液体通过过液孔25流向后室202，后室202上设置的伸缩膜22向外凸出；当振动膜11外推时，后室202内液体通过过液孔25流向前室201，伸缩膜22向内推进。另外，主腔体10上设有用于保持声音振动膜11内外侧压平衡的通气孔12。

值得注意的是，本发明提供的矩阵麦克风结构及方法，将声音的声波转换为振动膜振动，振动膜振动带动液体振动，最后转换为柔性骨架的行波振动，完成两次声音阻抗匹配功能，然后在mems的矩阵中，同一声源在同样的尺寸的其他“声--电”方案麦克风矩阵的对比，由于液体声音传输比空气更加快，所以同一声源在本方案中，相位变化更加小。另外，本发明的矩阵麦克风结构可以进行频率分区响应，失真少。

综上所述，本发明的技术方案可以充分有效的实现上述发明目的，且本发明的结构及功能原理都已经在实施例中得到充分的验证，能达到预期的功效及目的，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对发明的实施例做出多种变更或修改。因此，本发明包括一切在专利申请范围中所提到范围内的所有替换内容，任何在本发明申请专利范围内所作的等效变化，皆属本案申请的专利范围之内。