用于声学摄像机的一体式壳体和被动冷却的制作方法

本发明涉及声学摄像机的散热。

背景技术：

1、在过去的几十年里，噪音污染已变成越来越大的问题。为了减少噪音排放，地方政府和工厂正在安装声学噪音传感器，以监测和深入了解噪音源。声学摄像机能够满足环境以及工业应用中的需求。声学摄像机可以包括麦克风阵列，并且可以或不与视觉图像捕获装置或摄像机组合使用。市面上有可安装用于远场波束成形(bf)应用的声学成像以及环境声级监测的固定式声学摄像机。

2、声学摄像机越来越多地用作多功能智能iot(物联网)、手持或移动装置。例如，可以将16x16厘米64通道mems麦克风阵列安装在交通十字路口上方的灯杆中。信号处理和计算单元以及一体式供电单元和连接件可以合并到同一个小尺寸设备中。由于隐私和数据保护法，原始数据优选尽可能靠近传感器阵列地进行处理，从而最小化数据失窃风险以及数据保护和隐私的其他风险。通常，只有已处理的、安全的和匿名的数据才能在设备外部进行通信。因此，在板载处理器上执行高度复杂和/或计算密集型处理。靠近传感器阵列或板载进行计算的另一个原因是数据带宽的限制。

3、用于执行声学波束成形、频谱分析、声学异常检测、声学事件定位、信号分类(借助人工智能声学建模)或其他计算密集型操作需要强大的板载处理能力。目前，这可以由中央处理单元和图形处理单元(cpu和gpu)、asic或fpga处理。在小尺寸装置中进行这种类型的板载处理需要大量功率作为热量散发到环境中。如果这未被正确执行，将导致计算单元停止运行，可能导致设备完全失能，这很可能导致数据丢失。

4、在标准应用中，为了冷却，使用带有肋的金属冷却元件来最大化与环境(通常是空气)接触的区域。高性能板载计算机通常需要主动冷却解决方案，其中可能包含水冷或通风机。在声学摄像机功能的情况下，禁止使用、或者至少应该限制使用可能产生噪音的通风机或泵。因此，在涉及边缘计算时，优选被动解决方案。此外，主动冷却解决方案限制了连续性或实地监测功能，而声学监测功能经常需要连续运行多年。这引入了额外的维护成本和需求。这意味着如果可以建立被动冷却，则会产生显着且持续的收益。

5、因此，为具有大量板载处理的声学摄像机提供改进的被动散热将是本领域的一个进步。

技术实现思路

1、在这项工作中，提供了一种设备，包括到与先进处理单元或板载计算机相同壳体的一部分中的麦克风阵列。由于工业或城市空间应用的限制以及需要安装到基础设施上的方式，壳体的尺寸和重量可能会受到限制。轻质、侵入保护、易于安装和坚固性是需要优化的关键特性，以使设备在该应用领域中被接受。

2、因此，在适当散热的情况下，在考虑所述关键特性的同时，可以将板载计算机与散热件连接，散热件是设备外部设计的一体式部分。由于板载计算机位于壳体(或体积)内部，因此找到了一种解决方案，以将通过金属散热器和内部结构的一部分将热量从计算单元高效地传递到壳体。在这种情况下，金属热消散部分作为产品外壳体的一体式部分具有较大的有效面积(见以下示例)。该解决方案可以或不包含肋，以最大化用于热消散的有效区域。然而，视觉和功能设计考量可能会限制该选项。例如，多尘的环境可能会堵塞肋之间的通道。还有，金属壳体的封闭式外部设计改进了侵入保护能力。

3、另外，设备的金属热消散部分的内部结构可以构造成使得该内部结构充当机械弹簧。这是设备坚固性以及散热能力的重要特征。内部(叶状)弹簧对与计算机芯片外部的大功率部件直接接触的散热器部件施加小压力。如果张力没有正确施加到整个区域上，则部分芯片可能会由于过热而失效。

技术特征：

1.一种声学摄影机，包括：

2.根据权利要求1所述的声学摄影机，其特征在于，还包括布设在所述热消散表面上的一个或多个散热片。

3.根据权利要求1所述的声学摄影机，其特征在于，还包括弹簧件，所述弹簧件构造为提供机械力，所述机械力旨在使所述散热件与所述板载处理器保持热接触。

4.根据权利要求3所述的声学摄影机，其特征在于，所述弹簧件是所述散热件的一部分，并且构造为与所述板载处理器进行热接触，以将来自所述板载处理器的热量传导到所述热消散表面。

5.根据权利要求4所述的声学摄影机，其特征在于，所述封围件是方形或矩形，并且具有四个角。

6.根据权利要求5所述的声学摄影机，其特征在于，所述弹簧件在所述封围件的所述四个角处连接到所述热消散表面。

7.根据权利要求3所述的声学摄影机，其特征在于，还包括热传递块，所述热传递块构造为至少部分地填充所述散热件与所述板载处理器之间的空间。

8.根据权利要求1所述的声学摄影机，其特征在于，所述封围件包括前板、与所述前板相对的背板，以及侧壁，其中，所述侧壁连接所述前板和所述背板，从而封围所述体积。

9.根据权利要求8所述的声学摄影机，其特征在于，所述封围件的热消散表面在所述侧壁上。

10.根据权利要求1所述的声学摄影机，其特征在于，所述封围件具有包括所述声学麦克风阵列的第一部分和包括所述板载处理器的第二部分。

11.根据权利要求10所述的声学摄影机，其特征在于，还包括辅助单元，所述辅助单元连接到所述封围件的所述第二部分。

12.根据权利要求11所述的声学摄影机，其特征在于，所述辅助单元包括从以下组中选择的一个或多个部件：用于手持操作的枪柄式握把、构造成为所述板载处理器和所述声学麦克风阵列提供电力的电池隔室，以及用于为所述声学摄像机提供可视读数的显示器。

13.根据权利要求12所述的声学摄影机，其特征在于，所述显示器是触摸屏显示器。

技术总结
提供了声学摄影机的改进被动散热，该声学摄影机具有麦克风阵列和板载处理器。使用密封封围件内的散热件将热量传导到封围件的热消散表面，来对板载处理器进行散热。优选地该散热件大部分是弹簧件，其具有提供机械力以确保与板载处理器的良好热接触和提供到热消散表面的热传导的双重功能。单个封围件可以同时封围板载处理器和麦克风阵列。替代地，封围件可以具有两个部分，第一部分封围麦克风阵列，并且第二部分封围板载处理器。

技术研发人员：R·肖尔特,I·詹森
受保护的技术使用者：索拉玛控股有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14