振动传感器及车载扬声器系统的制作方法

本技术涉及振动传感器，特别涉及一种振动传感器及车载扬声器系统。

背景技术：

1、振动传感器能够拾取周围环境中的振动与声音，如空气、液体或固体振动与声音等等，然后将此机械振动转换成电信号输出，从而完成从机械振动与声音到电信号的转变。振动传感器广泛应用于工业、医疗、军工国防、科研、生活等诸多领域。

2、当前行业用的振动传感器通过振动探测部分来探测振动，振动产生的空气体积变化改变mems mic（微机电加工技术麦克风，也称为硅微麦克风）的电容，从而将振动信号转变为电信号，再通过asic转换后输出。

3、中国实用新型专利cn 209526837u中公开了“一种骨声纹传感器及电子设备”，其采用在三层板结构的mems mic的底部进音孔外侧直接耦合一个振动探测结构。这种骨声纹传感器的mems mic结构复杂，由asic芯片、麦克风芯片产生的电信号首先传递到基板顶部pcb，再通过焊锡膏传递到盖体中间pcb板上，中间pcb板上有电路传导结构，再将电信号传递到底部pcb上，然后通过底部pcb上的焊盘将信号输出。

4、中国实用新型专利cn 209882090u中公开了一种“骨导硅麦克风”，其与上述实用新型专利有类似的问题。

5、振动传感器产品要正常工作需要外部电路提供工作电压，所以产品结构复杂导致性能不高，产品可靠性随之降低、成本增高。而在生活、工业、军事应用中的振动与声学探测往往需要在简单结构下实现更薄、更高可靠性与更低成本。

技术实现思路

1、有鉴于此，本实用新型提供一种振动传感器及车载扬声器系统，能够使振动传感器的结构简化、薄型化。

2、一方面，本实用新型提供一种振动传感器，包括外壳及设置在所述外壳内的至少一振动检测模块，所述外壳上开设有均压孔，所述均压孔处设置有均压孔阻尼以封闭所述均压孔；所述振动检测模块包括质量块及柔性压电振动片，所述外壳形成内部腔体，所述质量块设置在所述柔性压电振动片上，所述柔性压电振动片及所述质量块悬置在所述外壳的内部腔体中；所述柔性压电振动片呈采用柔性压电材料为基材的片状。

3、在其中一实施例中，所述柔性压电振动片包括柔性压电材料层，所述柔性压电材料层采用聚偏氟乙烯薄膜拉伸形成，或者，所述柔性压电材料层采用玻璃纤维纺织布与钛酸钡形成后与聚偏氟乙烯薄膜复合形成。

4、在其中一实施例中，所述柔性压电振动片还包括形成在所述柔性压电材料层上表面的上电极层和/或形成在所述柔性压电材料层下表面的下电极层，所述上电极层与上电极输出焊盘电连接，所述下电极层与下电极输出焊盘电连接。

5、在其中一实施例中，所述上电极层包括第一上电极导线及第二上电极导线，所述上电极输出焊盘包括第一上电极焊盘及第二上电极焊盘，所述第一上电极导线连接至所述第一上电极焊盘，所述第二上电极导线连接至所述第二上电极焊盘，所述第一上电极导线与所述第二上电极导线间隔排列并附着于所述柔性压电材料层的上表面；

6、所述下电极层包括第一下电极导线及第二下电极导线，所述下电极输出焊盘包括第一下电极焊盘及第二下电极焊盘，所述第一下电极导线连接至所述第一下电极焊盘，所述第二下电极导线连接至所述第二下电极焊盘，所述第一下电极导线与所述第二下电极导线间隔排列并附着于所述柔性压电材料层的下表面。

7、在其中一实施例中，所述第一上电极导线与所述第一下电极导线的几何形状上下对齐，所述第二上电极导线与所述第二下电极导线的几何形状上下对齐。

8、在其中一实施例中，所述第二上电极焊盘与所述第二下电极焊盘连接，所述第一上电极焊盘与所述第一下电极焊盘为输出端；

9、或者，所述第一上电极焊盘与所述第一下电极焊盘连接，所述第二上电极焊盘与所述第二下电极焊盘为输出端。

10、在其中一实施例中，所述柔性压电材料层在水平面投影呈圆形，所述第一上电极导线呈一组同心圆弧形状并在一端相互连接后连接至所述第一上电极焊盘，所述第二上电极导线呈一组同心圆弧形状并在一端相互连接后连接至所述第二上电极焊盘，所述第一下电极导线呈一组同心圆弧形状并在一端相互连接后连接至所述第一下电极焊盘，所述第二下电极导线呈一组同心圆弧形状并在一端相互连接后连接至所述第二下电极焊盘；

11、或者，所述柔性压电材料层在水平面投影呈矩形，所述第一上电极导线呈一组叉指形状并在一端相互连接后连接至所述第一上电极焊盘，所述第二上电极导线呈一组叉指形状并在一端相互连接后连接至所述第二上电极焊盘，所述第一下电极导线呈一组叉指形状并在一端相互连接后连接至所述第一下电极焊盘，所述第二下电极导线呈一组叉指形状并在一端相互连接后连接至所述第二下电极焊盘。

12、在其中一实施例中，所述柔性压电振动片在竖直方向的剖面形状呈平直形状或波纹形状。

13、在其中一实施例中，所述振动检测模块还包括支撑环，所述支撑环设置所述柔性压电振动片上与所述质量块相对的另一侧，所述柔性压电振动片的周边固定在支撑环的表面。

14、在其中一实施例中，所述质量块的中间开设有质量块中孔，所述柔性压电振动片的中间开设有振动片中孔，所述质量块中孔与所述振动片中孔同心设置，所述质量块的表面固定有封闭所述质量块中孔的所述均压孔阻尼。

15、在其中一实施例中，所述外壳内固定有至少两组所述振动检测模块，至少两组所述振动检测模块以所述柔性压电振动片相互垂直的方式设置。

16、在其中一实施例中，所述外壳上固定有pcb板，所述均压孔开设在所述pcb板的中间；所述pcb板的表面设有多个pcb焊盘，每一所述pcb焊盘与一所述柔性压电振动片通过导线连接。

17、另一方面，本实用新型还提供一种车载扬声器系统，包括如前文所述的振动传感器、数字功放及扬声器，所述振动传感器设置于车辆底盘且信号连接至所述数字功放，所述扬声器设置在车内并接收来自所述数字功放的信号。

18、本申请提供的振动传感器及扬声器系统至少具有以下有益效果：本申请的振动传感器通过利用柔性压电功能材料实现对振动状态信息的实时检测，结构简单、可使产品更薄且机电转换能力高；同时，压电材料不需要外部提供电源即可工作，压电材料的瞬态特性很好，可以实时反馈振动状态信息。本申请的车载扬声器系统可以更方便准确的拾取振动，并且将此振动转化为电压信号反馈给数字功放，再通过车内的扬声器播放，即可以实现车内降噪功能。

技术特征：

1.一种振动传感器，其特征在于，包括：外壳（10）及设置在所述外壳（10）内的至少一振动检测模块，所述外壳（10）上开设有均压孔（20），所述均压孔（20）处设置有均压孔阻尼（30）以封闭所述均压孔（20）；所述振动检测模块包括质量块（40）及柔性压电振动片（50），所述外壳（10）形成内部腔体，所述质量块（40）设置在所述柔性压电振动片（50）上，所述柔性压电振动片（50）及所述质量块（40）悬置在所述外壳（10）的内部腔体中；所述柔性压电振动片（50）呈采用柔性压电材料为基材的片状。

2.如权利要求1所述的振动传感器，其特征在于：所述柔性压电振动片（50）包括柔性压电材料层（52），所述柔性压电材料层（52）采用聚偏氟乙烯薄膜拉伸形成，或者，所述柔性压电材料层（52）采用玻璃纤维纺织布与钛酸钡形成后与聚偏氟乙烯薄膜复合形成。

3.如权利要求2所述的振动传感器，其特征在于：所述柔性压电振动片（50）还包括形成在所述柔性压电材料层（52）上表面的上电极层（51）和/或形成在所述柔性压电材料层（52）下表面的下电极层（53），所述上电极层（51）与上电极输出焊盘（54）电连接，所述下电极层（53）与下电极输出焊盘（55）电连接。

4.如权利要求3所述的振动传感器，其特征在于：所述上电极层（51）包括第一上电极导线（511）及第二上电极导线（512），所述上电极输出焊盘（54）包括第一上电极焊盘（541）及第二上电极焊盘（542），所述第一上电极导线（511）连接至所述第一上电极焊盘（541），所述第二上电极导线（512）连接至所述第二上电极焊盘（542），所述第一上电极导线（511）与所述第二上电极导线（512）间隔排列并附着于所述柔性压电材料层（52）的上表面；

5.如权利要求4所述的振动传感器，其特征在于：所述第一上电极导线（511）与所述第一下电极导线（531）的几何形状上下对齐，所述第二上电极导线（512）与所述第二下电极导线（532）的几何形状上下对齐。

6.如权利要求4所述的振动传感器，其特征在于：所述第二上电极焊盘（542）与所述第二下电极焊盘（552）连接，所述第一上电极焊盘（541）与所述第一下电极焊盘（551）为输出端；

7.如权利要求4所述的振动传感器，其特征在于：所述柔性压电材料层（52）在水平面投影呈圆形，所述第一上电极导线（511）呈一组同心圆弧形状并在一端相互连接后连接至所述第一上电极焊盘（541），所述第二上电极导线（512）呈一组同心圆弧形状并在一端相互连接后连接至所述第二上电极焊盘（542），所述第一下电极导线（531）呈一组同心圆弧形状并在一端相互连接后连接至所述第一下电极焊盘（551），所述第二下电极导线（532）呈一组同心圆弧形状并在一端相互连接后连接至所述第二下电极焊盘（552）；

8.如权利要求1所述的振动传感器，其特征在于：所述柔性压电振动片（50）在竖直方向的剖面形状呈平直形状或波纹形状。

9.如权利要求1所述的振动传感器，其特征在于：所述振动检测模块还包括支撑环（60），所述支撑环（60）设置所述柔性压电振动片（50）上与所述质量块（40）相对的另一侧，所述柔性压电振动片（50）的周边固定在支撑环（60）的表面。

10.如权利要求9所述的振动传感器，其特征在于：所述质量块（40）的中间开设有质量块中孔（41），所述柔性压电振动片（50）的中间开设有振动片中孔（56），所述质量块中孔（41）与所述振动片中孔（56）同心设置，所述质量块（40）的表面固定有封闭所述质量块中孔（41）的所述均压孔阻尼（30）。

11.如权利要求1所述的振动传感器，其特征在于：所述外壳（10）内固定有至少两组所述振动检测模块，至少两组所述振动检测模块以所述柔性压电振动片（50）相互垂直的方式设置。

12.如权利要求11所述的振动传感器，其特征在于：所述外壳（10）上固定有pcb板（70），所述均压孔（20）开设在所述pcb板（70）的中间；所述pcb板（70）的表面设有多个pcb焊盘（71），每一所述pcb焊盘（71）与一所述柔性压电振动片（50）通过导线连接。

13.一种车载扬声器系统，其特征在于：包括如权利要求1-12中任一项所述的振动传感器、数字功放及扬声器，所述振动传感器设置于车辆底盘且信号连接至所述数字功放，所述扬声器设置在车内并接收来自所述数字功放的信号。

技术总结
本申请提供一种振动传感器及车载扬声器系统，振动传感器包括外壳及设置在外壳内的至少一振动检测模块，外壳上开设有均压孔，均压孔处设置有均压孔阻尼以封闭均压孔；振动检测模块包括质量块及柔性压电振动片，外壳形成内部腔体，质量块设置在柔性压电振动片上，柔性压电振动片及质量块悬置在外壳的内部腔体中；柔性压电振动片呈采用柔性压电材料为基材的片状。本申请的振动传感器通过利用柔性压电功能材料实现对振动状态信息的实时检测，结构简单、可使产品更薄且机电转换能力高。本申请的车载扬声器系统可以更方便准确的拾取振动，并且将此振动转化为电压信号反馈给数字功放，再通过车内的扬声器播放，即可以实现车内降噪功能。

技术研发人员：侯杰
受保护的技术使用者：共达电声股份有限公司
技术研发日：20240108
技术公布日：2024/2/29