[发明专利]一种高声压级低失真度传声器及其振膜的制造方法

说明书

本发明涉及一种高声压级低失真度传声器及其振膜的制造方法，该传感器包括振膜，所述振膜由上至下依次包括同心同径的上膜环、膜片和下膜环；所述上膜环、所述膜片和所述下膜环通过激光环形焊接在一起。该传声器的最大声压级大于180dB，同时失真度不高于1％，满足了对高声压级声信号的测量。该制造方法可实现对厚度30um的316L不锈钢膜片的加工，可以满足高声压级低失真度传声器的振膜的加工需求。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，特别涉及一种高声压级低失真度传声器及其振膜的制造方法。

背景技术

随着近年来航空、航天领域的发展，对大推力发动机噪声参数的测量需求逐渐增加，针对高声压级声传感器的测量要求也日益提高。高声压级低失真度声传感器用于超高声压级噪声信号的测量与校准领域，现有的高声压级声传感器多为驻极体式电容传声器，是将声信号转换为电信号的传感器。声-电转换结构采用金属振膜和特种材料，并进行特殊的稳定性处理，但在测量声压较高时振膜形变过大引起输出信号失真，影响高声压级声信号采集的准确性。例如杭州兆华电子、航天科技704研究所和北京声科测有限公司均研制出了1/4英寸高声压级传声器，其中杭州兆华电子研制的CRY342型高声压级驻极体传声器声压测量范围30～170dB；北京声科测公司MP41型传声器声压测量范围38～172dB；航天科技704研究所研制的传声器声压测量范围135～170dB。这三款测量传声器测试的最高声压级均低于180dB，且失真度小于3％。

传统的1/4英寸高声压级传声器的振膜材料通常采用纯镍或是钛合金膜片，膜片厚度范围在3～8um之间。在测量的声压较高时，振膜受强声波作用导致膜片机械损坏或是膜片位移振幅过大引起输出信号的非线性失真，无法满足高声压级噪声的测量与校准。传统驻极体电容式传声器的振膜形成结构采用内外环绷紧金属膜片的方式，其工艺实现更多适用于3～8um的较薄金属膜片。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述不足，提供一种高声压级低失真度传声器及其振膜的制造方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种高声压级低失真度传声器，包括振膜，所述振膜由上至下依次包括同心同径的上膜环、膜片和下膜环，所述膜片为316L不锈钢材料；所述上膜环、所述膜片和所述下膜环通过激光环形焊接在一起。

进一步的，所述的一种高声压级低失真度传声器，所述膜片的厚度为30um，直径为1/4英寸。

进一步的，所述的一种高声压级低失真度传声器，该传声器还包括保护栅与极头外壳，所述保护栅与所述极头外壳扣合形成容纳所述振膜的容纳腔。

进一步的，所述的一种高声压级低失真度传声器，所述保护栅与所述极头外壳为镍合金材料。

进一步的，所述的一种高声压级低失真度传声器，该传声器还包括保护栅、极头外壳、后极板、绝缘片、触头和锁紧环；所述保护栅与所述极头外壳扣合形成容纳腔，所述绝缘片固定支撑所述后极板至所述振膜下方，并将所述振膜和所述后极板隔离至所述容纳腔内；所述锁紧环固定支撑所述绝缘片，所述触头连接所述后极板。

进一步的，所述的一种高声压级低失真度传声器，所述后极板可沿轴线方向微移动。

一种高声压级低失真度传声器的振膜的制造方法，该方法包括如下步骤：

(1)将上膜环放置于下表面开槽的上工装内，将下膜环放置于上表面开槽的下工装内；

(2)将膜片放置于所述上膜环和所述下膜环之间固定；

(3)采用激光环形焊接方式将所述上膜环、所述膜片和所述下膜环连接在一起，环形焊点内为有效振膜，环形焊点以外为无效振膜；

(4)采用酸腐蚀工艺去除所述无效振膜，即得到所述有效振膜。