本實用新型涉及聲音收集技術領域，尤其是涉及一種集音器及具有其的集音裝置。
背景技術：
聲傳感器是將聲音信號轉換為電信號的能量轉換器件，目前主要包括：電動式(動圈式、鋁帶式)，電容麥克風式(直流極化式)、壓電式(晶體式、陶瓷式)、以及電磁式、碳粒式、半導體式等。
胎兒監(jiān)護是保障圍產期產婦和胎兒安全，實現優(yōu)生優(yōu)育的重要手段。其中監(jiān)測胎兒心率是一項技術性很強的工作，用傳統的聽診器，人工計數很難測量準確。目前最常用的胎兒監(jiān)護方法是采用超聲多普勒檢測技術，利用多普勒效應原理來拾取胎兒心動信號。這種方法能夠精確、快速地測量出胎兒心率，但是存在安全性問題。
因此對于本領域技術人員來說，發(fā)明一種新的聲音傳感檢測設備，及時通過胎音獲取胎兒信息，成為本領域技術人員亟待解決的問題。
技術實現要素：
本實用新型旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本實用新型提出一種集音器，可以將環(huán)境中普遍存在的聲音信號并轉化為電信號，具有響應速度快、靈敏度高和線性度好的優(yōu)良特性，保證了信號采集的準確性，并具有較高安全性。
本實用新型還提出一種具有上述集音器的集音裝置。
根據本實用新型實施例的集音器，包括：集音腔體，所述集音腔體上設有一個敞開口；第一振膜，所述第一振膜設在所述集音腔體的敞開口處以封閉所述集音腔體；傳感器，所述傳感器與所述集音腔體相連，所述傳感器包括基座、電極和第二振膜，所述電極設在所述基座上，所述第二振膜位于所述電極的遠離所述基座的一側且與所述電極之間具有間隙，在所述第二振膜接收到所述集音腔體內的聲波后，所述第二振膜相對所述電極產生相對位移。
根據本實用新型實施例的集音器，通過設置傳感器，在第一振膜收集的聲波傳導至傳感器時，利用第二振膜振動且相對電極產生的相對位移而在電極上產生與聲音信號相對應的感應電勢信號，從而將聲音信號轉化成電信號以便于根據電信號的變化檢測聲音的信號特征，這樣，不但可以有效收集聲波，實現對聲音的檢測，而且響應速度快、靈敏度高和線性度好，保證了信號采集的準確性，并具有較高安全性。
根據本實用新型的一些實施例，集音器還包括集音管，所述集音管連接在所述傳感器和所述集音腔體之間。
具體地，在從所述集音腔體到所述傳感器的方向上，所述集音管的橫截面積逐漸減小。
根據本實用新型的一些實施例，所述第二振膜與所述電極之間設有絕緣支撐件。
具體地，所述絕緣支撐件為兩個，且兩個所述絕緣支撐件位于所述電極的兩端。
具體地，所述電極朝向所述第二振膜一側設有凸起部。
具體地，所述凸起部位于所述電極的中心位置處。
具體地，所述間隙的高度為H，H滿足：1mm≤H≤1.5mm。
具體地，所述凸起部的高度為M，所述間隙的高度為H，M與H的比值為T，T滿足：0.6≤T＜1。
根據本實用新型的一些實施例，集音腔體形成為中空的圓柱體狀、圓臺狀或錐體狀。
根據本實用新型的一些實施例，集音器還包括振膜電極，所述振膜電極用于對所述第二振膜施加電壓。
根據本實用新型實施例集音裝置，包括：上述的集音器；信號采集裝置，所述信號采集裝置與所述集音器電連接，所述信號采集裝置根據所述相對位移采集感應電勢信號；顯示組件，所述顯示組件與所述信號采集裝置電連接以輸出所述感應電勢信號。
根據本實用新型實施例的集音裝置，通過設置上述的集音器，可將聲音信號轉化成電信號以便于根據電信號的變化檢測聲音的信號特征，這樣，不但可以有效收集聲波，實現對聲音的檢測，而且響應速度快、靈敏度高和線性度好，保證了信號采集的準確性，并具有較高安全性。
附圖說明
圖1是根據本實用新型一些實施例的集音器的示意圖；
圖2是根據本實用新型一些實施例的傳感器的剖視示意圖；
圖3是根據本實用新型另一些實施例的傳感器的剖視示意圖。
附圖標記：
集音器100；
集音腔體1；第一振膜2；
傳感器3；基座31；電極32；凸起部321；第二振膜33；
集音管4；絕緣支撐件5；
振膜電極6；正極引線61；負極引線62；
正極導線71；負極導線72。
具體實施方式
下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內”、“外”、“順時針”、“逆時針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。
此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。在本實用新型的描述中，“多個”的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。
在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接或彼此可通訊；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系，除非另有明確的限定。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面參考圖1-圖3描述根據本實用新型實施例的集音器100，該集音器100可用于檢測聲音例如用于檢測胎心音。
如圖1所示，根據本實用新型實施例的集音器100，可以包括集音腔體1、第一振膜2和傳感器3。
具體地，集音腔體1上設有一個敞開口。例如，如圖1所示，集音腔體1的頂部敞開以在集音腔體1的頂部形成一個敞開口。第一振膜2設在集音腔體1的敞開口處以封閉集音腔體1，也就是說，通過將第一振膜2設在集音腔體1的敞開口處，可將集音腔體1構造成封閉的空間。可以理解的是，第一振膜2可以采用粘貼、熱壓或其它密封技術設置在集音腔體1的敞開口處。
傳感器3與集音腔體1相連，由此，在利用集音器100檢測聲音時，第一振膜2可用于收集聲波，第一振膜2收集的聲波可在集音腔體1內傳導，并最終傳導至傳感器3，傳感器3可接收聲波并產生感應電勢信號。
如圖2-圖3所示，傳感器3包括基座31、電極32和第二振膜33，電極32設在基座31上，第二振膜33位于電極32的遠離基座31的一側且與電極32之間具有間隙。例如，如圖2-圖3所示，電極32設在基座31的頂部，第二振膜33設在電極32的上側且與電極32之間具有間隙。此處可以理解的是，從基座31到電極32的方向定義為上，與之相反的方向定義為下。
在第二振膜33接收到集音腔體1內的聲波后，第二振膜33相對電極32產生相對位移，也就是說，在第二振膜33接收到集音腔體1內的聲波后，第二振膜33與電極32之間的距離產生變化。具體而言，在利用集音器100檢測聲音時，第一振膜2收集聲波，聲波在集音腔體1內傳導至傳感器3，由于傳感器3的第二振膜33本身帶有一定的電荷，當第二振膜33接收到集音腔體1傳導來的聲波后，第二振膜33產生振動，從而第二振膜33與電極32之間的距離產生變化即第二振膜33相對電極32產生相對位移，進而在電極32上產生與聲音信號相對應的感應電勢，從而通過檢測感應電勢的變化以判斷不同聲音的信號特征。需要說明的是，“相對位移”可以理解為第二振膜33與電極32之間距離變化的程度。
可以理解的是，在利用集音器100檢測聲音時，當第一振膜2接收到的聲波越大，第一振膜2的振動幅度越大，從而聲波傳導至第二振膜33時，第二振膜33的振動幅度也越大，第二振膜33相對電極32產生的相對位移也越大，從而電極32上的感應電勢信號越強，；反之，當第一振膜2接收到的聲波越小，第二振膜33相對電極32產生的相對位移也越小，從而電極32上的感應電勢信號越弱。
根據本實用新型實施例的集音器100，通過設置傳感器3，在第一振膜2收集的聲波傳導至傳感器3時，利用第二振膜33振動且相對電極32產生的相對位移而在電極32上產生與聲音信號相對應的感應電勢信號，從而將聲音信號轉化成電信號以便于根據電信號的變化檢測聲音的信號特征，這樣，不但可以有效收集聲波，實現對聲音的檢測，而且響應速度快、靈敏度高和線性度好，保證了信號采集的準確性，并具有較高安全性。
根據本實用新型的一些實施例，如圖1所示，集音器100還包括集音管4，集音管4連接在傳感器3和集音腔體1之間，從而集音腔體1內的聲波可通過集音管4傳導至傳感器3，聲波的傳導效果好，有利于進一步提高集音器100的響應速度和靈敏度等。優(yōu)選地，在從集音腔體1到傳感器3的方向上，集音管4的橫截面積逐漸減小，從而聲波在集音管4內的傳導過程中，有利于進一步實現對聲波的收集，提高傳導至第二振膜33處的聲波的強度，進而更進一步地提高集音器100的響應速度和檢測的靈敏度等。
可選地，如圖2和圖3所示，第二振膜33與電極32之間設有絕緣支撐件5，從而通過絕緣支撐件5支撐在第二振膜33與電極32之間以使得第二振膜33與電極32之間具有間隙，避免了第二振膜33與電極32之間貼合在一起，提高了傳感器3工作的可靠性。
具體地，如圖2和圖3所示，絕緣支撐件5為兩個，兩個絕緣支撐件5位于電極32的兩端，從而提高支撐效果?？蛇x地，基座31的兩端分別設有連接部，連接部伸入到間隙內以限定出絕緣支撐件5，也就是說，基座31的兩端分別設有連接部，絕緣支撐件5是由伸入到間隙內的連接部限定出的，從而結構簡單。
當然，本實用新型不限于此，在另一些實施例中，絕緣支撐件5還可為一個，例如一個絕緣支撐件5形成為環(huán)形，環(huán)形的絕緣支撐件5支撐在電極32和第二振膜33之間。
進一步地，如圖3所示，電極32朝向第二振膜33的一側設有凸起部321。凸起部321可以是半圓球狀、立方體狀、椎體狀、或圓柱狀等形狀，優(yōu)選凸起部321的形狀為椎體狀，椎體狀凸起部321頂端朝向第二振膜33。凸起部321可以與電極32一體設置，即凸起部321與電極32材料相同，當然，凸起部321與電極32材料也可以不相同，凸起部采用固定方式連接在電極32上。由此，凸起部321的設置有效避免了第二振膜33與電極32之間由于距離減小造成過大的靜電吸附而影響第二振膜33的振動的問題，而且凸起部321的設置增大了第二振膜33與凸起部321之間的接觸幾率，在電極32上產生感應電勢的同時，也可以產生摩擦電勢，提高了電極32上的電勢信號的強度，進而提高了集音器100的響應速度、靈敏度和線性度，進一步保證了信號采集的準確性。
優(yōu)選地，如圖3所示，凸起部321位于電極32的中心位置處。由此，結構簡單，而且可有效地避免電極32與第二振膜33之間的靜電吸附。
具體地，凸起部321的高度為M，間隙的高度為H，M與H的比值為T，T滿足：0.6≤T＜1。在此比例范圍內，可保證第二振膜33與凸起部321之間的接觸幾率，第二振膜33與凸起部321之間通過接觸分離產生摩擦電信號，進一步提高電極32上的電勢信號的強度，進而進一步提高集音器100的響應速度、靈敏度和線性度，進一步保證了信號采集的準確性。
根據本實用新型的一些實施例，間隙的高度為H，H滿足：1mm≤H≤1.5mm。由此，在該高度范圍內，不但有利于保證傳感器3的結構的緊湊性，而且有利于確保電極32與第二振膜33工作的可靠性。若H<1mm，則電極32與第二振膜33間隙過小，容易導致電極32與第二振膜33靜電吸附在一起而無法正常工作；若H>1.5mm，則電極無法準確感應第二振膜33位移變化，靈敏度低。
根據本實用新型的一些實施例，集音腔體1形成為中空的圓柱體狀、圓臺狀或錐體狀，集音腔體1的一側面設置有敞開口。例如，集音腔體1形成為中空的圓柱體狀，圓柱體狀的集音腔體1的底面設置有一敞開口。優(yōu)選的，集音腔體1形成為中空的錐體狀，錐體狀的集音腔體1的底面設置有一敞開口，這樣集音腔體1能夠對聲波起到有效匯聚作用，進一步提高集音器100的響應速度、靈敏度和線性度，保證了信號采集的準確性。
在本實用新型的一些實施例中，集音器100還包括振膜電極6，振膜電極6用于對第二振膜33施加電壓，當第二振膜33與電極32相對位移發(fā)生變化時，電極32產生感應電勢信號，實現集音器100對聲音的檢測效果。具體而言，振膜電極6具有正極引線61和負極引線62，正極引線61和負極引線62分別與第二振膜33的兩端相連。
可選地，上述第一振膜2和第二振膜33的厚度的取值范圍為0.1mm～0.5mm。也就是說，第一振膜2的厚度的取值范圍為0.1mm～0.5mm，第二振膜33的厚度的取值范圍為0.1mm～0.5mm?？梢岳斫獾氖牵谝徽衲?和第二振膜33的厚度可以相同，也可以不同。在此厚度范圍內，能夠保證第一振膜2和第二振膜33振動效果好，實現聲音有效收集，從而產生強度更強的感應電勢，實現對聲音的有效檢測，響應速度快、靈敏度高。
具體地，第一振膜2和第二振膜33分別為聚酰亞胺薄膜、苯胺甲醛樹脂薄膜、聚甲醛薄膜、乙基纖維素薄膜、聚酰胺薄膜、三聚氰胺甲醛薄膜、聚乙二醇丁二酸酯薄膜、纖維素薄膜、聚己二酸乙二醇酯薄膜、聚鄰苯二甲酸二烯丙酯薄膜、聚氨酯彈性體薄膜、苯乙烯丙烯共聚物薄膜、苯乙烯丁二烯共聚物薄膜、聚甲基薄膜，甲基丙烯酸酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚酯薄膜、聚異丁烯薄膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚乙烯醇縮丁醛薄膜、甲醛苯酚薄膜、氯丁橡膠薄膜、丁二烯丙烯共聚物薄膜、天然橡膠薄膜、聚丙烯腈薄膜、丙烯腈氯乙烯薄膜、聚乙烯丙二酚碳酸鹽薄膜中的至少一種。本領域的技術人員根據這些材料所具有的電特性很容易選擇其他類似的材料，此處不做限定。
下面參考圖1-圖3描述根據本實用新型多個具體實施例的集音器100，值得理解的是，下述描述只是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
實施例一
如圖1-圖2所示，根據本實用新型實施例的集音器100，包括集音腔體1、第一振膜2、電容式的傳感器3、集音管4和振膜電極6。
具體地，集音腔體1上設有一個敞開口，第一振膜2設在集音腔體1的敞開口處以封閉集音腔體1，也就是說，通過將第一振膜2設在集音腔體1的敞開口處，可將集音腔體1構造成一個封閉的空間。
傳感器3與集音腔體1相連，由此，在利用集音器100檢測聲音時，第一振膜2可用于收集聲波，第一振膜2收集的聲波可在集音腔體1內傳導，并最終傳導至傳感器3，傳感器3可接收聲波并產生感應電勢信號。具體地，集音管4連接在傳感器3和集音腔體1之間，從而集音腔體1內的聲波可通過集音管4傳導至傳感器3，聲波的傳導效果好。優(yōu)選地，在從集音腔體1到傳感器3的方向上，集音管4的橫截面積逐漸減小，從而聲波在集音管4內的傳導過程中，有利于進一步實現對聲波的收集，提高傳導至傳感器3處的聲波的強度，進而提高集音器100的檢測效果。
如圖2所示，傳感器3包括基座31、電極32和第二振膜33，電極32設在基座31上，第二振膜33位于電極32的遠離基座31的一側且第二振膜33與電極32之間設有兩個絕緣支撐件5，兩個絕緣支撐件5位于電極32的兩端。
具體而言，在利用集音器100檢測聲音時，第一振膜2收集聲波，聲波在集音腔體1內匯集于集音管4內，通過集音管4將聲波傳導至傳感器3。振膜電極6對第二振膜33施加一定的電壓以與電極32之間形成電勢差，當第二振膜33接收到集音管4傳導來的聲波后，第二振膜33產生振動，從而第二振膜33與電極32之間的距離產生變化即第二振膜33相對電極32產生相對位移，進而在電極32上產生與聲音信號相對應的感應電勢，通過檢測感應電勢的變化即可實現對聲音信號進行檢測。
實施例二
如圖1和圖3所示，本實施例與實施例一的結構大體相同，其中相同的部件采用相同的附圖標記，不同之處僅在于電極32朝向第二振膜33一側設有凸起部321。凸起部321的形狀為椎體形狀且凸起部321位于電極32的中心位置處。
下面描述根據本實用新型實施例的集音裝置。
根據本實用新型實施例的集音裝置，包括集音器100、信號采集裝置和顯示組件。
信號采集裝置與集音器100的電極32電連接。例如，信號采集裝置與電極32之間通過導線電連接，信號采集裝置上具有接地端和信號端，電極32的兩個輸出端分別連接有正極導線71和負極導線72，正極導線71與信號端相連，負極導線72與接地端相連，從而實現電極32與信號采集裝置的電連接。此外，信號采集裝置還可以與電極32和第二振膜33分別通過導線連接。
信號采集裝置根據相對位移采集感應電勢信號，顯示組件與信號采集裝置電連接以輸出感應電勢信號。具體而言，在利用集音器100檢測聲音時，第一振膜2收集聲波，聲波在集音腔體1內傳導至傳感器3，由于傳感器3的第二振膜33本身帶有一定的電荷，當第二振膜33接收到集音腔體1傳導來的聲波后，第二振膜33產生振動，從而第二振膜33與電極32之間的距離產生變化即第二振膜33相對電極32產生相對位移，進而在電極32上產生感應電勢。產生的感應電勢信號傳導至信號采集裝置，顯示組件可將信號采集裝置采集的感應電勢信號輸出以便于用戶對聲波的判斷。
根據本實用新型實施例的集音裝置，通過設置上述的集音器100，可將聲音信號轉化成電信號以便于根據電信號的變化檢測聲音的信號特征，這樣，不但可以有效收集聲波，實現對聲音的檢測，而且響應速度快、靈敏度高和線性度好，保證了信號采集的準確性，并具有較高安全性。
本實用新型的集音裝置可以應用在日常生活中各類聲音例如講話、音樂、車輛及其它環(huán)境等聲音的采集和利用以及傳感。
在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結合和組合。
盡管上面已經示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領域的普通技術人員在本實用新型的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。