ДАТЧИКИ ВИБРАЦИИ Российский патент 2024 года по МПК G01H17/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее раскрытие относится к области техники акустики и, в частности, к датчику вибрации.

Уровень техники

Датчик вибрации является преобразователем энергии, преобразующим сигнал вибрации в электрический сигнал. В настоящее время датчик вибрации может использоваться в качестве микрофона с костной проводимостью. Датчик вибрации может обнаруживать сигнал вибрации, передаваемый через кожу, когда человек говорит, обнаруживая, таким образом, речевой сигнал в то время, как ему не мешает внешний шум. В настоящее время конструкция вибрационных компонент в датчике вибрации нестабильна, что приводит к проблеме низкого выходного сигнала в процессе работы датчика вибрации и низкой чувствительности датчика вибрации в процессе работы.

Поэтому желательно обеспечить датчик вибрации с устойчивой конструктивной стабильностью, а также с высокой чувствительностью.

Раскрытие сущности изобретения

Один из вариантов осуществления настоящего раскрытия представляет датчик вибрации, содержащий: приемник вибрации, содержащий корпус и блок вибрации, причем корпус образует акустическую полость, блок вибрации расположен в акустической полости и разделяет акустическую полость на первую акустическую полость и вторую акустическую полость; и акустический преобразователь акустически соединен с первой акустической полостью, при этом корпус выполнен с возможностью формирования вибрации на основе сигнала внешней вибрации, блок вибрации изменяет акустическое давление внутри первой акустической полости в ответ на вибрацию корпуса, вызывая формированием электрического сигнала акустическим преобразователем; блок вибрации содержит элемент массы и упругий элемент, площадь элемента массы на стороне, дальней от акустического преобразователя, меньше, чем площадь элемента массы на стороне, ближней к акустическому преобразователю, и упругий элемент присоединен вокруг боковой стенки элемента массы.

В некоторых вариантах осуществления элемент массы содержит первый элемент массы и второй элемент массы, причем второй элемент массы расположен вблизи акустического преобразователя, первый элемент массы расположен на стороне второго элемента массы, дальней от акустического преобразователя, площадь поперечного сечения первого элемента массы, перпендикулярного направлению вибрации элемента массы, меньше, чем площадь поперечного сечения второго элемента массы, перпендикулярного направлению вибрации элемента массы.

В некоторых вариантах осуществления первый элемент массы расположен в центральной области второго элемента массы, и боковая стенка первого элемента массы имеет заданное расстояние до боковой стенки второго элемента массы.

В некоторых вариантах осуществления заданное расстояние находится в пределах 10 мкм – 500 мкм.

В некоторых вариантах осуществления упругий элемент содержит первый упругий участок и второй упругий участок, причем два конца первого упругого участка соединены соответственно с боковой стенкой первого элемента массы и со вторым упругим участком, и второй упругий участок проходит к акустическому преобразователю и соединен с ним.

В некоторых вариантах осуществления первый упругий участок содержит первую боковую поверхность и вторую боковую поверхность, причем первая боковая поверхность соединена с боковой стенкой первого элемента массы, а вторая боковая поверхность соединена с поверхностью, обращенной ко второй акустической полости на втором элементе массы.

В некоторых вариантах осуществления боковая стенка второго элемента массы соединена со вторым упругим участком.

В некоторых вариантах осуществления акустический преобразователь содержит подложку, второй упругий участок проходит в направлении подложки и соединен с подложкой, подложка, второй элемент массы и второй упругий участок формируют первую акустическую полость.

В некоторых вариантах осуществления в направлении вибрации элемента массы толщина первого элемента массы находится в пределах от 50 мкм до 1000 мкм, а толщина второго элемента массы находится в пределах от 10 мкм до 150 мкм.

В некоторых вариантах осуществления в направлении вибрации элемента массы толщина первого элемента массы больше, чем толщина второго элемента массы.

В некоторых вариантах осуществления в поперечном сечении, полученном элементом массы в направлении его вибрации, соединительная линия между краем элемента массы на стороне, дальней от акустического преобразователя, и краем элемента массы на стороне, ближней к акустическому преобразователю, образует угол с направлением вибрации элемента массы, причем угол находится в пределах от 10 ° до 80 °.

В некоторых вариантах осуществления элемент массы содержит первый участок апертуры, причем первый участок апертуры соединяет первую акустическую полость и вторую акустическую полость.

В некоторых вариантах осуществления радиус первого участка апертуры находится в пределах от 1 мкм до 50 мкм.

В некоторых вариантах осуществления корпус содержит третий участок апертуры, причем вторая акустическая полость соединена с наружной областью через третий участок апертуры.

Один из вариантов осуществления настоящего раскрытия дополнительно обеспечивает датчик вибрации, содержащий: приемник вибрации, содержащий корпус и блок вибрации, корпус, образующий акустическую полость, блок вибрации, расположенный в акустической полости и разделяющий акустическую полость на первую акустическую полость и вторую акустическую полость; и акустический преобразователь, акустически соединенный с первой акустической полостью, при этом корпус выполнен с возможностью формирования вибрации на основе сигнала внешней вибрации, блок вибрации изменяет звуковое давление в первой акустической полости в ответ на вибрацию корпуса, вызывая формирование электрического сигнала акустическим преобразователем; блок вибрации содержит элемент массы и упругий элемент, причем упругий элемент присоединен вокруг боковой стенки элемента массы, и между упругим элементом и корпусом обеспечен ограничительный элемент.

В некоторых вариантах осуществления высота ограничительного элемента находится в пределах от 100 мкм до 1000 мкм в направлении вибрации элемента массы.

Один из вариантов осуществления настоящего раскрытия дополнительно обеспечивает датчик вибрации, содержащий приемник вибрации, включающий в себя корпус и блок вибрации, причем корпус образует акустическую полость, а блок вибрации расположен в акустической полости и разделяет акустическую полость на первую акустическую полость и вторую акустическую полость; и акустический преобразователь, акустически соединенный с первой акустической полостью, при этом корпус выполнен с возможностью формирования вибрации на основе внешнего сигнала вибрации, блок вибрации изменяет звуковое давление в первой акустической полости в ответ на вибрацию корпуса, вызывая формирование электрического сигнала акустическим преобразователем; блок вибрации содержит элемент массы и упругий элемент, упругий элемент присоединен вокруг боковой стенки элемента массы, элемент массы содержит полукруглую канавку, причем полукруглая канавка расположена на стороне элемента массы вдоль направления вибрации элемента массы.

В некоторых вариантах осуществления элемент массы содержит первый участок апертуры, причем первый участок апертуры соединяет первую акустическую полость и вторую акустическую полость, и первый участок апертуры расположен в полукруглой канавке.

В некоторых вариантах осуществления радиус первого участка апертуры находится в пределах от 1 мкм до 50 мкм.

В некоторых вариантах осуществления размер полукруглой канавки больше, чем размер первого участка апертуры.

Один из вариантов осуществления настоящего раскрытия также обеспечивает датчик вибрации, содержащий приемник вибрации, включающий в себя корпус и блок вибрации, причем корпус формирует акустическую полость, и блок вибрации расположен в акустической полости и разделяет акустическую полость на первую акустическую полость и вторую акустическую полость; и акустический преобразователь, акустически соединенный с первой акустической полостью, при этом корпус выполнен с возможностью формирования вибрации на основе внешнего сигнала вибрации, блок вибрации изменяет звуковое давление в первой акустической полости в ответ на вибрацию корпуса, вызывая формирование электрического сигнала акустическим преобразователем, блок вибрации содержит элемент массы и упругий элемент, и упругий элемент присоединен вокруг боковой стенки элемента массы и проходит в корпус.

В некоторых вариантах осуществления толщина упругого элемента больше, чем толщина элемента массы в направлении вибрации элемента массы.

В некоторых вариантах осуществления, элемент массы или корпус снабжен участком апертуры, причем радиус участка апертуры находится в пределах от 1 мкм до 50 мкм.

Краткое описание чертежей

Настоящее раскрытие дополнительно иллюстрируется с точки зрения примерных вариантов осуществления. Эти примерные варианты осуществления описаны подробно со ссылкой на чертежи. Эти варианты осуществления не создают ограничений и в них одинаковые ссылочные позиции указывают одинаковые конструкции, где:

Фиг. 1 – примерная структура датчика вибрации, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

Фиг. 2A - примерная структура датчика вибрации, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

Фиг. 2B - структура элемента массы, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

Фиг. 3 - структура блока вибрации, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

Фиг. 4 - структура блока вибрации, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

Фиг. 5 - структура элемента массы, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

Фиг. 6A - структура блока вибрации, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

Фиг. 6B - структура блока вибрации, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

Фиг. 6C – структура блока вибрации, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

Фиг. 6D – структура блока вибрации, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

Фиг. 7 – структура датчика вибрации, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

Фиг. 8 - структура датчика вибрации, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия;

Фиг. 9 - структура приемопередатчика вибрации, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия.

Осуществление изобретения

Чтобы более ясно объяснить техническую схему вариантов осуществления настоящего раскрытия, ниже приводится краткое описание сопроводительных чертежей, требующихся для описания вариантов осуществления. Очевидно, приведенные ниже сопроводительные чертежи являются только некоторыми примерами или вариантами осуществления этого описания, и обычные специалисты в данной области техники могут без творческих усилий применить это описание к другим подобным сценариям соответственно сопроводительным чертежам. Если из контекста явно не следует или контекста указывает иное, одна и та же ссылочная позиция на чертежах относится к одной и той же конструкции или операции.

Следует понимать, что термины "система", "устройство", "блок" и/или "модуль", используемые в этом раскрытии, являются способом, используемым для различения различных компонент, элементов, частей, участков или сборочных узлов разных уровней. Однако, если той же цели могут достигнуть другие слова, эти термины могут быть заменены другими выражениями.

Термины "первый", "второй" и подобные термины, используемые в настоящем раскрытии и в формуле изобретения, не указывают ни на какой порядок, номер или важность, а используются только для различения различных компонент. Аналогично, наличие слов во множественном числе не указывает на ограничение количества слов, а говорит, скорее, о существовании по меньшей мере одного объекта. Если не указано иное, термины "передний", "задний", "нижний" и/или "верхний" и подобные термины служат только для иллюстративных целей и не ограничивают местоположение или пространственную ориентацию. В целом, термины “содержат”, "содержит” и/или “содержащий”, “включают”, “включает” и/или “включающий” просто подсказывают о необходимости включения этапов и элементов, которые были ясно определены, и эти этапы и элементы не образую эксклюзивный список. Способы или устройства могут также содержать другие этапы или элементы.

Варианты осуществления этого настоящего раскрытия описывают датчик вибрации. В некоторых вариантах осуществления датчик вибрации может содержать приемник вибрации и акустический преобразователь. В некоторых вариантах осуществления приемник вибрации может содержать корпус и блок вибрации, корпус может формировать акустическую полость, а блок вибрации может быть расположен в акустической полости и разделять акустическую полость на первую акустическую полость и вторую акустическую полость. Акустический преобразователь может быть акустически связан с первой акустической полостью. Корпус может быть выполнен с возможностью формирования вибрации на основе внешнего сигнала вибрации (например, сигнала, создаваемого вибрацией костей пользователя, кожи и т. д., когда пользователь говорит). Блок вибрации может изменять звуковое давление в первой акустической полости в ответ на вибрацию корпуса, принуждая акустический преобразователь создавать электрический сигнал.

В некоторых вариантах осуществления блок вибрации может содержать элемент массы и упругий элемент. Площадь стороны элемента массы, дальней от акустического преобразователя, меньше, чем площадь стороны элемента массы вблизи акустического преобразователя. При одной и той же толщине, площадь контакта между элементом массы и упругим элементом в вариантах осуществления настоящего раскрытия увеличивается относительно площади контакта между колоночным (например, цилиндрическим или призматическим) элементом массы и упругим элементом. Когда упругий элемент присоединяется вокруг элемента массы, площадь соединения между упругим элементом и элементом массы увеличивается, что, в свою очередь, увеличивает прочность соединения между упругим элементом и элементом массы и повышает прочность конструкции блока вибрации. Дополнительно, увеличивая прочность соединения между упругим элементом и элементом массы и улучшая герметизацию первой акустической полости, можно эффективно препятствовать возникновению растрескивания в месте соединения между упругим элементом и элементом массы, так чтобы можно было дополнительно предотвратить утечку газа из первой акустической полости во вторую акустическую полость, тем самым делая изменение звукового давления в первой акустической полости в ответ на вибрацию корпуса более чувствительным и дополнительно повышая чувствительность датчика вибрации.

На фиг. 1 представлена примерная структура датчика вибрации, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 1, датчик 100 вибрации может содержать приемник 110 вибрации и акустический преобразователь 120. В некоторых вариантах осуществления приемник 110 вибрации и акустический преобразователь 120 могут быть физически соединены. Физическое соединение в настоящем раскрытии может означать сварку, зажим, склеивание, или интегрированное прессование или любое их сочетание.

В некоторых вариантах осуществления датчик 100 вибрации может использоваться в качестве микрофона с костной проводимостью. При использовании в качестве микрофона с костной проводимостью датчик 100 вибрации принимает сигнал вибрации от костей, кожи и других тканей, создаваемый, когда пользователь говорит, и преобразует этот сигнал вибрации в электрический сигнал, содержащий звуковую информацию. Поскольку по воздуху почти никакой звук (или вибрация) не воспринимается, датчик 100 вибрации отчасти защищен от фонового шума (например, от звука других разговоров вокруг, шума от проезжающего транспорта) и пригоден для использования в шумной среде для получения речевого сигнала, по мере разговора пользователя. Только для примера, шумной средой может быть шумный ресторан, место встречи, улица, место около дороги, сцена у костра и т. д. В некоторых вариантах осуществления датчик 100 вибрации может быть применен к наушнику (например, наушникам с воздушной проводимостью и к наушникам с костной проводимостью), слуховому аппарату, вспомогательному устройству прослушивания, очкам, гарнитуре, устройству дополненной реальности (augmented reality, AR), устройству виртуальной реальности (virtual reality, VR) и т. д., или любому их сочетанию. Например, датчик 100 вибрации может использоваться в качестве микрофона с костной проводимостью в наушнике.

Приемник 110 вибрации может быть выполнен с возможностью приема и передачи сигнала вибрации. В некоторых вариантах осуществления приемник 110 вибрации содержит корпус и блок вибрации. Корпус может внутри иметь полую структуру и участки датчика 100 вибрации (например, блока вибрации) могут быть расположены внутри корпуса. Например, корпус может образовывать акустическую полость и блок вибрации может быть расположен внутри акустической полости. В некоторых вариантах осуществления блок вибрации может быть расположен в акустической полости и разделять акустическую полость, образованную корпусом, на первую акустическую полость и вторую акустическую полость. Акустическая полость может быть акустически связана с акустическим преобразователем 120. Акустическая связь может быть связью, пригодной для передачи звукового давления, звуковой волны или сигнала вибрации.

Акустический преобразователь 120 может создавать электрический сигнал, содержащий звуковую информацию на основе изменения звукового давления в первой акустической полости. В некоторых вариантах осуществления сигнал вибрации может приниматься через приемник 110 вибрации и вызывать изменение давления воздуха в первой акустической полости, и акустический преобразователь 120 может создавать электрический сигнал, основываясь на изменении давления воздуха в первой акустической полости. В некоторых вариантах осуществления, когда датчик 100 вибрации работает, корпус может формировать вибрацию на основе внешнего сигнала вибрации (например, сигнала, сформированного вибрацией костей пользователя, кожи и т. д., когда пользователь говорит). Блок вибрации может вибрировать в ответ на вибрацию корпуса и передавать эту вибрацию через первую акустическую полость к акустическому преобразователю 120. Например, вибрация блока вибрации может вызывать изменение объема первой акустической полости, что, в свою очередь, вызывает изменение давления воздуха в первой акустической полости и преобразует изменение давления воздуха в изменение звукового давления в первой акустической полости. Акустический преобразователь 120 может обнаруживать изменение звукового давления в первой акустической полости и создавать на его основе электрический сигнал. Например, акустический преобразователь 120 может содержать диафрагму и звуковое давление внутри первой акустической полости изменяется и воздействует на диафрагму, принуждая диафрагму вибрировать (или деформироваться). Акустический преобразователь 120 преобразует вибрацию диафрагмы в электрический сигнал. Для получения дополнительной информации о датчике 100 вибрации, обратитесь к фиг. 2A - фиг. 9 для подробного описания.

Следует заметить, что вышеупомянутое описание датчика 100 вибрации и его компонент служит только для цели примера и иллюстрации и не ограничивает объем защиты заявки настоящего раскрытия. Специалисты в данной области техники могут вносить в датчик 100 вибрации различные исправления и изменения, руководствуясь настоящим раскрытием. В некоторых вариантах осуществления датчик 100 вибрации может также содержать другие компоненты, такие как источник питания, для обеспечения подачи электроэнергии акустическому преобразователю 120, и т. д. Эти поправки и изменения остаются в рамках объема защиты настоящего раскрытия.

На фиг. 2A представлена примерная структура датчика вибрации, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 2A, датчик 200 вибрации может содержать приемник 210 вибрации и акустический преобразователь 220, в котором приемник 210 вибрации может содержать корпус 211 и блок 212 вибрации.

Корпус 211 может быть полой внутри конструкцией и в некоторых вариантах осуществления корпус 211 может быть соединен с акустическим преобразователем 220, чтобы заключить конструкцию в акустическую полость. Корпус 211 и акустический преобразователь 220 могут быть физически соединены друг с другом. В некоторых вариантах осуществления блок 212 вибрации может быть расположен в акустической полости и блок 212 вибрации может разделить акустическую полость на первую акустическую полость 213 и вторую акустическую полость 214. В некоторых вариантах осуществления блок 212 вибрации может формировать первую акустическую полость 213 с акустическим преобразователем 220, и блок 212 вибрации может формировать вторую акустическую полость 214 с корпусом 211.

Датчик 200 вибрации может преобразовывать сигнал внешней вибрации в электрический сигнал. Только для примера, сигнал внешней вибрации может содержать сигнал вибрации, когда человек говорит, сигнал вибрации, создаваемый кожей вместе с движением тела или эксплуатацией других устройств (например, динамиков) в непосредственной близости от кожи, и т. д., сигнал вибрации формируется объектами или воздухом, контактирующими с датчиком 200 вибрации, или любым их сочетанием. Когда датчик 200 вибрации работает, сигнал внешней вибрации может передаваться блоку 212 вибрации через корпус 211 и элемент 2121 массы блока 212 вибрации приводится в движение упругим элементом 2122 для вибрирования в ответ на вибрацию корпуса 211. Вибрация элемента 2121 массы может вызвать изменение объема первой акустической полости 213, которое, в свою очередь, вызывает изменение давления внутри первой акустической полости 213, и преобразует изменение давления воздуха в первой акустической полости в изменение звукового давления в первой акустической полости. Акустический преобразователь 220 может обнаруживать изменение звукового давления в первой акустической полости 213 и преобразовывать его в электрический сигнал. Например, акустический преобразователь 220 может содержать апертуру 2221 датчика и изменение звукового давления в первой акустической полости 213 может воздействовать на диафрагму акустического преобразователя 220 через апертуру 2221 датчика, принуждая диафрагму вибрировать (или деформироваться) для создания электрического сигнала. Дополнительно, электрический сигнал, создаваемый акустическим преобразователем 220, может передаваться внешнему электронному устройству. Только для примера, акустический преобразователь 220 может содержать интерфейс 223. Интерфейс может быть проводным (например, электрически соединенным) или беспроводным соединением с внутренним элементом (например, процессором) внешнего электронного устройства. Электрический сигнал, созданный акустическим преобразователем 220, может передаваться внешнему электронному устройству через интерфейс проводным или беспроводным способом. В некоторых вариантах осуществления внешнее электронное устройство может быть мобильным устройством, носимым устройством, устройством виртуальной реальности, устройством дополненной реальности и т. д. или любым их сочетанием. В некоторых вариантах осуществления мобильное устройство может содержать смартфон, планшет, персонального цифрового секретаря (personal digital assistant, PDA), игровое устройство, устройство навигации и т. д. или любое их сочетание. В некоторых вариантах осуществления носимое устройство может содержать смарт-браслет, наушники, слуховые аппараты, смарт-шлем, смарт-часы, смарт-одежду, смарт-рюкзак, смарт-аксессуар и т. д. или любое их сочетание. В некоторых вариантах осуществления устройство виртуальной реальности и/или устройство дополненной реальности могут содержать гарнитуру виртуальной реальности, очки виртуальной реальности, патч виртуальной реальности, гарнитуру дополненной реальности, очки дополненной реальности, патч дополненной реальности и т. д. или любое их сочетание. Например, устройство виртуальной реальности и/или устройство дополненной реальности могут содержать Google^TM Glass, Oculus Rift^TM, Hololens, Gear^TM VR и т.д.

В некоторых вариантах осуществления форма корпуса 211 может быть правильной или неправильной трехмерной конструкцией, такой как прямоугольник, цилиндр, круглый стол и т.д. В некоторых вариантах осуществления, материал корпуса может содержать (например, медь, нержавеющая сталь), сплав, пластмассу и т. д. или любое их сочетание. В некоторых вариантах осуществления корпус может иметь толщину для обеспечения достаточной прочности, чтобы лучше защищать компоненты датчика 100 вибрации (например, блока 212 вибрации), установленные в корпусе. В некоторых вариантах осуществления первая акустическая полость 213 может быть акустически связана с акустическим преобразователем 220. Только для примера, акустический преобразователь 220 может содержать апертуру 2221 датчика и акустический преобразователь 220 может быть акустически связан с первой акустической полостью 213 через апертуру 2221 загрузки. Следует заметить, что описание индивидуальной апертуры 2221 загрузки, как показано на фиг. 2A, предназначено только для иллюстративных целей и не предназначено ограничивать объем защиты настоящего раскрытия. Следует понимать, что датчик 200 вибрации может содержать более одной апертуры 2221 загрузки. Например, датчик 200 вибрации может содержать несколько апертур загрузки, расположенных в виде матрицы, где апертуры загрузки могут располагаться в любом месте акустического преобразователя 220, соответствующего первой акустической полости 213.

В некоторых вариантах осуществления блока вибрации 212 может содержать элемент 2121 массы и упругий элемент 2122. В некоторых вариантах осуществления элемент 2121 массы и упругий элемент 2122 могут быть физически соединены, например, склеены. Только для примера, упругий элемент 2122 может быть материалом с некоторой вязкостью, прикрепляемым непосредственно к элементу 2121 массы.

В некоторых вариантах осуществления упругий элемент 2122 может быть материалом, устойчивым к высоким температурам, что позволяет упругому элементу 2122 сохранять свои характеристики во время обработки и производства датчика 200 вибрации. В некоторых вариантах осуществления упругий элемент 2122 не имеет изменений или имеет очень малые изменения (например, на 5%) модуля Юнга и модуля сдвига, когда подвергается высоким температурам до 200°C - 300°C, где модуль Юнга может использоваться для описания деформируемости упругого элемента 2122, когда он подвергается расширению или сжатию, а модуль сдвига может использоваться для описания деформируемости упругого элемента 2122, когда он подвергается сдвигу. В некоторых вариантах осуществления упругий элемент 2122 может быть изготовлен из материала с хорошей упругостью (т. е., восприимчивостью к упругой деформации), позволяя блоку 212 вибрации вибрировать в ответ на вибрацию корпуса 211. Только в качестве примера, материал упругого элемента 2122 может содержать силиконовую резину, силиконовый гель, силиконовый герметик и т. д. или любое их сочетание. Чтобы сделать упругий элемент 2122 более упругим, в некоторых вариантах осуществления твердость по Шору упругого элемента 2122 может составлять меньше 50 НА. Однако, что более предпочтительно, например, твердость по Шору упругого элемента 2122 может составлять менее 45 НА, 40 НА, 35 НА, 30 НА, 25 НА, 20 НА, 15 НА, 10 НА или 5 НА.

В некоторых вариантах осуществления материал элемента 2121 массы может быть материалом с плотностью, большей определенной пороговой плотности (например, 6 г/см³), например, металлом. Только для примера, материал элемента 2121 массы может содержать металл или сплав, такой как свинец, медь, серебро, олово, нержавеющая сталь, нержавеющий чугун или любое их сочетание. При том же качестве, чем выше плотность материала элемента 2121 массы, тем меньше его размер, поэтому элемент 2121 массы из материала, плотность которого больше определенной пороговой плотности, может в некоторой степени уменьшать размер датчика 200 вибрации. В некоторых вариантах осуществления плотность элемента 2121 массы оказывает большое влияние на резонансный пик и чувствительность частотной характеристики датчика 200 вибрации. Чем больше плотность элемента 2121 массы, тем выше его качество и тем больше резонансный пик датчика 200 вибрации смещается к нижним частотам. Увеличивая качество элемента 2121 массы, чувствительность датчика 200 вибрации может быть повышена в полосе нижних частот (например, 20 Гц - 6000 Гц) за счет более низкой частоты сигнала вибрации (например, звука костной проводимости). В некоторых вариантах осуществления плотность элемента 2121 массы больше, чем 6 г/см³. В некоторых вариантах осуществления плотность элемента 2121 массы больше, чем 7 г/см³. В некоторых вариантах осуществления плотность элемента 2121 массы равна 7 - 20 г/см³. Предпочтительно, например, плотность элемента 2121 массы является равна 7 - 15 г/см³, 7 - 10 г/см³ или 7 - 8 г/см³. В некоторых вариантах осуществления элемент 2121 массы и упругий элемент 2122 могут быть изготовлены из разных материалов и затем собираться (например, склеиваться) вместе для формирования блока 212 вибрации. В некоторых вариантах осуществления элемент 2121 массы и упругий элемент 2122 могут также быть изготовлены из одного и того же материала, образуя блок 212 вибрации путем интегрированным прессования.

В некоторых вариантах осуществления элемент 2121 массы может иметь толщину 60 мкм -1150 мкм вдоль его направления вибрации (как показано на фиг. 2A). Однако, предпочтительно, например, элемент 2121 массы может иметь толщину 70 мкм-900 мкм, 80 мкм – 800 мкм, 90 мкм – 700 мкм, 100 мкм – 600 мкм, 110 мкм – 500 мкм, 120 мкм – 400 мкм, 130 мкм – 300 мкм, 140 мкм – 200 мкм или 100 мкм – 150 мкм, все альтернативно, вдоль его направления вибрации.

В некоторых вариантах осуществления упругий элемент 2122 может присоединяться вокруг круговой поверхности элемента 2121 массы. Например, когда элемент 2121 массы является колоннообразной структурой (цилиндр или призма), круговая поверхность элемента 2121 массы является боковой поверхностью колоннообразной структуры. Как другой пример, когда элемент 2121 массы является колоннообразной структурой двух различных размеров (например, первый элемент 21211 массы и второй элемент 21212 массы), круговая поверхность элемента 2121 массы содержит, в дополнение к боковым поверхностям первого элемента 21211 массы и второго элемента 21212 массы, область, в которой второй элемент 21212 массы не покрывается первым элементом 21211 массы в направлении, перпендикулярном направлению вибрации элемента 2121 массы. Боковая поверхность элемента 2121 массы, дальняя от акустического преобразователя 220, и боковая поверхность элемента 2121 массы, ближняя к акустическому преобразователю 220, приблизительно перпендикулярны направлению вибрации и используются для определения второй акустической полости 214 и первой акустической полости 213, соответственно. Поскольку упругий элемент 2122 присоединяется вокруг круговой поверхности элемента 2121 массы, во время вибрации блока 212 вибрации в направлении вибрации, момент вращения элемента 2121 массы преобразуется в силу, действующую на упругий элемент 2122, заставляя упругий элемент 2122 подвергаться деформации сдвига. По сравнению с деформацией расширения и сжатия деформация сдвига уменьшает коэффициент упругости упругого элемента 2122, что снижает резонансную частоту датчика 200 вибрации, тем самым, увеличивая амплитуду вибрации элемента 2121 массы в диапазоне нижних частот (например, 20 Гц - 6000 Гц) во время вибрации блока 212 вибрации и улучшая чувствительность датчика 200 вибрации. В некоторых вариантах осуществления упругий элемент 2122 плотно прилегает к круговой поверхности элемента 2121 массы, что может гарантировать герметичность первой акустической полости 213, так чтобы изменение давления воздуха в первой акустической полости 213 было связано только с амплитудой колебаний блока 212 вибрации, что может делать изменение звукового давления в первой акустической полости 213 более явными и эффективными.

В некоторых вариантах осуществления упругий элемент 2122 может иметь трубчатую конструкцию. Соответственно, форма внутренней стенки упругого элемента 2122 в трубчатой конструкции может быть адаптирована к форме круговой поверхности элемента 2121 массы. Следует понимать, что на различных высотах вдоль направления вибрации внутренняя стенка упругого элемента 2122 имеет ту же самую форму поперечного сечения, что и элемент 2121 массы. Внутренняя стенка упругого элемента 2122 является боковой стенкой, где трубчатая конструкция подгоняется к элементу 2121 массы. Например, элемент 2121 массы перемещается ступенчато и занимает положение, в котором упругий элемент 2122 ступенчато присоединяется к элементу 2121 массы для установки элемента 2121 массы. В некоторых вариантах осуществления форма поперечного сечения элемента 2121 в направлении, перпендикулярном направлению его вибрации, может быть треугольной, четырехугольной, круговой, эллиптической, секторной, прямоугольной со скругленными краями, и другими правильными или неправильными формами. Настоящее раскрытие не ограничивает форму внешней стенки трубчатой конструкции упругого элемента 2122. Внешняя стенка упругого элемента 2122 может быть боковой стенкой, которая отступает от внутренней стенки, где упругий элемент 2122 присоединяется к элементу 2121 массы. Например, форма внешней стенки трубчатой конструкции упругого элемента 2122 может содержать цилиндрическую форму, эллиптическую цилиндрическую форму, коническую форму, форму прямоугольного столбца с округлыми краями, прямоугольного столбца, многоугольного столбца, форму неправильного столбца и т. д. или любое их сочетание.

В некоторых вариантах осуществления упругий элемент 2122 может проходить в направлении акустического преобразователя 220 и соединяться с ним. Например, как показано на фиг. 2A, конец упругого элемента 2122, проходящий в направлении акустического преобразователя 220, может быть присоединяться к акустическому преобразователю 220. Упругий элемент 2122 и акустический преобразователь 220 могут физически присоединяться друг к другу, например, посредством склеивания, сварки. В некоторых вариантах осуществления упругий элемент 2122 может также быть присоединен к акустическому преобразователю 220 через соединительный элемент (не показан на фиг. 2A), где один конец соединительного элемента присоединяется к упругому элементу 2122, а другой конец соединительного элемента присоединяется к акустическому преобразователю 220. В некоторых вариантах осуществления упругий элемент 2122 и корпус 211 может находиться в непосредственном контакте или располагаться с промежутком друг от друга. Например, как показано на фиг. 2A, между упругим элементом 2122 и корпусом 211 может существовать расстояние. Расстояние между упругим элементом 2122 и корпусом 211 может регулироваться разработчиком в соответствии с размером датчика 200 вибрации. По сравнению с прямым контактом между упругим элементом 2122 и корпусом 211, наличие расстояния между упругим элементом 2122 и корпусом 211 может уменьшать эквивалентную жесткость упругого элемента 2122 и увеличивать упругость упругого элемента 2122, увеличивая, таким образом, амплитуду колебаний элемента 2121 массы в диапазоне нижних частот (например, 20 Гц - 6000 Гц) во время вибрации блока вибрации 212, и повышая чувствительность датчика 200 вибрации.

В некоторых вариантах осуществления площадь стороны элемента 2121 массы, дальней от акустического преобразователя 220, меньше, чем площадь стороны элемента 2121 массы, которая находится вблизи акустического преобразователя 220. В некоторых вариантах осуществления площади многочисленных поперечных сечений элемента 2121 массы, перпендикулярных направлению вибрации, все могут различаться, например, когда элемент 2121 массы имеет ступенчатую конструкцию. Для увеличения площади соединения между упругим элементом 2122 и круговой поверхностью элемента 2121 массы, в некоторых вариантах осуществления площади многочисленных поперечных сечений элемента 2121 массы, перпендикулярных направлению вибрации, постепенно увеличиваются вдоль стороны элемента 2121 массы, дальней от акустического преобразователя 220 в направлении стороны элемента 2121 массы, ближней к акустическому преобразователю 220. В некоторых вариантах осуществления площади многочисленных поперечных сечений элемента 2121 массы, перпендикулярных направлению вибрации, могут быть частично одинаковыми, например, круговые стороны элемента 2121 массы могут иметь ступенчатую конструкцию. При определенной толщине элемента 2121 массы вдоль его направления вибрации, площади многочисленных поперечных сечений элемента 2121 массы, перпендикулярных направлению вибрации, различаются, что может увеличить площадь круговой поверхности элемента 2121 массы, что, в свою очередь, увеличивает площадь соединения между упругим элементом 2122 и элементом 2121 массы, улучшает прочность соединения между упругим элементом 2122 и элементом 2121 массы, улучшает герметизацию первой акустической полости и делает более значительным изменение давления в первой акустической полости в ответ на вибрацию корпуса, улучшая, таким образом, чувствительность датчика вибрации.

В некоторых вариантах осуществления круговая поверхность элемента 2121 массы может быть по меньшей мере одним уровнем ступенчатой конструкции. На фиг. 2B схематично показана конструкция элемента 2121 массы, соответствующая некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 2A и фиг. 2B, элемент 2121 массы может содержать первый элемент 21211 массы и второй элемент 21212 массы. Второй элемент 21212 массы расположен вблизи акустического преобразователя 220, первый элемент 21211 массы расположен на стороне второго элемента 21212 массы, дальней от второго элемента 21212 массы и площадь поперечного сечения первого элемента 21211 массы, вертикальная по отношению к направлению вибрации элемента 2121 массы меньше, чем площадь поперечного сечения второго элемента 21212 массы, вертикального по отношению к направлению вибрации элемента 2121 массы, так, чтобы весь внешний край первого элемента 21211 массы и второго элемента 21212 массы формировали ступенчатую конструкцию. Только в качестве примерной иллюстрации, круговая поверхность элемента 2121 массы может содержать боковую стенку первого элемента 21211 массы, область b второго элемента 21212 массы и боковую стенку c, причем боковая стенка a, область b и боковая стенка c формируют ступенчатую конструкцию. Ступенчатая структура может увеличивать площадь круговой поверхности элемента 2121 массы и, соответственно, площадь упругого элемента 2122, присоединяемого к боковой стенке элемента 2121 массы становится больше, что способствует более тесной подгонке к элементу 2121 массы и упругому элементу 2122, так чтобы иметь лучшее уплотнение между упругим элементом 2122 и элементом 2121 массы, способствующее обеспечению герметизации первой акустической полости 213. В некоторых вариантах осуществления первый элемент 21211 массы и второй элемент 21212 массы могут физически соединяться и фиксироваться, например, склеиваться (связывания с помощью вязкого геля, такого как эпоксидный клей, силиконовый уплотнитель и т. д.) или могут спрессованы в виде единой детали. В некоторых вариантах осуществления боковая поверхность первого элемента 21211 массы, ближнего к акустическому преобразователю 220, и боковая поверхность второго элемента 21212 массы, дальнего от акустического преобразователя 220, может быть физически соединены и зафиксированы.

В некоторых вариантах осуществления боковая поверхность первого элемента 21211 массы, дальнего от акустического преобразователя 220, перпендикулярна направлению его вибрации и боковая поверхность второго элемента 2121 массы, ближняя к акустическому преобразователю 220, перпендикулярна направлению его вибрации. В некоторых вариантах осуществления, чем ближе к второму элементу 2121 массы, тем больше площадь поперечного сечения первого элемента 21211 массы, который перпендикулярен направлению его вибрации, и чем ближе к акустическому преобразователю 220, тем больше площадь поперечного сечения второго элемента 21212 массы, перпендикулярного направлению его вибрации. В некоторых вариантах осуществления первый элемент 21211 массы может устанавливаться концентрически со вторым элементом 21212 массы или неконцентрически со вторым элементом 21212 массы. В некоторых вариантах осуществления форма боковой стенки (т. е., поперечное сечение, перпендикулярное направлению вибрации) первого элемента 21211 массы и/или второго элемента 21212 массы может содержать цилиндрическую форму, форму эллиптического цилиндра, форму стола, форму прямоугольного столбца со скругленными краями (как показано на фиг. 2B), форму многоугольного столбца, форму неправильного столбца (например, столбца с несколькими ступенчатыми поверхностями) и т. д. или любое их сочетание. В некоторых вариантах осуществления формы боковой стенки первого элемента 21211 массы и второго элемента 21212 массы могут одинаковы, например, формы боковой стенки первого элемента 21211 массы и второго элемента массы 21212 формируются в форме прямоугольных столбцов со скругленными краями, как показано на фиг. 2B. В некоторых вариантах осуществления формы боковой стенки первого элемента 21211 массы и второго элемента 21212 массы могут различаться, например, форма боковой стенки первого элемента 21211 массы формируется как цилиндрическая форма, и форма боковой стенки второго элемента 21212 массы формируется как форма прямоугольного столбца со скругленными краями. В некоторых вариантах осуществления материал первого элемента 21211 массы и материал второго элемента 21212 массы могут быть или не быть одинаковыми и, только для примера, материалы первого элемента 21211 массы и второго элемента 21212 массы могут содержать металлы или сплавы, такие как свинец, медь, серебро, олово, нержавеющая сталь, нержавеющий чугун или любое их сочетание. В некоторых вариантах осуществления плотность материала первого элемента 21211 массы и второго элемента 21212 массы может быть больше 6 г/см³. В некоторых вариантах осуществления плотность материала первого элемента 21211 массы и второго элемента 21212 массы может быть больше 7 г/см³.

В некоторых вариантах осуществления первый элемент 21211 массы расположен в средней области второго элемента 21212 массы таким образом, что существуют определенные расстояния d (например, 10 мкм - 1000 мкм) между боковыми стенками первого элемента 21211 массы и боковыми стенками второго элемента 21212 массы, т. е., определенное расстояние d между боковыми краями первого элемента 21211 массы, ближними к акустическому преобразователю 220, и боковыми краями второго элемента 21212 массы, дальними от акустического преобразователя 220. В некоторых вариантах осуществления расстояния d между боковыми стенками первого элемента 21211 массы и боковыми стенками второго элемента 21212 массы могут везде быть равными. Например, когда первый элемент 21211 массы и второй элемент 21212 массы установлены концентрически, форма боковых стенок первого элемента 21211 массы и форма боковых стенок второго элемента 21212 массы являются цилиндрическими структурами, и расстояния d между боковыми стенками первого элемента 21211 массы 21211 и боковыми стенками второго элемента 21212 массы повсюду равны. В некоторых вариантах осуществления расстояния d между боковыми стенками первого элемента 21211 массы и боковыми стенками второго элемента 21212 массы не могут быть повсюду равны. Например, боковые стенки первого элемента 21211 массы формируются как цилиндрическая структура, а боковые стенки второго элемента 21212 массы формируются как стенки прямоугольного столбца, и расстояния между краями боковой стенки второго элемента 21212 массы и боковыми стенками первого элемента 21211 массы не равны. В некоторых вариантах осуществления определенные расстояния d могут быть в пределах 10 мкм – 500 мкм. Предпочтительно, например, определенные расстояния d могут быть в пределах 20 мкм – 450 мкм, 30 мкм – 400 мкм, 40 мкм – 350 мкм, 50 мкм - 300 мкм, 60 мкм - 250 мкм, 70 мкм - 200 мкм, 80 мкм - 150 мкм или 90 мкм - 100 мкм.

В некоторых вариантах осуществления толщина первого элемента 21211 массы в направлении его вибрации может быть больше, чем толщина второго элемента 21212 массы в направлении его вибрации. Увеличивая толщину первого элемента 21211 массы, можно не только увеличить общее качество элемента 2121 массы, но можно также увеличить и площадь соединения между упругим элементом 2122 и боковой стенкой первого элемента 21211 массы, улучшая, таким образом, прочность соединения между упругим элементом 2122 и элементом 2121 массы. В некоторых вариантах осуществления первый элемент 21211 массы может иметь толщину 50 мкм - 1000 мкм вдоль направления его вибрации, и второй элемент 21212 массы может иметь толщину 10 мкм - 150 мкм вдоль направления его вибрации. Однако, предпочтительно, например, первый элемент 21211 массы может иметь толщину 60 мкм - 900 мкм, 20 мкм - 130 мкм, 70 мкм - 800 мкм, 30 мкм - 120 мкм, 80 мкм - 700 мкм, 40 мкм - 110 мкм, 90 мкм - 600 мкм, 50 мкм - 100 мкм, 100 мкм - 500 мкм, 60 мкм - 90 мкм, 200 мкм - 400 мкм, 60 мкм - 90 мкм, 300 мкм - 350 мкм, или 70 мкм - 80 мкм, все альтернативно, вдоль направления его вибрации.

Следует заметить, что элемент 2122 массы не ограничивается конструкцией, содержащей первый элемент 21211 массы и второй элемент 21212 массы, показанные на фиг. 2A и фиг. 2B, но может также содержать третий элемент массы, четвертый элемент массы или еще больше элементов массы. Когда элемент 2122 массы содержит больше двух элементов массы, ступенчатая конструкция может быть сформирована между боковыми стенками каждых двух элементов массы.

В некоторых вариантах осуществления упругий элемент 2122 может содержать первый упругий участок 21221 и второй упругий участок 21222, первый упругий участок 21221 присоединяется вокруг боковой стенки первого элемента 21211 массы, а второй упругий участок 21222 присоединяется вокруг боковой стенки второго элемента 21212 массы. Первый упругий участок 21221 и второй упругий участок 21222 могут физически быть соединены, например, склеены, сварены. В некоторых вариантах осуществления первый упругий участок 21221 и второй упругий участок 21222 могут иметь цельную прессованную конструкцию. В некоторых вариантах осуществления первый упругий участок 21221 плотно прилегает к боковой стенке первого элемента 21211 массы, второй упругий участок 21222 плотно прилегает к боковой стенке второго элемента 21212 массы, и первый упругий участок 21221 герметично присоединяется ко второму упругому участку 21222. В некоторых вариантах осуществления два конца первого упругого участка 21221 могут присоединятся к второму упругому участку 21222 и к боковой стенке первого элемента 21211 массы, соответственно. В некоторых вариантах осуществления два конца первого упругого участка 21221 могут быть герметично присоединяться к второму упругому участку 21222 и к боковой стенке первого элемента 21211 массы, соответственно. Первый упругий участок 21221 может содержать первую боковую поверхность 21221a и вторую боковую поверхность 21221b, первая боковая поверхность 21221a присоединяется к боковой стенке первого элемента 21211 массы и вторая боковая поверхность 21221b присоединяется к поверхности второго элемента 21212, массы, которая обращена к второй акустической полости 214. Вторая боковая поверхность 21221b первого упругого участка 21221 может быть присоединена к ступенчатой поверхности второго элемента 21212 массы и ступенчатая поверхность второго элемента 21212 массы обладает эффектом поддержки первого упругого участка 21221. Вторая боковая поверхность 21221b первого упругого участка 21221 может быть присоединена к второму упругому участку 21222. Боковая стенка второго элемента 21212 массы присоединяется к второму упругому участку 21222. В некоторых вариантах осуществления второй упругий участок 21222 проходит в направлении акустического преобразователя 220 (например, подложки 222) и подключается к нему. В некоторых вариантах осуществления два конца второго упругого участка 21222 могут быть присоединены к боковой стенке второго элемента 21212 массы и к акустическому преобразователю 220, соответственно. Один конец второго упругого участка 21222, присоединенный к боковой стенке второго элемента 21212 массы может также быть присоединен к первому упругому участку 21221. В некоторых вариантах осуществления форма первой боковой поверхности 21221a первого упругого участка 21221 адаптируется к форме боковой стенки первого элемента 21211 массы. Например, форма поперечного сечения первого элемента 21211 массы, перпендикулярного его направлению вибрации, могут быть треугольной, четырехугольной, круговой, эллиптической, зубчатой, прямоугольной со скругленными углами и другой правильной или неправильной формой, и на каждой высоте вдоль направления вибрации первого элемента 21211 массы форма поперечного сечения первой боковой поверхности 21221a, перпендикулярного направлению вибрации первого элемента 21211 массы, совпадает с формой поперечного сечения первого элемента 21211 массы. В некоторых вариантах осуществления форма боковой стенки второго упругого участка 21222 вблизи боковой стенки второго элемента 21212 массы адаптирована к форме боковой стенки второго элемента 21212 массы. Например, форма поперечного сечения второго элемента 21212 массы, перпендикулярного направлению его вибрации, может быть треугольной, четырехугольной, круговой, эллиптической, зубчатой, прямоугольной со скругленными углами и другими правильными или неправильными формами, причем на каждой высоте в направлении вибрации второй упругий участок 21222 вблизи боковой стенки второго элемента 21212 массы имеет ту же самую форму поперечного сечения, что и форма поперечного сечения боковой стенки второго элемента 21212 массы, перпендикулярного направлению его вибрации. Настоящее раскрытие не ограничивает форму боковой стенки стороны первого упругого участка 21221, дальнего от боковой стенки первого элемента массы 21211 и форму боковой стороны второго упругого участка 21222, дальнего от боковой стенки второго элемента 21212 массы, например, их формы боковой стенки могут содержать цилиндрическую, эллиптическую цилиндрическую, коническую, форму прямоугольного столбца со скругленными углами, прямоугольного столбца, многоугольного столбца, столбца неправильной формы или любое их сочетание. В некоторых вариантах осуществления материалы первого упругого участка 21221 и второго упругого участка 21222 могут быть одинаковыми или разными. Только для примера, материалы первого упругого участка 21221 или второго упругого участка 21222 могут содержать силиконовую резину, силикагель, силиконовый герметик и т. д. или любое их сочетание.

В некоторых вариантах осуществления элемент 2121 массы может также содержать первый апертурный участок 21213 и первый апертурный участок 21213 соединяется с первой акустической полостью 213 и второй акустической полостью 214. Первый апертурный участок 21213 может проникать в элемент 2121 массы и первый апертурный участок 21213 может позволить прохождение потока газа внутри первой акустической полости 213 и второй акустической полости 214, уравнивая, таким образом, изменение давления воздуха в первой акустической полости 213 и во второй акустической полости 214 за счет изменений температуры во время подготовки датчика 200 вибрации (например, во время пайки оплавлением), и уменьшая или предотвращая повреждение компонент датчика 200 вибрации, вызванных таким изменением давления воздуха, например, растрескивание, деформация и т. д.

В некоторых вариантах осуществления первый апертурный участок 21213 может быть единственной апертурной конструкцией. В некоторых вариантах осуществления диаметр этой единственной апертуры может быть 1-50 мкм. Однако, предпочтительно, например, диаметр единой апертуры может быть 2 - 45 мкм, 3 - 40 мкм, 4 - 35 мкм, 5 - 30 мкм, 5 - 25 мкм, 5 - 20 мкм, 6 - 15 мкм или 7 - 10 мкм. В некоторых вариантах осуществления первая апертурная часть 21213 может быть массивом определенного количества микроапертур. Только для примера, количество микроапертур может быть 2-10. В некоторых вариантах осуществления диаметр каждой микроапертуры может быть в пределах 0,1 - 25 мкм. Однако, предпочтительно, например, диаметр каждой микроапертуры может быть 0,5 - 20 мкм, 0,5 - 25 мкм, 0,5 - 20 мкм, 0,5 - 15 мкм, 0,5 - 10 мкм, 0,5 - 5 мкм, 0,5 - 4 мкм, 0,5 - 3 мкм, 0,5 - 2 мкм или 0,5 - 1 мкм.

В некоторых вариантах осуществления элемент 2121 массы может не иметь первый апертурный участок 21213. В некоторых вариантах осуществления, когда элемент 2121 массы не имеет первый апертурный участок 21213, повреждения компонент датчика 200 вибрации за счет изменений давления воздуха в первой акустической полости 213 можно избежать, увеличивая прочность соединения между элементом 2121 массы и упругим элементом 2122 (например, улучшая прочность сцепления клея между элементом 2121 массы и упругим элементом 2122).

В некоторых вариантах осуществления акустический преобразователь 220 может содержать подложку 222. Подложка 222 может использоваться для закрепления и/или поддержки приемника 210 вибрации. В некоторых вариантах осуществления подложка 222 может быть обеспечена на акустическом преобразователе 220 и корпус 211 физически присоединяется к подложке 222 для закрытия акустической полости. В некоторых вариантах осуществления один конец упругого элемента 2122, проходящий в направлении акустического преобразователя 220, может быть присоединен к подложке 222, которая может использоваться для закрепления и поддержки блока 212 вибрации. Подложка 222 обеспечивается таким образом, чтобы приемник 210 вибрации 210 мог обрабатываться, изготавливаться и продаваться как отдельный компонент. Приемник 210 вибрации с подложкой 222 может быть физически присоединен (например, приклеен), непосредственно к акустическому преобразователю 220 для создания датчика 200 вибрации, что упрощает процесс производства датчика 200 вибрации и повышает гибкость процесса производства датчика 200 вибрации. В некоторых вариантах осуществления толщина подложки 222 может быть в пределах 10 мкм – 300 мкм. Предпочтительно, например, толщина подложки 222 может быть 20 мкм – 280 мкм, 30 мкм – 270 мкм или 40 мкм – 250 мкм или 80 мкм – 90 мкм. В некоторых вариантах осуществления материал подложки 222 может содержать металл (например, железо, медь, нержавеющая сталь и т.д.), сплав, неметалл (пластмасса, резина, смола) и т. д. или любое их сочетание.

В некоторых вариантах осуществления апертура 2221 датчика может быть расположена на подложке 222 с апертурой 2221 датчика, проходящей через подложку 222 в направлении вибрации. Изменение звукового давления в первой акустической полости 213 может воздействовать на акустический преобразователь 220 через апертуру 2221 датчика для создания электрического сигнала.

Нужно заметить, что приведенное выше описание датчика 200 вибрации и его компонент служит только для примера и иллюстрации и не ограничивает область применения настоящего раскрытия. Специалистами в данной области техники в датчике 200 вибрации, руководствуясь настоящим раскрытием, могут быть сделаны различные модификации и изменения, например, датчик 200 вибрации может содержать по меньшей мере одну первую апертуру 21213, и первая апертура 21213 может действовать через упругий элемент 2122. Такие модификации и изменения остаются в рамках объема защиты настоящего раскрытия.

Чтобы гарантировать, что упругий элемент и элемент массы имеют большую площадь соединения и, таким образом, улучшают прочность соединения между упругим элементом и элементом массы, элемент массы, удовлетворяющий условию, что площадь боковой стороны элемента массы, дальняя от акустического преобразователя, меньше, чем площадь боковой стороны элемента массы вблизи акустического преобразователя, может также иметь и другие конструкции. На фиг. 3 схематично показана конструкция блока 312 вибрации, соответствующая некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 3, площадь боковой стороны элемента 3121 массы, дальняя от акустического преобразователя, меньше, чем площадь боковой стороны элемента 3121 массы, ближней к акустическому преобразователю, и в поперечном сечении элемента 3121 массы вдоль направления его вибрации (как показано на фиг. 3) боковая поверхность, соединяющая край боковой стороны элемента 3121 массы, дальний от акустического преобразователя, и край боковой стороны элемента 3121, ближний к акустическому преобразователю, образуют наклонную поверхность. Соединение упругого элемента 3122 с наклонной поверхностью гарантирует, что упругий элемент 3122 и элемент 3121 массы имеют большую площадь соединения, что, в свою очередь, повышает прочность соединения между упругим элементом 3122 и элементом 3121 массы.

В некоторых вариантах осуществления боковая поверхность, соединяющая боковую сторону элемента 3121 массы, которая находится вдали от акустического преобразователя, и боковая сторона элемента 3121 массы, который находится вблизи от акустического преобразователя, может быть плавной наклонной поверхностью. В некоторых вариантах осуществления, боковая поверхность, соединяющая боковую сторону элемента 3121 массы, удаленную от акустического преобразователя, и боковую сторону элемента 3121 массы, ближнюю к акустическому преобразователю, может быть наклонной поверхностью, имеющей многочисленные впадины и выпуклости, например, наклонная поверхность может иметь волнистую или зазубренную структуру. В некоторых вариантах осуществления, в поперечном сечении элемента 3121 массы вдоль его направления вибрации соединительная линия между краем боковой стороны элемента 3121 массы, дальней от акустического преобразователя, и краем боковой стороны элемента 3121 массы, ближней к акустическому преобразователю, формирует угол с направлением вибрации элемента 3121 массы, который может быть равен 10 °-80 °. Разброс установки этого угла c может быть уменьшен, поскольку, когда угол c является слишком маленьким, оптимизация прочности соединения между упругим элементом 3122 и элементом 3121 массы была неочевидна, а когда угол c является слишком большим, площадь элемента 3121 массы, дальняя от боковой стороны акустического преобразователя, является слишком маленькой, заставляя массу элемента 3121 массы быть слишком малой. Предпочтительно, например, угол c может составить 20°-70°, 30°-60°, 40°-50°, 42°-48° или 44° - 46°.

В некоторых вариантах осуществления упругий элемент 3122 соединяется вокруг боковой поверхности, соединяющей сторону элемента 3121 массы, которая находится вдали от акустического преобразователя, и сторону элемента 3121 массы, ближнюю к акустическому преобразователю. В некоторых вариантах осуществления один конец упругого элемента 3122 соединяется с наклонной поверхностью элемента 3121 массы, а другой конец упругого элемента 3122 соединяется с акустическим преобразователем. Первая акустическая полость 313 формируется между боковой стороной элемента 3121, ближней к акустическому преобразователю, упругим элементом 3122 и акустическим преобразователем. В некоторых вариантах осуществления форма торца упругого элемента 3122, присоединенного к наклонной поверхности элемента 3121 массы, адаптируется к форме наклонной поверхности элемента 3121 массы. Например, край боковой поверхности имеет волнистую или зазубренную форму, а внешний край торца упругого элемента 3122, соединенного с присоединенной стороной, также имеет волнистую или зазубренную форму. Настоящее раскрытие не ограничивает форму стороны упругого элемента 3122, обращенной к второй акустической полости; например, край боковой стороны упругого элемента 3122, обращенный к второй акустической полости, в поперечном сечении элемента 3121 массы вдоль направления его вибрации может быть неправильной кривой с многочисленными впадинами и выпуклостями.

В некоторых вариантах осуществления элемент 3121 массы может также содержать первый апертурный участок 31213, который проникает через элемент 3121 массы для обеспечения потока газа внутри первой акустической полости 313 и второй акустической полости. В некоторых вариантах осуществления первый апертурный участок 31213 может быть одиночной апертурной конструкцией. В некоторых вариантах осуществления первый апертурный участок 31213 может быть массивом определенного количества микроапертур. Только для примера, количество микроапертур может быть от 2 до 10.

В некоторых вариантах осуществления подложка 322 может использоваться для закрепления и/или поддержки блока 312 вибрации. В некоторых вариантах осуществления один конец упругого элемента 3122, присоединенный к акустическому преобразователю, может быть присоединен к подложке 322 таким образом, что подложка 322 может использоваться для закрепления и поддержки блока 312 вибрации. В некоторых вариантах осуществления подложка 322 может содержать апертуру 2221 датчика для акустического соединения первой акустической полости 313 с акустическим преобразователем.

Следует заметить, что приведенное выше описание блока 312 вибрации и его компонент служит только для примера и иллюстрации, и не ограничивает объем применения настоящего раскрытия. Специалисты в данной области техники, руководствуясь настоящим раскрытием, могут делать различные модификации и изменения в блоке 312 вибрации, например, датчик 200 вибрации может содержать по меньшей мере два упругих элемента. Упругий элемент присоединяется к упругому элементу, упругий элемент, находящийся вблизи элемента массы, присоединяется к элементу массы, а элемент массы, находящийся около акустического преобразователя, присоединяется к акустическому преобразователю. Эти поправки и изменения продолжают действовать в рамках объема защиты настоящего раскрытия.

Отверстие на первом апертурном участке на элементе массы может повредить некоторые компоненты акустического преобразователя (например, подложку). Для предотвращения повреждения акустического преобразователя через отверстие на первом апертурном участке, в некоторых вариантах осуществления, элемент массы может содержать один или более вторых апертурных участков (также упоминаемых как полукруглые канавки), с первым апертурным участком, присоединенным ко второму апертурному участку(-ам). На фиг. 4 схематично представлена конструкция, иллюстрирующая конструкцию блока 412 вибрации, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 4, два конца упругого элемента 4122 физически присоединяются к боковой стенке элемента 4121 массы и к акустическому преобразователю, соответственно, например, клеевым соединением, и первая акустическая полость 413 формируется боковой поверхностью элемента 4121 массы, ближней к акустическому преобразователю, упругим элементом 4122 и акустическим преобразователем.

В случае, когда для элемента 4121 массы необходимо иметь первый апертурный участок 41213, первый апертурный участок 41213 трудно механически обрабатывать из-за большой общей толщины элемента 4121 массы вдоль направления его вибрации. В некоторых вариантах осуществления второй апертурный участок 41214 может быть обеспечен на элементе 4121 массы и первый апертурный участок 41213 присоединяется ко второму апертурному участку 41214. В некоторых вариантах осуществления элемент 4121 массы может содержать один или более вторых апертурных участков 41214. Второй апертурный участок 41214 обеспечивается таким образом, чтобы локальная конструкция элемента 4121 становилась тоньше, чтобы упростить открытие первого апертурного участка 41213 в утоншенной локальной конструкции и упростить управление силой механической обработки первого апертурного участка 41213, так чтобы не было нанесено никакое повреждение других компонент датчика вибрации (например, подложке 422, акустическому преобразователю) во время механической обработки первого апертурного участка 41213. В некоторых вариантах осуществления второй апертурный участок 41214 располагается со стороны элемента 4121 массы вдоль направления его вибрации. Например, второй апертурный участок 41214 может быть расположен на стороне элемента 4121 массы, близкой или дальней от подложки 422. В некоторых вариантах осуществления первый апертурный участок 41213 и второй апертурный участок 41214 обеспечиваются вдоль направления вибрации элемента 4121 массы, где первый апертурный участок 41213 и второй апертурный участок 41214 проникают через элемент 4121 массы. В некоторых вариантах осуществления второй апертурный участок 41214 может или не может обеспечиваться концентрически элементом 4121 массы. В некоторых вариантах осуществления первый апертурный участок 41213 может или не может устанавливаться концентрически со вторым апертурным участком 41214.

В некоторых вариантах осуществления второй апертурный участок 41214 и/или первый апертурный участок 41213 могут быть квадратной апертурой, многоугольной апертурой, круглой апертурой, неправильной апертурой и т. д. или любым их сочетанием и настоящее раскрытие не ограничивает форму апертуры второго апертурного участка 41214 и первого апертурного участка 41213. В некоторых вариантах осуществления первый апертурный участок 41213 может иметь или не иметь такую же форму апертуры, как и второй апертурный участок 41214. В некоторых вариантах осуществления первый апертурный участок 41213 и второй апертурный участок 41214 оба могут быть едиными апертурными конструкциями. В некоторых вариантах осуществления второй апертурный участок 41214 может быть одиночной апертурной конструкцией, а первый апертурный участок 31213 может быть массивом некоторого количества микроапертур.

В некоторых вариантах осуществления размер второго апертурного участка 41214 больше, чем размер первого апертурного участка 41213, что упрощает механическую обработку первого апертурного участка 41213 внутри второго апертурного участка 41214. В некоторых вариантах осуществления площадь поперечного сечения второго апертурного участка 41214, перпендикулярного направлению вибрации элемента 4121 массы, больше, чем площадь поперечного сечения первого апертурного участка 41213, перпендикулярного направлению вибрации элемента 4121 массы. Когда, как второй апертурный участок 41214, так и первый апертурный участок 41213, оба являются круглыми отверстиями, диаметр апертуры второго апертурного участка 41214 может быть в пределах 100 мкм 1600 мкм, а диаметр апертуры первого апертурного участка 41213 может быть в пределах 1мкм - 50 мкм. Предпочтительно, диаметр апертуры второго апертурного участка 4121 может быть в пределах 110 мкм - 1400 мкм, а диаметр апертуры первого апертурного участка 41213 может быть в пределах 2 мкм – 45 мкм. Как другое предпочтение, диаметр апертуры второго апертурного участка 41214 может быть в пределах 120 мкм - 1200 мкм, а диаметр апертуры первого апертурного участка 41213 может быть в пределах 3 мкм - 40 мкм. Как другое предпочтение, диаметр апертуры второго апертурного участка 41214 может быть в пределах 130 мкм - 1000 мкм, а диаметр апертуры первого апертурного участка 41213 может быть в пределах 4 мкм – 35 мкм. Как другое предпочтение, диаметр апертуры второго апертурного участка 41214 может быть в пределах 140 мкм - 800 мкм, а диаметр апертуры первого апертурного участка 41213 может быть в пределах 5 мкм - 30 мкм. Как другое предпочтение, диаметр апертуры второго апертурного участка 41214 может быть в пределах 160 мкм - 600 мкм, а диаметр апертуры первого апертурного участка 41213 может быть в пределах 5 мкм – 25 мкм. Как другое предпочтение, диаметр апертуры второго апертурного участка 41214 может быть в пределах 180 мкм - 500 мкм, а диаметр апертуры первого апертурного участка 41213 может быть в пределах 5 мкм - 20 мкм. Как другое предпочтение, диаметр апертуры второго апертурного участка 41214 может быть в пределах 200 мкм - 400 мкм, и диаметр апертуры первого апертурного участка 41213 может быть в пределах 10 мкм – 15 мкм.

На фиг. 5 схематично представлена конструкция элемента 4121 массы, показанного на фиг. 4. Второй апертурный участок 41214 обеспечивается на стороне элемента 4121 массы, ближней к акустическому преобразователю, а первый апертурный участок 41213 обеспечивается на стороне элемента 4121 массы, дальней от акустического преобразователя. Второй апертурный участок 41214 и первый апертурный участок 41213 проходят через элемент 4121 массы.

На фиг. 6A схематично представлена конструкция блока 412 вибрации, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 6A, второй апертурный участок 41214 может также быть расположен на стороне элемента 4121 массы, дальней от акустического преобразователя, а первый апертурный участок 41213 обеспечивается на стороне элемента 4121 массы, ближней к акустическому преобразователю, со вторым апертурным участком 41214 и первым апертурным участком 41213, проходящими через элемент 4121 массы. В некоторых вариантах осуществления глубина первого апертурного участка 41213 вдоль направления вибрации элемента 4121 массы может быть больше, меньше или равна глубине второго апертурного участка 41214 вдоль направления вибрации элемента 4121 массы. Только для примера, на фиг. 6B схематично представлена конструкция блока 412 вибрации, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 6B, второй апертурный участок 41214 расположен на стороне элемента 4121 массы, дальней от акустического преобразователя, первый апертурный участок 41213 расположен на стороне элемента 4121 массы, ближней к акустическому преобразователю, и второй апертурный участок 41214 и первый апертурный участок 41213 проходят через элемент 4121 массы. Глубина первого апертурного участка 41213 вдоль направления вибрации элемента 4121 массы больше, чем глубина второго апертурного участка 41214 вдоль направления вибрации элемента 4121 массы. На фиг. 6C схематично представлена конструкция блока 412 вибрации, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 6C, в некоторых вариантах осуществления, элемент 4121 массы снабжен вторыми апертурными участками 41214 с обеих сторон, вблизи и вдали от акустического преобразователя, и вторые апертурные участки 41214 с обеих сторон элемента 4121 массы соединяются через первый апертурный участок 41213. В некоторых вариантах осуществления блок 412 вибрации может включать несколько слоев уложенных друг на друга элементов 4121 массы. Материалы нескольких слоев элементов 4121 массы могут быть одинаковыми, неодинаковыми или совсем разными. Первый апертурный участок 41213 проходит через некоторые из элементов 4121 массы, вторые апертурные участки 41214 проходят через некоторые элементы 4121 массы, и первый апертурный участок 41213 присоединяется ко вторым апертурным участкам 41214. Только для примера, на фиг. 6D схематично представлена конструкция блока 412 вибрации, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 6D, блок 412 вибрации может содержать два слоя уложенных элементов 4121 массы. Два слоя элементов 4121 массы имеют различные материалы, первый апертурный участок 41213 проходит через элемент 4121 массы, расположенный вдали от акустического преобразователя, а второй апертурный участок 41214 проходит через элемент 4121 массы, расположенный вблизи от акустического преобразователя, и первый апертурный участок 41213 присоединяется ко второму апертурному участку 41214.

Следует заметить, что приведенное выше описание блока 412 вибрации и его компонент служит только для описания и иллюстрации и не ограничивает область применения этого настоящего раскрытия. Специалисты в данной области техники, руководствуясь настоящим раскрытием, могут вносить различные коррекции и изменения в блок 412 вибрации, например, второй апертурный участок 41214 и первый апертурный участок 41213 могут проходить через боковую стенку элемента 4121 массы. Эти поправки и изменения продолжают действовать в рамках объема защиты настоящего раскрытия. Следует заметить, что второй апертурный участок 41214, показанный на фиг. 4- 6D может также применяться в датчике 200 вибрации на фиг. 2A. Кроме того, элемент 4121 массы, показанный на фиг. 4 - 6D, представлен только в качестве примера и его конкретная форма и конструкция рассматриваются в содержании описаний фиг. 2А и 2B и повторно здесь не описываются.

В некоторых вариантах осуществления, когда упругий элемент во время обработки находится в полужидком состоянии или когда упругий элемент деформируется во время высокотемпературного процесса, размером упругого элемента трудно управлять, что в результате приводит к занятости большого пространства в акустической полости. В некоторых вариантах осуществления датчик вибрации может дополнительно содержать ограничительный элемент и ограничительный элемент располагается между упругим элементом и корпусом для ограничения пути протекания упругого элемента в высокотемпературном состоянии, упрощая, таким образом, управление размером упругого элемента. На фиг. 7 схематично представлена конструкция датчика 500 вибрации, соответствующая некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 7, датчик 500 вибрации содержит приемник 510 вибрации, акустический преобразователь 520 и ограничительный элемент 530. Приемник 510 вибрации может содержать корпус 511 и блок 512 вибрации. Корпус 511 может быть присоединен к акустическому преобразователю 520 для образования инкапсулированной конструкции с акустической полостью. Блок 512 вибрации может быть расположен в акустической полости. Блок 512 вибрации может разделить акустическую полость на первую акустическую полость 513 и вторую акустическую полость 514. Блок 512 вибрации может содержать элемент 5121 массы и упругий элемент 5122. Упругий элемент 5122 может присоединяться вокруг боковой стенки элемента 5121 массы, проходить к акустическому преобразователю 520 и напрямую присоединяться к подложке 522. Подложка 522 располагается на акустическом преобразователе 520 и приемник 510 вибрации может быть расположен на подложке 522. Конструкция и компоненты датчика 500 вибрации являются такими же или подобными конструкции и компонентам датчика 200 вибрации, показанного на фиг. 2A. Дополнительное описание конструкции и компонент датчика 500 вибрации можно найти на фиг. 2A и в его описании, которые здесь не повторяются.

В некоторых вариантах осуществления ограничительный элемент 530 расположен между упругим элементом 5122 и корпусом 511. Ограничительный элемент 530 в качестве ограничения воздействует на внешнюю стенку упругого элемента 5122 для управления потоком упругого элемента 5122 во время подготовки приемника 510 вибрации, улучшая, таким образом, управление размером и формой упругого элемента 5122.

В некоторых вариантах осуществления ограничительный элемент 530 может устанавливаться вокруг упругого элемента 5122. Сторона упругого элемента 5122, находящаяся вблизи элемента 5121 массы, физически присоединяется к элементу 5121 массы, а сторона упругого элемента 5122, находящаяся вблизи ограничительного элемента 53, физически присоединяется к ограничительному элементу 530. В некоторых вариантах осуществления ограничительный элемент 530 может быть физически присоединен к подложке 522. В некоторых вариантах осуществления ограничительный элемент 530 может быть или не быть в контакте с корпусом 511.

В некоторых вариантах осуществления высота ограничительного элемента 530 вдоль направления вибрации элемента 5121 массы может быть в пределах 100 мкм - 1000 мкм. Предпочтительно, высота ограничительного элемента 530 вдоль направления вибрации элемента 5121 массы может быть в пределах 110 мкм - 900 мкм. Как другое предпочтение, высота ограничительного элемента 530 вдоль направления вибрации элемента 5121 массы может быть в пределах 120 мкм - 800 мкм. Как другое предпочтение, высота ограничительного элемента 530 вдоль направления вибрации элемента 5121 массы может быть в пределах 130 мкм - 700 мкм. Как другое предпочтение, высота ограничительного элемента 530 вдоль направления вибрации элемента 5121 массы может быть в пределах 40 мкм - 600 мкм. Как другое предпочтение, высота ограничительного элемента 530 вдоль направления вибрации элемента 5121 массы может быть в пределах 150 мкм - 500 мкм. Как другое предпочтение, высота ограничительного элемента 530 вдоль направления вибрации элемента 5121 массы может быть в пределах 160 мкм - 400 мкм. Как другое предпочтение, высота ограничительного элемента 530 вдоль направления вибрации элемента 5121 массы может быть в пределах 170 мкм к 300 мкм. Как другое предпочтение, высота ограничительного элемента 530 вдоль направления вибрации элемента 5121 массы может быть в пределах 180 мкм - 200 мкм. И еще более предпочтительно, высота ограничительного элемента 530 вдоль направления вибрации элемента 5121 массы может быть равна высоте элемента 5121 массы. Настоящее раскрытие не ограничивает материал и/или плотность ограничительного элемента 530, например, ограничительный элемент 530 может быть изготовлен из непроницаемого металлического материала.

В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере один третий апертурный участок 5111 может быть обеспечен в корпусе 511 и проходить через корпус 511. Конструкция третьего апертурного участка 5111 является такой же или подобной конструкции первого апертурного участка 21213, как она может быть описан со ссылкой на фиг. 2A, и ее описание здесь не повторяется. Третий апертурный участок 5111 может позволить циркуляции внешнего газа во второй акустической полости 514, уравнивая, таким образом, изменение давления воздуха во второй акустической полости 514, вызванное изменениями температуры во время подготовки датчика 500 вибрации (например, во время пайки оплавлением), и уменьшая или предотвращая повреждение компонент датчика 500 вибрации, вызванное изменением давления воздуха, например, при растрескивании, деформации и т. д. Кроме того, третий апертурный участок 5111 может использоваться для уменьшения поглощения, создаваемого газом во второй акустической полости 514, когда элемент 5121 массы вибрирует.

В некоторых вариантах осуществления звук за счет воздушной проводимости в среде может отрицательно влиять на характеристики используемого датчика 500 вибрации. Для уменьшения влияния звука за счет воздушной проводимости в среде третий апертурный участок 5111 на корпусе 511 может быть герметизирован, используя герметизирующий материал после завершения подготовки датчика 500 вибрации, например, после пайки оплавлением. Только для примера, материал изоляции может содержать эпоксидный клей, силиконовый герметик и т. д. или любое их сочетание. В некоторых вариантах осуществления корпус 511 может также не иметь третьего апертурного участка 5111.

Следует заметить, что приведенное выше описание фиг. 7, относящее к датчику 500 вибрации и его компонентам, служит только для примера и иллюстрации только и не ограничивает область применения этого настоящего раскрытия. Специалисты в данной области техники, руководствуясь настоящим раскрытием, могут вносить различные коррекции и изменения в датчике 500 вибрации. Например, корпус 511 может контактировать (например, быть физически присоединен) или быть косвенно соединен с акустическим преобразователем 520. Эти поправки и изменения продолжают действовать в рамках объема защиты настоящего раскрытия. Следует заметить, что ограничительный элемент 530, показанный на фиг. 7, может также применяться к датчику вибрации, показанному на фиг. 2A-6D. Кроме того, элемент 5121 массы, показанный из фиг. 7, представлен только для примера и его описание конкретной формы и конструкции может узнать, обратившись к содержанию фиг. 2A-6D, которые здесь повторно не описываются.

На фиг. 8 схематично представлена конструкция датчика 600 вибрации, соответствующего некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 8, датчик 600 вибрации содержит приемник 610 вибрации и акустический преобразователь 620. Приемник 610 вибрации может содержать корпус 611 и блок 612 вибрации. Корпус 611 может быть присоединен к акустическому преобразователю 620 для образования инкапсулированной конструкции с акустической полостью, блок 612 вибрации может быть расположен в акустической полости и блок 612 вибрации может разделять акустическую полость на первую акустическую полость 613 и вторую акустическую полость 614. Блок 612 вибрации может содержать элемент 6121 массы и упругий элемент 6122 с элементом 6121 массы, соединяемым с корпусом 611 через упругий элемент 6122. Конструкция и компоненты датчика 600 вибрации являются такими же или подобными конструкции и компонентам датчика 200 вибрации, изображенного на фиг. 2A, и описание фиг. 2A здесь повторяться не будет.

В некоторых вариантах осуществления упругий элемент 6122 защелкивается с внешней стороной элемента 6121 массы, в котором внутренняя сторона упругого элемента 6122 физически соединяется с элементом 6121 массы, а внешняя сторона упругого элемента 6122 физически соединяется с корпусом 611. В некоторых вариантах осуществления упругий элемент 6122 и подложка 622 находятся на определенном расстоянии в направлении вибрации элемента 6121 массы, где упругий элемент 6122, элемент 6121 массы, корпус 611 и подложка 622 образуют первую акустическую полость 613; упругий элемент 6122, элемент 6121 массы и корпус 611 образуют вторую акустическую полость 614. При образовании первой акустической полости 613 и второй акустической полости 614 высота элемента 6121 массы может управляться посредством зажимного приспособления (не показанного на фиг. 8), например, путем помещения элемента 6121 массы на зажимное приспособление, подъема элемента 6121 массы, используя высоту самого зажимного приспособления, и затем соединения элемента 6121 массы с корпусом 611 через упругий элемент 6122. Осуществляя управление высотой элемента 6121 массы, высота первой акустической полости 613 и второй акустической полости 614 могут управляться более надежно. В некоторых вариантах осуществления толщина упругого элемента 6122 вдоль направления вибрации элемента 6121 массы равна толщине элемента 6121 массы. В некоторых вариантах осуществления толщина упругого элемента 6122 вдоль направления вибрации элемента 6121 массы меньше или больше, чем толщина элемента 6121 массы.

На фиг. 9 схематично представлена конструкция приемопередатчика 610 вибрации, соответствующая некоторым вариантам осуществления настоящего раскрытия. Как показано на фиг. 9, в некоторых вариантах осуществления, толщина упругого элемента 6122 вдоль направления вибрации элемента 6121 массы больше, чем толщина элемента 6121 массы, где стороны упругого элемента 6122 вдоль направления вибрации элемента 6121 массы могут выступать относительно сторон элемента 6121 массы, чтобы увеличивать площадь соединения между упругим элементом 6122 и элементом 6121 массы, повышая, таким образом, их прочность соединения.

В некоторых вариантах осуществления элемент 6121 массы может быть снабжен апертурным участком 630. Апертурный участок 630 может проникать через элемент 6121 массы для соединения первой акустической полости 613 и второй акустической полости 614, выравнивая, таким образом, изменение давления воздуха в первой акустической полости 613 и во второй акустической полости 614, возникающее за счет изменения температуры во время подготовки датчика 600 вибрации (например, во время пайки оплавлением), уменьшая или предотвращая повреждение компонентов датчика 200 вибрации, вызванное такими изменениями давления воздуха, например, растрескивание, деформация и т. д. В некоторых вариантах осуществления корпус 611 может быть снабжен апертурным участком 630 и апертурный участок 630 может проходить сквозь корпус 611 для соединения второй акустической полости 614 с внешней средой. Апертурный участок 630 может использоваться для уменьшения поглощения, создаваемого газом во второй акустической полости 614 при вибрации элемента 6121 массы. Форма и конструкция апертурного участка 630 могут упоминаться в соответствующих описаниях первого апертурного участка, второго апертурного участка и третьего апертурного участка в других местах при описании вариантов осуществления настоящего раскрытия, таких как фиг. 2A и связанные с ним материалы.

Следует заметить, что описания фиг. 8 и 9, приведенные выше в отношении датчика 600 вибрации и его компонент, служат только для примера и иллюстрации и не ограничивают область применения настоящего раскрытия. Специалисты в данной области техники, руководствуясь приведенным раскрытием, могут вносить различные исправления и изменения в датчик 600 вибрации. Например, ни корпус 611, ни элемент 6121 массы не имеют апертурного участка 630 или, как корпус 611, так и элемент 6121 массы снабжены апертурным участком 630. Такие поправки и изменения остаются в рамках объема защиты настоящего раскрытия.

Выше была описана базовая концепция. Специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что приведенное выше подробное раскрытие является только примером и не устанавливает ограничений настоящего раскрытия. Хотя здесь явно не указано, специалисты в данной области техники могут вносить в настоящее раскрытие различные модификации, улучшения и поправки. Эти модификации, изменения и улучшения предполагаются предлагаемыми настоящим раскрытием и находятся в рамках сущности и объема защиты примерных вариантов осуществления настоящего раскрытия.

Кроме того, для описания вариантов осуществления настоящего раскрытия использовалась определенная терминология. Такие выражения, как "один из вариантов осуществления", "вариант осуществления" и/или "некоторые варианты осуществления", означают определенную признак, структуру или характеристику, связанные по меньшей мере с одним вариантом осуществления настоящего раскрытия. Поэтому следует подчеркнуть и отметить, что две или более ссылок на "вариант осуществления" или "один из вариантов осуществления" или "альтернативный вариант осуществления" в различных местах в настоящем описании не обязательно относятся к одному и тому же варианту осуществления. Кроме того, некоторые признаки, конструкции или функции в настоящем раскрытии одного или более вариантов осуществления могут соответственно объединяться.

Дополнительно, специалисты в данной области техники должны понимать, что подходы этой заявки могут быть проиллюстрированы и описаны в нескольких патентоспособных категориях или ситуациях, включая любой новый и полезный процесс, машину, продукт или сочетание вопросов или сочетание проблем любых новых и полезных улучшений. Соответственно, все подходы настоящего раскрытия могут выполняться полностью аппаратными средствами, могут выполняться полностью программным обеспечением (включая встроенное микропрограммное обеспечение, резидентное программное обеспечение, микрокод и т.д.) или могут выполняться сочетанием аппаратного и программного обеспечения. Вышеупомянутые аппаратные средства или программное обеспечение могут упоминаться как "блок данных", "модуль", "механизм", "блок", "компонент" или "система". Кроме того, подходы настоящего раскрытия могут выглядеть как компьютерный продукт, расположенный на одном или нескольких считываемых компьютером носителях, продукте, содержащем считываемую компьютером управляющую программу.

Компьютерный носитель для хранения данных может содержать распространяющийся сигнал данных компьютерной управляющей программы, содержащейся в нем, например, на основновополосном сигнале или как часть несущей волны. Распространяющийся сигнал может принимать множество обликов, включая в том числе, электромагнитный, оптический и т.д. или соответствующее их сочетание. Компьютерные носители могут быть любыми считываемыми компьютером носителями, кроме считываемых компьютером носителей, которые могут передавать, распространять или передавать программу для использования путем связи с системой исполнения команд, оборудованием или устройством. Управляющая программа компьютерного носителя для хранения данных может передаваться с помощью любого подходящего носителя, включая радио, кабель, оптоволоконный кабель, радиочастоту и т.п. или сочетание любых из вышеупомянутых.

Кодирование компьютерной программы, требующееся для работы различных частей настоящей заявки, может быть записано на любом одном или более языках программирования, в том числе, на языках объектно-ориентированного программирования, такие как Java, Scala, Smalltalk, Eiffel, JADE, Emerald, C++, C#, VB.NET, Python и т.д., стандартных языках процедурного программирования, таких как языки C, Visual Basic, Fortran 2003, Perl, COBOL 2002, PHP, ABAP, языки динамического программирования, такие как Python, Ruby и Groovy или другие языки программирования и т. д. Управляющая программа может работать полностью на компьютере пользователя или как автономный пакет программного обеспечения на компьютере пользователя или частично на компьютере пользователя и частично на удаленном компьютере или полностью на удаленном компьютере или сервере. В последнем случае удаленный компьютер может быть подключен к компьютеру пользователя через любую сеть, такую как локальная сеть (LAN) или глобальная вычислительная сеть (WAN), или к внешнему компьютеру (например, через Интернет), или в среде облачных вычислений, или как услуга Use, например, software as a service (SaaS).

Дополнительно, если в формуле изобретения явно не указано, порядок обработки элементов и последовательностей, описанных в настоящем раскрытии, использование чисел и букв, или использование других имен не предназначены ограничивать порядок процедур и способы настоящего раскрытия. Хотя вышеупомянутое раскрытие обсуждается через различные примеры, которые в настоящее время считаются множеством полезных вариантов осуществления раскрытия, следует понимать, что такие подробности служат исключительно для этой цели и что добавленная формула изобретения не ограничивается раскрытыми вариантами осуществления, а, наоборот, предназначены охватывать модификации и эквивалентные построения, которые находятся в рамках сущности и объема защиты раскрытых вариантов осуществления. Например, хотя реализация различных компонент, описанных выше, может быть осуществлена в устройстве, она может также быть осуществлена только как программное решение, например, установкой на существующем сервере или на мобильном устройстве.

Аналогично, следует понимать, что в предшествующем описании вариантов осуществления настоящего раскрытия, различные признаки иногда группируются вместе в едином варианте осуществления, чертеже или их описании с целью оптимизации помощи в раскрытии для понимания одного или более различных вариантов осуществления. Однако, настоящее раскрытие не означает, что представленный объект раскрытия требует большего количества признаков, чем количество признаков, упомянутых в формуле изобретения. Скорее заявленный предмет изобретения может содержать менее, чем все признаки единого вышеупомянутого раскрытого варианта осуществления.

Некоторые примеры используют числа для описания количества компонент и атрибутов, при этом следует понимать, что такие числа, используемые для описания примеров, в некоторых примерах используют модификаторы "примерно", "приблизительно" или "по существу" для внесения поправок. Если не указано иное, "примерно", "приблизительно" или "по существу" означает, что разрешается изменение в пределах ±20% от установленного числа. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления, числовые параметры, приведенные в описании и формуле изобретения, являются приближениями, которые могут варьироваться в зависимости от желаемых характеристик отдельных вариантов осуществления. В некоторых вариантах осуществления числовые параметры должны учитывать указанные значащие цифры и использовать общий способ округления цифр. Несмотря на то, что числовые поля и параметры, используемые в некоторых вариантах осуществления настоящего раскрытия для подтверждения ширины их диапазонов, являются приближениями, в конкретных вариантах осуществления такие численные значения устанавливаются настолько точно, насколько это реально возможно.

Каждый патент, патентная заявка, публикация патентной заявки и другой материал, такой как статья, книга, спецификация, публикация, документ и т. д., процитированные в этой заявке, настоящим включены посредством ссылки во всей их полноте. Архивные материалы по заявке, которые несовместимы или противоречат содержанию настоящей заявки, исключаются, как документы (в настоящее время или впоследствии добавленные к этой заявке), ограничивающие самый широкий объем формулы изобретения настоящей заявки. Следует заметить, что если существует какое-то несоответствие или противоречие между описаниями, определениями и/или терминами, используемым в приложенных материалах этой заявки и в содержании настоящей заявки, то описания, определения и/или термины, используемые в настоящей заявке, должны превалировать.

Наконец, следует понимать, что варианты осуществления, описанные в настоящем раскрытии, являются просто иллюстрацией принципов вариантов осуществления настоящего раскрытия. Другие модификации, которые могут использоваться, могут попадать в рамках настоящего раскрытия. Таким образом, как пример, но не для ограничения, альтернативные конфигурации вариантов осуществления настоящего раскрытия могут использоваться в соответствии с приведенными здесь принципами. Соответственно, варианты осуществления настоящего раскрытия не ограничиваются именно тем, что показано и описано.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к вибрационным датчикам. Датчик вибрации содержит приемник вибрации, содержащий корпус и блок вибрации, причем корпус формирует акустическую полость, блок вибрации расположен в акустической полости и делит акустическую полость на первую акустическую полость и вторую акустическую полость; и акустический преобразователь, акустически соединенный с первой акустической полостью, при этом корпус выполнен с возможностью формирования вибрации на основе сигнала внешней вибрации и блок вибрации выполнен с возможностью изменять звуковое давление в первой акустической полости в ответ на вибрацию корпуса, вызывая формирование электрического сигнала акустическим преобразователем; блок вибрации содержит элемент массы и упругий элемент, площадь элемента массы, находящегося на стороне, дальней от акустического преобразователя, меньше, чем площадь элемента массы, находящегося на стороне, ближней к акустическому преобразователю, и упругий элемент присоединен вокруг боковой стенки элемента массы. В поперечном сечении элемента массы в направлении его вибрации соединительная линия между краем элемента массы на стороне, дальней от акустического преобразователя, и краем элемента массы на стороне, ближней к акустическому преобразователю, образует угол с направлением вибрации элемента массы, причем угол находится в пределах 10-80°. Технический результат - повышение конструктивной стабильности, а также чувствительности датчика. 8 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. Датчик вибрации, содержащий:

приемник вибрации, содержащий корпус и блок вибрации, причем корпус формирует акустическую полость и блок вибрации расположен в акустической полости и делит акустическую полость на первую акустическую полость и вторую акустическую полость; и

акустический преобразователь, акустически соединенный с первой акустической полостью, при этом

корпус выполнен с возможностью формирования вибрации на основе сигнала внешней вибрации и блок вибрации выполнен с возможностью изменять звуковое давление в первой акустической полости в ответ на вибрацию корпуса, вызывая формирование электрического сигнала акустическим преобразователем;

блок вибрации содержит элемент массы и упругий элемент, площадь элемента массы, находящегося на стороне, дальней от акустического преобразователя, меньше, чем площадь элемента массы, находящегося на стороне, ближней к акустическому преобразователю, и упругий элемент присоединен вокруг боковой стенки элемента массы;

в поперечном сечении элемента массы в направлении его вибрации соединительная линия между краем элемента массы на стороне, дальней от акустического преобразователя, и краем элемента массы на стороне, ближней к акустическому преобразователю, образует угол с направлением вибрации элемента массы, причем угол находится в пределах 10-80°.

2. Датчик вибрации по п. 1, в котором элемент массы содержит первый элемент массы и второй элемент массы, причем второй элемент массы расположен вблизи акустического преобразователя, а первый элемент массы расположен на стороне второго элемента массы, дальней от акустического преобразователя, площадь поперечного сечения первого элемента массы, перпендикулярного направлению вибрации элемента массы, меньше, чем площадь поперечного сечения второго элемента массы, перпендикулярного направлению вибрации элемента массы.

3. Датчик вибрации по п. 2, в котором упругий элемент содержит первый упругий участок и второй упругий участок, причем два конца первого упругого участка соединены соответственно с боковой стенкой первого элемента массы и со вторым упругим участком, и второй упругий участок проходит в направлении акустического преобразователя и соединен с ним.

4. Датчик вибрации по п. 3, в котором первый упругий участок содержит первую боковую поверхность и вторую боковую поверхность, причем первая боковая поверхность соединена с боковой стенкой первого элемента массы, а вторая боковая поверхность соединена с поверхностью, обращенной ко второй акустической полости на втором элементе массы.

5. Датчик вибрации по п. 3 или 4, в котором боковая стенка второго элемента массы соединена со вторым упругим участком.

6. Датчик вибрации по п. 1, в котором:

упругий элемент присоединен вокруг боковой стенки элемента массы и между упругим элементом и корпусом обеспечен ограничительный элемент.

7. Датчик вибрации по п. 1, в котором:

элемент массы содержит полукруглую канавку, причем полукруглая канавка расположена на стороне элемента массы вдоль направления вибрации элемента массы.

8. Датчик вибрации по п. 7, в котором элемент массы содержит первый апертурный участок, причем первый апертурный участок соединяет первую акустическую полость и вторую акустическую полость, и первый апертурный участок расположен в полукруглой канавке.

9. Датчик вибрации по п.1, в котором:

упругий элемент проходит в корпус.