[发明专利]声共振开关装置

说明书

本发明提供了一种声共振开关装置，该声共振开关装置包括共振腔组件、悬臂梁、开关触点和下侧静电电极。共振腔组件设有共振腔和通联孔，通联孔位于共振腔组件的顶部且与共振腔连通；悬臂梁作为上侧静电电极，设置在共振腔组件的顶部处且能绕轴转动，悬臂梁包括位于轴的两侧的第一悬臂部和第二悬臂部，第一悬臂部与通联孔正对；开关触点包括上触点和两个下触点，上触点绝缘地设置在第二悬臂部上；两个下触点设置在共振腔组件的顶部上且间隔开地位于上触点的下方；下侧静电电极设置在共振腔组件的顶部上且位于第二悬臂部的下方。本发明不需要消耗电源能量也可以实时、连续监测目标频率的声音信号，极大地延长了终端声音监测设备的续航时间。

技术领域

本发明属于电工电子技术和物联网应用领域，尤其是涉及一种声共振开关装置。

背景技术

在声音监测应用中，终端电子设备需长时间、连续监测声音信号，从而识别、捕获目标声音信号。一种手段是利用麦克风连续采集声音信号，并由后端数据处理芯片进行声音信号的分析识别，在这种监测方式中，麦克风会一直消耗能量，用于声音信号的采集与分析处理。在目标声音信号出现频率极低的应用场景中，采用常规的麦克风来连续采集声音信号，会使终端电子设备的能源大量损耗于捕捉与分析非目标声音信号，降低了终端装置的续航时间，影响了声音监测网络的部署。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种声共振开关装置，不需要消耗电源能量也可以实时、连续监测目标频率的声音信号，可以极大地延长终端声音监测设备的续航时间。

根据本发明实施例的声共振开关装置，包括：

共振腔组件，所述共振腔组件设有共振腔和通联孔，所述通联孔位于所述共振腔组件的顶部且与所述共振腔连通；

悬臂梁，所述悬臂梁作为上侧静电电极，设置在所述共振腔组件的顶部处且能绕轴转动，所述悬臂梁包括位于所述轴的两侧的第一悬臂部和第二悬臂部，所述第一悬臂部与所述通联孔正对；

开关触点，所述开关触点包括上触点和两个下触点，所述上触点绝缘地设置在所述第二悬臂部上；两个所述下触点设置在所述共振腔组件的顶部上且间隔开地位于所述上触点的下方；

下侧静电电极，所述下侧静电电极设置在所述共振腔组件的顶部上且位于所述第二悬臂部的下方。

根据本发明实施例的声共振开关装置，通过设置共振腔和通联孔，使得外部声音可以通过通联孔进入到共振腔中，从通联孔进入共振腔中的声音，经共振腔共振放大，作用于第一悬臂部，使悬臂梁绕轴转动，当目标声音出现时，悬臂梁的转动幅度会达到最大，然后在下侧静电电极与第二悬臂部之间的静电力的作用下，悬臂梁会失稳直接转动至上触点和两个下触点接触导通并保持，应用在声音监测系统中时，可以使得声音监测系统的回路导通，声音监测系统中射频信号发射装置发射射频信号，从而实现对目标声音的检测。当目标频率的声音信号未出现时，上触点与两个下触点处于断开状态，整个声共振开关装置处于不通电状态，不会消耗电源的能量。综上，本发明的声共振开关装置可以在零功耗的状态下，实现对特定频率的目标声音实时、长期、连续地监测，只有在检测到目标声音时，才需要消耗电源的能量，极大地降低了声音监测系统的功耗，延长了声音监测系统的续航时间，有利于降低声音监测网络的部署成本。

在一些实施例中，所述第二悬臂部设有镂空部。

在一些实施例中，所述下侧静电电极为单电极或分布式多电极。

在一些实施例中，所述上触点在所述第二悬臂部上的位置远离所述轴。

在一些实施例中，所述声共振开关装置基于共振原理实现声音信号的频率选择，以感知特定频率的目标声音信号。

在一些实施例中，所述声共振开关装置通过改变所述悬臂梁的结构、改变所述悬臂梁的尺寸，或/和改变共振腔的大小，来调节共振频率的大小。