本實用新型涉及電子終端設備,更具體地說,涉及一種電子設備及麥克風防水結構。
背景技術:
相關技術中的涉及麥克風防水的高級別防水(如IPX8)電子產品的設計中,普遍使用的方法是用防水透氣膜(或防水膜)將麥克風本體和外界隔離。
典型的剖面圖如圖4所示(其中省略了和IPX8防水無關的防塵網),該防水結構包括殼體1,麥克風2,防水透氣膜3,導音孔4,膜前音腔5,膜后音腔6,防水膜3可以阻止水通過導音孔4、膜前音腔5進入膜后音腔6和麥克風2,達到防水的目的。另外也可以把防水透氣膜3直接貼在麥克風2上或導音孔4的內側,也可以達到防水的目的。但這些方法都需要用到防水透氣膜。防水透氣膜的使用會改變拾音部分的電聲性能,降低系統的靈敏度,同時增加物料成本。
技術實現要素:
本實用新型要解決的技術問題在于,提供一種改進的電子設備及麥克風防水結構。
本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:構造一種麥克風防水結構,包括殼體和麥克風;
所述麥克風與所述殼體對應組裝,所述殼體上設有讓聲音向所述麥克風傳遞的導音通道;
所述麥克風和所述殼體之間設有密封結構,以在所述麥克風與所述導音通道的內端之間形成僅能由所述導音通道與外界連通的密閉空間,讓水在進入導音通道后,依靠表面張力的作用,停留在導音通道內,防止水從所述導音通道進入到所述密閉空間。
優選地,所述導音通道包括一個導音孔,所述導音孔為細長結構。
優選地,所述導音通道的體積滿足以下公式:其中:
V1為導音通道的體積;
PW為麥克風浸入水中后的大氣氣壓和進入導音通道后的水柱向所述密閉空間內的壓力;
P0為大氣氣壓;
V為密閉空間的體積。
優選地,所述密閉空間包括連通在所述導音通道和所述麥克風之間的音腔。
優選地,所述音腔的體積大于等于0。
優選地,所述導音通道與所述音腔同軸或與所述音腔呈夾角設置。
優選地,所述導音通道呈直伸孔結構;或,所述導音通道呈階梯孔結構;或,所述導音通道包括連通的至少兩段通孔結構。
優選地,所述密封結構包括覆蓋在所述麥克風的背面和所述殼體之間的密封層。
優選地,所述密封層包括密封膠。
本實用新型還構造一種電子設備,包括所述的麥克風防水結構。
實施本實用新型的電子設備及麥克風防水結構,具有以下有益效果:本實用新型的麥克風防水結構在水在進入導音通道后,由于表面張力的作用,會停留在導音通道內,對密閉空間形成擠壓,在外界的壓力和水的壓力對密閉空間的壓力不超過特定壓力情況下,使得除導音通道外,對水和空氣是一個密閉的容器,可防止水進入到密閉空間造成麥克風的功能失效。
附圖說明
下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明,附圖中:
圖1是本實用新型實施例中的麥克風防水結構的剖面結構示意圖;
圖2是圖1中的麥克風防水結構未浸入水中時的密閉空間和導音通道的體積示意圖;
圖3是圖1中的麥克風防水結構浸入水中時的密閉空間和導音通道的體積變化示意圖;
圖4是背景技術中麥克風防水結構示意圖。
具體實施方式
為了對本實用新型的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解,現對照附圖詳細說明本實用新型的具體實施方式。
如圖1所示,本實用新型一個優選實施例中的電子設備包括殼體1和麥克風2,麥克風2與殼體1對應組裝,殼體1上設有讓聲音向麥克風2傳遞的導音通道7。麥克風2和殼體1之間設有密封結構8,以在麥克風2與導音通道7之間形成僅能由導音通道7與外界連通的密閉空間A,讓水在進入導音通道7后,依靠表面張力的作用,停留在導音通道7內,防止水從導音通道7進入到密閉空間A。
該結構設置方式在殼體1和麥克風2之間形成麥克風防水結構,密封結構8使麥克風2和殼體1之間完全密封,讓殼體1、麥克風2形成只能通過導音通道7與外界進行空氣交換的密閉空間A。水在進入導音通道7后,由于表面張力的作用,會停留在導音通道7內,對密閉空間A形成擠壓,在外界的壓力和水的壓力對密閉空間A的壓力不超過特定壓力情況下,使得除導音通道7外,對水和空氣是一個密閉的容器,可防止水進入到密閉空間A造成麥克風2的功能失效。電子設備可以為通訊終端設備,也可為其他帶有麥克風2的電子設備。
密封結構8包括覆蓋在麥克風2的背面和殼體1之間的密封層,使麥克風2底部和殼體1內部完全密閉,密封層包括密封膠,對麥克風2的背面和與麥克風2背面對應的殼體1表面涂覆覆蓋。在其他實施例中,麥克風2的背面外殼也可為密封,密封結構8則只需要在麥克風2的外殼和殼體1的配合面之間進行密封即可。
在本實施例中,導音通道7包括一個導音孔,麥克風2的外形通常不大,為了減小水在導通通道的流動,導音孔要做成一個細長結構的通道,相當于一個細管,保證進入的水由于表面張力的作用只能形成水柱,而不能沿壁面自由流淌。當麥克風2的結構較大時,可對應的設置多個導音孔,讓導音孔盡量的細。
優選地,導音孔呈直伸孔結構,便于加工。在其他實施例中,導音孔也可呈階梯孔結構,包括外形大小不同的多段孔連通形成;導音孔也可為彎折結構,包括連通的至少兩段通孔結構連通形成。
結合圖2所示,進一步地,密閉空間A包括連通在導音通道7和麥克風2之間的音腔A1,以及位于麥克風2內部被空氣占據的體積。
導音通道7與音腔A1同軸設置,在其他實施例中,導音通道7也可與音腔A1呈夾角設置。在一些實施例中,音腔A1的體積可以大于0,由于麥克風2的微型化,也可不設置音腔A1,則音腔A1的體積等于0。
導音通道7的體積為V1,音腔A1的體積為V2,麥克風2內部被空氣占據的體積為V3,V3可以通過麥克風2規格或結構計算出來,V1、V2、V3的剖面可以用圖2表示。
沒有浸入水中時,密閉空間A和導音通道7內空氣的氣壓和外面的大氣壓是一樣的,表示為P0,密閉空間A和導音通道7內氣體的體積為:
V=V1+V2+V3 (1)
浸入水中后如圖3所示,在外部壓氣壓和水壓PW的作用下,一部分水會被壓入導音通道7,形成水柱,假設內部壓力和外部壓力達到平衡后水柱的體積為VW。如果不考慮環境溫度的變化,根據氣體的狀態方程,可以得到如下關系式:
P0V=PW(V-VW) (2)
即
如果水柱的體積VW小于導音孔的體積V1,水就不會進入到音腔A1,也就不會和麥克風2接觸,對其造成損壞。因此可以到達防水的目的。
也就是說通過適當設計導音孔和音腔A1的體積,使導音通道7的體積滿足以下公式:
其中:
V1為導音通道7的體積;
PW為麥克風2浸入水中后的大氣氣壓和進入導音通道7后的水柱向密閉空間A內的壓力;
P0為大氣氣壓;
V為密閉空間A和導音通道7的體積和。
導音通道7的體積滿足該條件可以達到IPX8防水等級,使防水等級得到了很大提升,降低了成本和設計難度。
為了驗證,我們在一款要求滿足IPX8要求的產品中用滿足以上要求的設計實現了麥克風2防水,其設計的具體要求是浸入2米深的海水中,1小時候后取出,功能正常。
選用的一款麥克風2的直徑是4.0mm,高度是1.6mm,根據其結構估算40%的體積可以被空氣占據,音腔A1直徑2.2mm,高度1.0mm,導音孔直徑1.2mm,長度4mm。取P0為海平面的大氣壓,P0=10.34米水柱,PW=P0+2=12.34米水柱。由這些數據可以算出導音孔的體積V1=4.52mm3,總體積V=16.37mm3。將這些參數代入公式(3)可以算出VW=2.65mm3。
由于滿足VW<V1的條件,很好地實現了防水的目的。
可以理解地,上述各技術特征可以任意組合使用而不受限制。
以上所述僅為本實用新型的實施例,并非因此限制本實用新型的專利范圍,凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換,或直接或間接運用在其他相關的技術領域,均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內。