[發(fā)明專利]基于激光衍射原理的聲音檢測設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310503519.7
• 申請日: 2013-10-23
• 公開（公告）號: CN103557928A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李嘉祺;王啟銀;白英;呂利軍;王忠;施俊國;李增強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;山西省電力公司大同供電分公司
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00
• 代理公司: 北京天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11386
• 代理人: 龐許倩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聲音檢測領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及利用激光進(jìn)行檢測的聲音檢測設(shè)備。

背景技術(shù)

隨著科技的發(fā)展，人們根據(jù)聲波的特性，制造了多種多樣的用于聲音檢測的儀器，從早期的有線聲音檢測，到后來的微型話筒聲音檢測等。

采用激光技術(shù)進(jìn)行聲音檢測，可以聽到人無法接近的房間內(nèi)的聲音信息。其基本原理就是利用一束看不見的紅外激光發(fā)射到該房間的玻璃上，由于聲音會引起玻璃的微小振動，通過接收由玻璃或鏡子反射回來的激光，采集振動信息，將振動再還原成聲音，就能實現(xiàn)遠(yuǎn)距離聲音檢測。這種聲音檢測可以用于各種領(lǐng)域，例如，在發(fā)生礦難時輔助對井下人員的救援、對犯罪分子進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)聽等。

目前聲音振動采集方法有幾種，包括：一、檢測反射回來的激光光點位置(面積)發(fā)生的變化，用硅光電池接收反射回被光調(diào)制后的激光信號；二、基于光電三極管，直接讓振動物體反射回來的激光照射在光電接收器上，將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，并經(jīng)過信號放大與處理，將電信號還原成聲音。

其實這些方法的根本原理都是直接檢測反射回來的激光照射在接收面上的位移變化，通過記錄位移變化再推算玻璃的振動，所以誤差比較大，檢測回的振動信息不精確，尤其當(dāng)屋內(nèi)聲音小，窗戶玻璃振動極其微小的情況下，聲音很難辨別。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺點，本發(fā)明提出了一種新的聲音檢測設(shè)備，其測量誤差小，檢測效果好。

具體而言，本發(fā)明提供一種基于激光衍射原理的聲音檢測設(shè)備，其用于對聲音源所發(fā)出的聲音進(jìn)行檢測，所述聲音檢測設(shè)備包括：第一紅外激光器、第二激光器、電控狹縫、光電檢測裝置、信號處理裝置、接收屏、亮度采集模塊、聲音還原裝置，其特征在于，

所述第一紅外激光器用于以一預(yù)定入射角度朝向所述聲音源附近的可振動物體發(fā)射紅外激光，所述可振動物體能夠至少部分反射所述紅外激光；

電控狹縫包括第一擋板和第二擋板，所述第一檔板固定在擋板參考位置，所述第二擋板能夠在所述信號處理裝置的控制下相對于所述第一檔板運(yùn)動；

所述光電檢測裝置用于接收從所述可振動物體反射的紅外激光，并且產(chǎn)生代表所述紅外激光照射在所述光電檢測裝置上的位置的信號；

所述信號處理裝置基于所述信號確定所述紅外激光照射在所述光電檢測裝置上的位置并根據(jù)所述紅外激光照射在所述光電檢測裝置上的位置控制所述第二擋板相對于所述第一檔板的位置；

所述第二激光器位于所述電控狹縫的一側(cè)朝向所述電控狹縫持續(xù)發(fā)射激光；

所述接收屏位于所述電控狹縫的另一側(cè)，用于接收所述第二激光器發(fā)出的經(jīng)所述電控狹縫衍射而得到的激光衍射條紋；

所述亮度采集模塊接收來自所述接收屏的信號，并且確定所述接收屏上獲得的中心衍射條紋的亮度，并根據(jù)所述中心衍射圖案的亮度確定所述電控狹縫的寬度；

所述聲音還原裝置根據(jù)所述電控狹縫的寬度，確定所述光電檢測裝置上接收的紅外激光的位置相對于預(yù)定參考位置的位移，并根據(jù)所述位移隨時間的變化來還原所述可振動物體隨時間的振動，從而還原所述聲音源發(fā)出的聲音。

優(yōu)選地，所述信號處理裝置控制電控狹縫的第二檔板的位置，使得所述電控狹縫的寬度等于或正比于所述紅外激光照射在所述光電檢測裝置上的位置與紅外激光照射在所述光電檢測裝置上的參考位置之間的距離。

優(yōu)選地，所述預(yù)定參考位置為所述可振動物體距離所述第一紅外激光器的垂直距離最小時，所述紅外激光經(jīng)可振動物體反射后照射在所述光電檢測裝置上的位置。

優(yōu)選地，所述聲音還原裝置根據(jù)所述接收屏上的中心衍射條紋的亮度隨時間的變化確定所述電控狹縫的寬度隨時間的變化。

優(yōu)選地，所述亮度采集模塊基于所述電控狹縫的寬度隨時間的變化確定所述紅外激光照射在所述光電檢測裝置上的位置與紅外激光所照射的參考位置之間的距離隨時間的變化。

優(yōu)選地，所述聲音還原裝置基于所述紅外激光照射在所述光電檢測裝置上的位置與所述預(yù)定參考位置之間的距離隨時間的變化確定所述可振動物體的振動位移隨時間的變化，并且基于所述可振動物體的振動位移隨時間的變化還原聲音源所發(fā)出的聲音。

附圖說明

圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的聲音檢測設(shè)備的示意圖；

圖2示出了采用圖1所示的聲音檢測設(shè)備中的電控狹縫對激光進(jìn)行衍射所得到的衍射條紋。

具體實施方式