[發(fā)明專(zhuān)利]聲聚焦傳感器的制作方法和聲聚焦傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410166541.1
• 申請(qǐng)日: 2014-04-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103968935B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸國(guó)俊;易滿(mǎn)成;舒乃秋;李智寧;楊鵬;方健;顧春暉;蘇海博;黃強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣州供電局有限公司;武漢大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01H11/06
• 分類(lèi)號(hào): G01H11/06;G01R31/12
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司44224
• 代理人: 黃曉慶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種聲聚焦傳感器的制作方法，以及一種聲聚焦傳感器。

背景技術(shù)

在污穢絕緣子電氣絕緣強(qiáng)度在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置，聲傳感器是污穢放電聲發(fā)射信號(hào)采集的核心元件，其性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到污穢放電聲發(fā)射信號(hào)原始波形保真度。性能良好的聲傳感器能不失真的將聲發(fā)射信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，可為正確識(shí)別絕緣子污穢放電模式奠定良好的基礎(chǔ)。反之，將直接影響絕緣子污穢放電檢測(cè)的效果。此外，在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置聲傳感器安裝在輸電線(xiàn)路的桿塔上，刮風(fēng)下雨，太陽(yáng)暴曬，處于高溫高濕的惡劣運(yùn)行環(huán)境，因此，聲傳感器的制作必須要考慮上述各種因素的影響。

聲音是一種波，是空氣分子的振動(dòng)。聲傳感器的作用是將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成為電流或電壓信號(hào)，即將聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)而便于處理。污穢絕緣子放電聲發(fā)射信號(hào)具有突發(fā)性和微弱性，因此，亟需能有敏感度較高的、聲壓增益、速度增益、聲強(qiáng)增益較好的聲傳感器。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，本發(fā)明提供一種聲聚焦傳感器的制作方法和一種聲聚焦傳感器，能快速地確定聲聚焦傳感器的大小形狀，該聚焦傳感器中反射鏡形成的聚焦拋物面接收的污穢絕緣子放電聲發(fā)射信號(hào)的靈敏度及信噪比非常高。

一種聲聚焦傳感器的制作方法，包括如下步驟：

根據(jù)預(yù)設(shè)的聚焦拋物面的開(kāi)口半徑及預(yù)設(shè)的入射聲波的頻率，利用下式計(jì)算所述聚焦拋物面的中心角：

其中，α_m為所述中心角，D為所述開(kāi)口半徑，f為所述入射聲波的頻率，K₁為預(yù)設(shè)的聚焦拋物面的放大倍數(shù)，0≤K₁≤12；

根據(jù)所述預(yù)設(shè)的開(kāi)口半徑及所述中心角，利用下式計(jì)算所述聚焦拋物面的焦距：

其中，F(xiàn)為所述焦距，c為聲速；

根據(jù)所述聚焦拋物面的焦距，制作聲聚焦傳感器，其中，所述聲聚焦傳感器包括反射鏡和傳感器，所述反射鏡具有一聚焦拋物面，所述聚焦拋物面的拋物線(xiàn)方程為y²＝2px，F(xiàn)＝p/2，所述傳感器設(shè)置在所述聚焦拋物面的焦點(diǎn)上。

一種聲聚焦傳感器，包括反射鏡和傳感器，所述反射鏡具有一聚焦拋物面，所述傳感器設(shè)置在所述聚焦拋物面的焦點(diǎn)上，所述聚焦拋物面的拋物線(xiàn)方程為y²＝2px，F(xiàn)＝p/2；

其中，

F為所述聚焦拋物面的焦距，c為聲速，α_m為所述聚焦拋物面的中心角，K₁為預(yù)設(shè)的聚焦拋物面的放大倍數(shù)，0≤K₁≤12，f為所述預(yù)設(shè)的入射聲波的頻率；

所述中心角通過(guò)下式計(jì)算得到：

其中，D為預(yù)設(shè)的聚焦拋物面的開(kāi)口半徑。

上述一種聲聚焦傳感器的制作方法和一種聲聚焦傳感器，根據(jù)預(yù)設(shè)的聚焦拋物面的開(kāi)口半徑及預(yù)設(shè)的入射聲波的頻率計(jì)算所述聚焦拋物面的中心角，根據(jù)所述開(kāi)口半徑及所述中心角，計(jì)算所述聚焦拋物面的焦距，聲聚焦傳感器包括反射鏡和傳感器，所述反射鏡具有一聚焦拋物面，根據(jù)上述參數(shù)確定所述聚焦拋物面的拋物線(xiàn)方程，所述傳感器設(shè)置在所述聚焦拋物面的焦點(diǎn)上；根據(jù)上述步驟制作的聲聚焦傳感器，只需要獲取預(yù)設(shè)的幾個(gè)參數(shù)，就能快速地確定聲聚焦傳感器的大小形狀，利用該聲聚焦傳感器中反射鏡形成的聚焦拋物面接收的污穢絕緣子放電聲發(fā)射信號(hào)的靈敏度及信噪比非常高。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明聲聚焦傳感器的制作方法在一實(shí)施例中的流程示意圖。

圖2為聚焦拋物面所形成的球形波陣面在一實(shí)施例中的示意圖。

圖3為反射鏡上聚焦拋物面在一實(shí)施例中的示意圖。

圖4為駐極體傳感器在一實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

如圖1所示，是本發(fā)明聲聚焦傳感器的制作方法的流程示意圖，包括如下步驟：

S11、根據(jù)預(yù)設(shè)的聚焦拋物面的開(kāi)口半徑及預(yù)設(shè)的入射聲波的頻率計(jì)算所述聚焦拋物面的中心角：

其中，α_m為所述中心角，D為所述開(kāi)口半徑，f為所述入射聲波的頻率，K₁為預(yù)設(shè)的聚焦拋物面的放大倍數(shù)，0≤K₁≤12；

S12、根據(jù)所述開(kāi)口半徑及所述中心角，利用下式計(jì)算所述聚焦拋物面的焦距：

其中，F(xiàn)為所述焦距，c為聲速；