[發(fā)明專利]利用壓強采集次聲波的葫蘆形共振腔體傳感器及演示裝置

在審

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• 申請日: 2015-01-26
• 公開（公告）號: CN104596637A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發(fā)明（設計）人: 李益民;仲照東
• 申請（專利權）人: 深圳職業(yè)技術學院
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 江裕強;何淑珍

技術領域

本發(fā)明涉及次聲波探測技術領域，具體涉及一種利用壓強采集次聲波的葫蘆形共振腔體傳感器及演示裝置。

背景技術

次聲波頻率在0~20Hz之間，由于頻率很低，次聲波是一種人耳聽不到的低頻波。次聲波在大氣中傳播時會引起空氣的擾動，從而引起空氣的壓力、密度及空氣質點的微小位移。檢測次聲波時如捕捉到這些微小的空氣變化，就可獲得次聲波的許多參量。

可以實現次聲波采樣已有的傳感器有許多種，如表1所示，采用的測試原理和方法也有很多種。

表1

傳感器種類特點壓電陶瓷式輸出的直流響應差，對于次聲波的接收反應不靈敏。外力作用在壓電元件上產生的電荷只有在無泄漏的情況下才能保存，抗干擾差，桌子的振動，風的吹動都會引起電勢差的較大變化。動圈式話筒通過與振膜緊密相連的導線線圈根據聲壓變化在磁場中不斷運動來完成。具有較好的抗干擾性，但是受力面積太小，信號很弱，導致靈敏度太低。電容式把被測的機械量，如位移、壓力等轉換為電容量變化，電容變化量靈敏度低。

以上的方法都有各自的局限性，本發(fā)明采用了一種全新的測試方法，即基于氣體壓強變化的測試方法。次聲波接收傳感器是通過測量空氣中微小氣流變化而感應次聲波信號的，由于次聲波的聲壓很小，只有幾十到幾百Pa的數量級，這種聲壓引起的氣流變化是比較微小的，引起的機械膜片變形也是極為微小的，因此，想用一個很小的機械截面在次聲波中引起的機械位移直接檢測到次聲波形信號是非常困難的。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服上述現有技術存在的不足，提供利用壓強采集次聲波的葫蘆形共振腔體傳感器及演示裝置，該傳感器的測試原理是通過測量次聲波引起傳感器腔體內氣體壓強變化而檢測次聲波強度。

利用壓強采集次聲波的葫蘆形共振腔體傳感器，其包括葫蘆形共振腔體和氣體壓強傳感器；葫蘆形共振腔體包括相互連通的第一腔體101和第二腔體102，第一腔體體積小于和第二腔體體積；第一腔體的一端開口，用于接收次聲波信號，另一端與第二腔體連通形成葫蘆形結構；第二腔體的底部即葫蘆形共振腔體與氣體壓強傳感器的氣體輸入端連接。

進一步優(yōu)化的，所述氣體壓強傳感器采用微氣壓計，所述微氣壓計靠外界空氣壓力變化引起微氣壓計腔體內外壓力不平衡而導致膜片變形，通過膜片變形輸出相應的變化電壓信號。

進一步優(yōu)化的，所述葫蘆形共振腔體的密封材料采用透明薄膜。

進一步優(yōu)化的，所述透明薄膜采用保鮮膜。

進一步優(yōu)化的，所述葫蘆形共振腔體的體積大于氣體壓強傳感器內部腔體的體積。

進一步優(yōu)化的，所述第一腔體的一端開口面積大于氣體壓強傳感器的氣體輸入端面積。

本發(fā)明還提供了利用壓強采集次聲波的葫蘆形共振腔體傳感器的次聲波演示裝置，其特征在于包括次聲波發(fā)生器、所述葫蘆形共振腔體傳感器、信號采集處理器，葫蘆形共振腔體傳感器的輸出與信號采集處理器的輸入連接，信號采集處理器用于采集、處理及顯示次聲波信號。