声学量传感器剖析.ppt

声学量传感器 制作 AI-303 声学量传感器 内容： 声学量传感器的综述 声学量的基本概念与主要技术指标 声学量传感器原理说明 声学量传感器的应用 声学量传感器的产品与价格 声学量传感器的发展前景 声学量传感器的综述 声传感器是把外界声场中的声信号转换成电信号的传感器。它在通讯、噪声控制、环境检测、音质评价、文化娱乐、超声检测、水下探测和生物医学工程及医学方面有广泛的应用。它的种类很多，按其特点和频率等，将它划分为超声波传感器、声压传感器和声表面波传感器。 声学量的基本概念与主要技术指标 声波：弹性媒质中传播的压力、应力、质点位移、质点速度等的变化或几种变化的综合。 声场：媒质中有声波存在的区域。 声压：有声波时，媒质中的压力与静压的差值。单位为Pa。声压值是时间的函数。一般使用时，声压是有效声压的简称。声压在声场中具有空间分布。 声学量的基本概念与主要技术指标 峰值声压：瞬时声压在规定的时间内最大绝对值 有效声压：媒点上瞬时声压在一个周期内的均方根值。 声压级：声压与基准声压之比的以10为底的对数乘以20，单位为分贝（dB）。常用基准声压为20uPa（空气中）;1uPa（水中）。 声学量的基本概念与主要技术指标 声级：用一定的仪表特性和A，B，C计权特性测得的计权声压级。所用的仪表特性和计权特性都必须说明，否则指A声级。常用基准声压为20uPa。A，B，C计权特性分别是40，70，100方等响线的反曲线，计权特性用声级的字母表示。如A声级65dB。飞机噪声也可用D计权，其特性是40等噪线的反曲线。 声学量的基本概念与主要技术指标 声强：在某点上，一个与指定方向垂直的单位面积上在单位时间内通过的平均声能。单位为W/m2。应当注意的是，声场在指定方向n的声强等于垂直于该方向的单位面积上的平均声能通量。声波为纵波时，声强可用下式表示： 声学量的基本概念与主要技术指标 式中 ?p——瞬时声压，Pa。 式中 ?un——瞬时质点速度在方向n的分量，m/s。 式中 ?T——周期的整数倍，或长得不影响计算结果的时间，单位为s。 声学量的基本概念与主要技术指标 在自由场平面或球表面波的情况，在传播方向的声强是 声学量的基本概念与主要技术指标 式中 ?p——有效声压，Pa。 式中 ?ρo——质点密度，kg.m3。 式中 ?c——声速，m/s。 声功率：声源在单位时间内发射出的总能量。单位负责人W。 声吸收：指声波通过媒质或遇到表面时，部分声能转换成其它形式的能（通常是热能）而使声能降低的过程。 自由声场：均匀的各向同性的非流动媒质中，边界影响可以不计的声场。 噪声：紊乱继续或统计上随机的声振荡或指不需要的声音，可引伸为在一定频段中任何不需要的干扰，如电波干扰。 声学量的基本概念与主要技术指标 噪声剂量：工作日，工作周或其它一定时间内，一切有关噪声的部分暴露指数的和。某一种噪声持续时间除以在一定时间（工作日、工作周）内该噪声级下允许的连续工作时间，称为该噪声的部分噪声暴露指数。总噪声指数代表人耳接收的噪声剂量。用积分表示为： 式中 ?D——总噪声暴露指数。 式中 ?T——计算时间，单位为s。 式中 ?PPA——瞬间A声级，dB。 混响时间：声音已达到稳态后停止声源，平均声能密度自原始衰变到其百万分之一（60dB）所需要的时间。 声学量的基本概念与主要技术指标 声压频率响应：声压测量传感器的输出对声压的比率作为频率的函数。该声压在传感器敏感元件的整个表面上无论相位或振幅对相等。 自由场频率响应：声场中声压测量传感器的输出与自由场声压之比作为频率的函数。该自由场声压是指无传感器存在时在传感器声中心位置的声压。 指向性：发射（或接收）某一频率的声波的声源（或声接收器）在其远场中的发射声压（或接收灵敏度）的方向特性。常用指向性图表示。指向性是声源在远场形成波束的方向特性，也是声接收器对入射声波的方向选择特性。 漫射声：在给定区域内声能密度均匀的声，在区域内的任一点上所有方向的声能通量是等概率的。 随机入射响应：声压测量传感器漫射场的频率。射向传感器规定表面的声音是来自随机方向的。 声学量的基本概念与主要技术指标 指向性图案：换能器在固定频率工作时，通过声中心的指定平面内其响应作为发射或入射声波方向函数，称为指向性函数。用图线表示的指向性函数，称为指向性图案。指向性图案是声源的远场声束图案的数学描述，是球坐标中方位角和俯仰角的函数。在不同频率下工作，同一换能器的指向性将随频率的提高而趋于明显。 声学量传感器的原理说明 超声波传感器（ultrasonic sensor） 声压传感器（voltage sensor） 声表面波传感器（acoustic surface wave sensor） 超声波传感器（ultra