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传感器与自动检测技术 第5章　声波传感器5.4 次声波传感器5.4 次声波传感器5.4.1 次声波及其特性 次声波又称亚声波，是一种人耳听不到的声波，频率很低在10-4Hz～16Hz间。传播时有其特殊性： （1）传播快。空气中的传播速度为300m/s以上，水中传播速度可达1500m/s左右。 （2）传播距离远。衰减很小，大气中传播几km衰减不到万分之几分贝，可在空气、地面等介质中传播很远。 （3）穿透力强。一般的可闻声波一堵墙即可挡住；次声波波长大，易发生衍射，能穿透几十米厚的钢筋混凝土。5.4.2 次声波传感器 指能够接收次声波的传声器，能把其机械位移转化为电信号。常见的次声波传感器有电容式、动圈式和光纤三种类型。 1. 电容次声传感器 次声波声压太小，仅几十至几百Pa的数量级，引起膜片变形太小，必须把这种机械的位移转化为电信号。电容能将空气中的被测次声频率波动量转化成为电容量，利用检测电路将电容变化量转化成电压信号。 CSH-1型电容式次声传感器主要由传声器和换能电路两部分组成。整个接收器电路是由振荡器、调制器、传声器、解调器、直流放大器、低通滤波器等部分组成，如图5.5所示。 图5.5 接收器电路组成框图 CSH-1型电容传声器把作用于膜片的声压转换成为由膜片和极板所构成电容器的电容量变化。图5.6 为CSH-1型电容式次声传声器的结构示意图和等效电路图。 图5.7为电容式次声传声器测量电路图，采用调幅原理测量电容量的变化。电容电桥调幅电路图输出端电压为 : 图5.6 CSH-1型电容式次声传声器 图5.7 电容电桥调幅电路U1—高频信号源电压；C0—电容传声器的静态电容量；ΔC—由声压信号作用引起C0的变化量。图5.8 动圈式次声波传感器工作原理图 2. 动圈式次声传感器 图5.8为动圈式次声波传感器工作原理图。次声波的频率高，PET膜的振动频率就高，膜所带线圈产生感应电动势和感应电流变化的频率也就越高；次声强度越大，振膜的振动幅度就越大，感应电动势和感应电流的幅度也越大。线圈中的感应电信号经过电路处理后，用示波器即可直接测量输出电压。