次声波检测装置及其检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种次声波检测装置及其检测方法，外壳内从左往右依次安装有二极管激光器、激光扩束器、活动刀片和探测器，外壳内壁上开设有与活动刀片相配合的凹槽，活动刀片上端穿过外壳的侧面连接有灵敏膜片，下端两侧设有两凸起，灵敏膜片内嵌安装有加速度传感器，所述活动刀片内嵌安装有位移传感器，探测器通过数据采集卡连接有一智能移动终端，所述智能移动终端用于将加速度传感器所检测到的机械振动信息转换为振动信号功率谱，从而判定所述待测位置是否有次声波的存在，通过探测器所检测到的光强以及位移传感器所检测到的数据进行次声波强度和频率的计算，并输出结果。本发明专利技术整体结构简单，对器件的加工精度要求不高，制作成本低且易于实现。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及次声波检测领域，具体涉及一种次声波检测装置及其检测方法。
技术介绍
次声波又称亚声波，一般是指频率在10-4Hz～20Hz之间的声波。通常情况下次声波并不引起人耳听觉。与可听声波一样，次声波由各种物体的机械振动产生，通过各种弹性介质的振动向四周扩散传播。科学研究发现，许多自然现象出现时，如海上风暴、火山爆发、地震、海啸、电闪雷鸣、波浪击岸、台风、磁暴、极光、冰雹等等，都可伴有次声波的发生；在与人类有关的活动中，诸如核爆炸，飞机、火箭、导弹飞行，火炮发射，火车和地铁高速行驶时车身板壁与车内空气的次声频耦振，轮船航行，飞驰的车辆，高楼和大桥摇晃，甚至鼓风机、搅拌机、扩音喇叭等都会产生很强的次声波。另外，次声波还广泛分布于工业生产、建筑业和交通运输中，如高速公路上疾驰的车辆中可产生12dB声强的次声波，而且由于次声波的频率低、波长较长，因此在传播中被介质吸收很少，穿透能力很强。次声波可对人体造成危害。当人体受到低强度次声影响后，主要表现为非特异性的应激反应及神经内分泌失调症状：烦躁、中耳压迫、耳痛、耳鸣以及头疼、恶心、呕吐、平衡失调、视觉模糊等。高强度的次声甚至可导致人体严重的生理变化，甚至死亡。因为人体各器官都有其固有的振动频率，而这种频率在3Hz～17Hz之间，人体的这些固有频律正好在次声频率范围内，当次声作用于人体时，若它的频率与某一部位的自身频率接近或相等，即会引起生>物共振反应，使其吸收能量；另一方面其共振刺激躯体感受器，将刺激传到人体中枢神经系统相关部位，引起一系列功能和形态改变，最终影响组织分子结构、生物氧化和能量代谢过程，以至危及性命。目前的次声波检测设备多为电容式次声波传感器，其要求结构精细、设计严密、选材严格，特别是加工精度要求高，其主要零件都要求超精加工，并且为了保证其使用的长期稳定性，要选用最好的绝缘体，系统内还要求高洁净度等，还必须考虑环境条件对系统劲度的影响，环境温度变化所引起的传感器的“零飘”问题；另外，目前的次声波检测设备多用于地震预测、海洋风暴预警等自然灾害的预警与监测，其种类单一、价格昂贵，不适合日常民用。手机现在已经成为了人们日常生活中不可或缺的电子产品，单纯利用手机中的麦克风进行次声波检测这种方法并不可行，因为手机麦克风的最低拾音频率通常高于20Hz，无法检测频率低于20Hz的次声波。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种次声波检测装置及其检测方法。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：次声波检测装置，包括外壳，外壳内从左往右依次安装有二极管激光器、激光扩束器、活动刀片和探测器，外壳内壁上开设有与活动刀片相配合的凹槽，所述活动刀片上端穿过外壳的侧面连接有灵敏膜片，下端两侧设有两凸起，所述灵敏膜片内嵌安装有加速度传感器，所述活动刀片内嵌安装有位移传感器，所述探测器通过数据采集卡连接有一智能移动终端，所述智能移动终端用于将加速度传感器所检测到的机械振动信息转换为振动信号功率谱，根据所述振动信号功率谱中的信号频率分布和次声波频率范围，从而判定所述待测位置是否有次声波的存在，通过探测器所检测到的光强以及位移传感器所检测到的数据进行次声波强度和频率的计算，并输出结果。其中，所述凹槽由上端凹槽和下端凹槽构成，上端凹槽的宽小于下端凹槽的宽，上端凹槽的宽小于两凸起的厚度，略大于活动刀片的宽，下端凹槽的宽略大于活动刀片的宽。其中，所述外壳的内壁均为水银镜面。其中，所述凹槽的内壁、两凸起的外壁以及活动刀片的外壁均为光滑表面。其中，所述两凸起与活动刀片一体成型构成T型刀片。其中，所述二极管激光器连接有温度控制器和电流控制器。上述次声波检测装置的检测方法，包括如下步骤：S1、通过电流控制器与温度控制器调制二极管激光器，输出稳定波长的光，输出光经激光扩束器穿过活动刀片与外壳一侧壁构成的单缝，产生第一单缝衍射条纹，通过探测器进行第一单缝衍射条纹强度的检测，并将光强信号转换为电压信号输出，输出的电压信号经由数据采集卡传送至智能移动终端；S2、通过待检测次声波微振使得灵敏膜片振动，从而影响单缝的宽度，产生第二单缝衍射条纹，通过探测器进行第一单缝衍射条纹强度的检测，并将探测器所检测到的数据转换成电压信号，将输出的电压信号、移动传感器和加速度传感器所采集到的数据经数据采集卡传送到智能移动终端；S3、智能移动终端接收数据，并将加速度传感器所检测到的机械振动信息转换为振动信号功率谱，根据所述振动信号功率谱中的信号频率分布和次声波频率范围，从而判定所述待测位置是否有次声波的存在，通过比较所述第一单缝衍射条纹和第二单缝衍射条纹的变化，获得所检测的次声波的信息，并通过预设的算法进行次声波强度和频率的计算。本专利技术具有以下有益效果：整体结构简单，对器件的加工精度要求不高，制作成本低且易于实现。附图说明图1为本专利技术实施例次声波检测装置的结构示意图。图2为本专利技术实施例中T型刀片的结构示意图。图3为本专利技术实施例中凹槽的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1-2所示，本专利技术实施例提供了一种次声波检测装置，包括外壳1，外壳1内从左往右依次安装有二极管激光器2、激光扩束器3、活动刀片5和探测器9，外壳1内壁上开设有与活动刀片5相配合的凹槽4，所述活动刀片5上端穿过外壳1的侧面连接有灵敏膜片6，下端两侧设有两凸起10，所述灵敏膜片6内嵌安装有加速度传感器7，所述活动刀片5内嵌安装有位移传感器8，所述探测器9通过数据采集卡连接有一智能移动终端，所述智能移动终端用于将加速度传感器所检测到的机械振动信息转换为振动信号功率谱，根据所述振动信号功率谱中的信号频率分布和次声波频率范围，从而判定所述待测位置是否有次声波的存在，通过探测器所检测到的光强以及位移传感器所检测到的数据进行次声波强度和频率的计算，并输出结果。如图3所述，所述凹槽4由上端凹槽41和下端凹槽42构成，上端凹槽41的宽小于下端凹槽42的宽，上端凹槽41的宽小于两凸起10的厚度，略大于活动刀片5的宽，下端凹槽42的宽略大于活动刀片5的宽。所述外壳1的内壁均为水银镜面。所述凹槽4的内壁、两凸起10的外壁以及活动刀片5的外壁均为光滑表面。所述两凸起10与活动刀片5一体成型本文档来自技高网...

【技术保护点】
次声波检测装置，包括外壳(1)，其特征在于，外壳(1)内从左往右依次安装有二极管激光器(2)、激光扩束器(3)、活动刀片(5)和探测器(9)，外壳(1)内壁上开设有与活动刀片(5)相配合的凹槽(4)，所述活动刀片(5)上端穿过外壳(1)的侧面连接有灵敏膜片(6)，下端两侧设有两凸起(10)，所述灵敏膜片(6)内嵌安装有加速度传感器(7)，所述活动刀片(5)内嵌安装有位移传感器(8)，所述探测器(9)通过数据采集卡连接有一智能移动终端，所述智能移动终端用于将加速度传感器所检测到的机械振动信息转换为振动信号功率谱，根据所述振动信号功率谱中的信号频率分布和次声波频率范围，从而判定所述待测位置是否有次声波的存在，通过探测器所检测到的光强以及位移传感器所检测到的数据进行次声波强度和频率的计算，并输出结果。

【技术特征摘要】
1.次声波检测装置，包括外壳(1)，其特征在于，外壳(1)内从左往右
依次安装有二极管激光器(2)、激光扩束器(3)、活动刀片(5)和探测器(9)，
外壳(1)内壁上开设有与活动刀片(5)相配合的凹槽(4)，所述活动刀片(5)
上端穿过外壳(1)的侧面连接有灵敏膜片(6)，下端两侧设有两凸起(10)，
所述灵敏膜片(6)内嵌安装有加速度传感器(7)，所述活动刀片(5)内嵌安
装有位移传感器(8)，所述探测器(9)通过数据采集卡连接有一智能移动终
端，所述智能移动终端用于将加速度传感器所检测到的机械振动信息转换为振
动信号功率谱，根据所述振动信号功率谱中的信号频率分布和次声波频率范
围，从而判定所述待测位置是否有次声波的存在，通过探测器所检测到的光强
以及位移传感器所检测到的数据进行次声波强度和频率的计算，并输出结果。
2.如权利要求1所述的次声波检测装置，其特征在于，所述凹槽(4)由
上端凹槽(41)和下端凹槽(42)构成，上端凹槽(41)的宽小于下端凹槽(42)
的宽，上端凹槽(41)的宽小于两凸起(10)的厚度，略大于活动刀片(5)
的宽，下端凹槽(42)的宽略大于活动刀片(5)的宽。
3.如权利要求1所述的次声波检测装置，其特征在于，所述外壳(1)的
内壁均为水银镜面。
4.如权利要求1所述的次声波检测装置，其特征在于，所述凹槽(4)的
内壁、两凸起(10)的外壁以及活动刀片(5)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：玉姣，朱艳英，孟令常，聂二伟，
申请(专利权)人：辽宁石油化工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21