一种激光声传感器及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种激光声传感器及系统，属于非接触激光自混合光学声音振动测量领域。包括拾音结构、光学检测结构、信号放大模块和信号处理模块，所述拾音结构包括壳体、拾音膜片、反光膜片、排气阀门、腔长调节器、内腔和外腔，所述拾音膜片在环境声压作用下产生机械振动带动外腔空气振动，并传递至体积远小于外腔的内腔空气振动，从而放大环境声压并驱动反光膜片振动，再由半导体激光器发出光信号至反光膜片中心区域，并接收反光膜片反射回的光信号，形成自混合干涉，经过信号放大模块与信号处理模块将模拟信号转化为数字信号，并采用相位解卷法解调自混合干涉信号，恢复膜片振动位移信号，达到监测环境声音振动的技术效果。达到监测环境声音振动的技术效果。达到监测环境声音振动的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
一种激光声传感器及系统


[0001]本专利技术涉及非接触激光自混合光学声音振动测量领域，特别是一种激光声传感器及系统。

技术介绍

[0002]光学声传感器相比传统传感器相比，具有本质安全性、抗电磁干扰、防湿防潮等优点。同时，光学器件本身不发射任何电磁辐射，因此是防爆的。而且由于使用玻璃光纤传输的损耗低，电子设备和光学探头之间可实现长距离传输。这些特性促进了光学传感在测量监视等方面的新应用。
[0003]光学声传感器一般由拾音结构和光学检测结构组成，拾音结构一般采用拾音膜片将声压转换为机械振动，膜片的顺应性决定了声波检测的灵敏度。光学检测结构用于发射和接收测量激光。发射的测量光照射到振动膜片后被调制，光学检测结构接收调制光信号并通过光电探测器转换为电信号，然后通过模数转换得到数字信号，最后通过数字信号解调技术解调出振动信息并恢复声信号。
[0004]在过去的几年中，几种光学传声技术的转导机制如外差探测、零差探测和自混合干涉探测得到了开发应用。传统的外差或零差技术大多是通过将散射光与频率接近或等于原始激光频率的恒定光进行混频来实现的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光声传感器及系统，包括拾音结构、光学检测结构、信号放大模块和信号处理模块，其特征在于：所述拾音结构包括壳体、拾音膜片、反光膜片、排气阀门、腔长调节器、内腔和外腔，所述内腔体积可调，且所述内腔体积远小于外腔，所述反光膜片面积小于拾音膜片；所述光学检测结构包括支架和半导体激光器，所述支架用于将半导体激光器固定在壳体内，所述半导体激光器与支架、支架与壳体间均通过接触连接固定，所述半导体激光器用于发出光信号至反光膜片中心区域，并接收反光膜片反射回的光信号，形成自混合干涉信号；所述信号放大模块用于将光学检测模块输出的电流信号转换成电压信号并放大，并输出至信号处理模块；所述信号处理模块将模拟信号转换为数字信号，并采用相位解卷法解调自混合干涉信号，恢复膜片的振动位移信号；其中，所述拾音膜片在环境声压作用下产生机械振动，并带动外腔空气振动，所述外腔空气振动通过壳体穿孔传递至体积远小于外腔的内腔，并带动内腔空气振动，从而放大环境声压并驱动反光膜振动，再由半导体激光器发出光信号至反光膜片中心区域，并接收反光膜片反射回的光信号，形成自混合干涉，经过信号放大模块与信号处理模块将模拟信号转化为数字信号，并采用相位解卷法解调自混合干涉信号，恢复膜片振动位移信号，达到监测环境声音振动的技术效果。2.如权利要求1所述的一种激光声传感器及系统，其特征在于：所述相位解卷法按如下步骤执行：S1：获取自混合信号，对其进行隔直和归一化处理后得到P(n)；S2：分别求P(n)的反转点位置和极大值、极小值位置；求反余弦信号；S3：设置中间变量初始值p=0，q=0，v=1；移除极大值和极小值中的反转点...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞本立，汪辉，郝文良，罗家童，陈远洋，
申请(专利权)人：安徽至博光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：