一种次声传感器灵敏度的调节装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种次声传感器灵敏度的调节装置及方法，所述次声传感器包括：壳体，设置有用于将壳体内空间分隔为前腔与后腔的隔板，隔板设置有均压孔，前腔与外部连通，振膜与背极板设置于前腔；所述调节装置包括：测量计算单元，用于测量前腔的温度T1、后腔的温度T2及后腔的温度变化率dT，并基于T1、T2及dT计算电流补偿量

【技术实现步骤摘要】
一种次声传感器灵敏度的调节装置及方法


[0001]本专利技术涉及次声波探测领域，尤其涉及一种次声传感器灵敏度的调节装置及方法。

技术介绍

[0002]次声传感器是能够接收空气次声波信号的设备，可用于地震前兆次声波、大气重力波测量，以及火山、海啸等多种自然灾害监测预警。现有的次声传感器产品按照工作原理不同可以分为电容型和动圈型两大类。对于电容型次声传感器，其声学敏感结构是由圆形固支金属薄膜(振膜)和背极板组成的可变电容，振膜在次声波的作用下会发生受迫振动，此时电容值也会随之改变，再经过阻抗变换电路产生电压信号输出。次声传感器的频率响应下限能够达到0.003Hz，为了达到如此低的频率探测下限，次声传感器拥有一个近乎密闭的后腔。当环境温度变化时，后腔内的气压也会发生变化，引起振膜张力改变，导致次声传感器的输出电压发生漂移，同时也会使灵敏度发生变化。次声传感器通常会组成阵列使用，各传感器之间距离较远，此时各传感器由环境因素变化引起的电压漂移和灵敏度波动不一致，导致传感器阵列的幅度一致性变差，对次声监测精度产生严重影响，无法满足远距离次声探测需求。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种次声传感器灵敏度的调节装置及方法，用以至少解决现有技术中环境温度引起次声传感器灵敏度变化所导致的探测精度差的问题。
[0004]根据本专利技术第一方面实施例提出的一种次声传感器灵敏度的调节装置，所述次声传感器包括：
[0005]壳体，设置有用于将所述壳体内空间分隔为前腔与后腔的隔板，所述隔板设置有均压孔，所述前腔与外部连通，振膜与背极板设置于所述前腔；
[0006]所述调节装置包括：
[0007]测量计算单元，用于测量所述前腔的温度T1、所述后腔的温度T2及所述后腔的温度变化率dT，并基于所述T1、所述T2及所述dT计算电流补偿量
△
I；
[0008]调整单元，设置于所述前腔且与所述振膜相对排布，所述调整单元与所述测量计算单元通讯连接，以获取所述
△
I并基于所述
△
I调整所述振膜的张力。
[0009]根据本专利技术的一些实施例，所述调整单元为电磁线圈。
[0010]根据本专利技术的一些实施例，所述电磁线圈与所述振膜的距离为0.3mm
‑
0.7mm。
[0011]根据本专利技术的一些实施例，所述测量计算单元包括：
[0012]前腔温度测量模块，设置于所述前腔；
[0013]后腔温度测量模块，设置于所述后腔；
[0014]计算模块，与所述前腔温度测量模块、所述后腔温度测量模块通讯连接，所述计算模块用于：
[0015]判断所述T1与所述T2的大小关系；
[0016]若所述T1大于所述T2，则所述
△
I通过公式1计算获得：
[0017][0018]若所述T1等于所述T2，则所述
△
I为零；
[0019]若所述T1小于所述T2，则所述
△
I通过公式2计算获得：
[0020][0021]其中，I0表示调整单元的初始电流值，n表示后腔气体摩尔量，R、K均表示常数，S表示振膜有效面积，V表示后腔体积。
[0022]根据本专利技术的一些实施例，所述前腔内设置有具有若干通孔的安装板，所述调整单元嵌设于所述安装板。
[0023]根据本专利技术的一些实施例，所述前腔内设置有第一支撑板，所述前腔温度测量模块和所述计算模块分别设于所述第一支撑板的两侧。
[0024]根据本专利技术的一些实施例，所述前腔温度测量模块靠近所述振膜一侧设置。
[0025]根据本专利技术的一些实施例，所述后腔内设置有第二支撑板，所述后腔温度测量模块设于所述第二支撑板。
[0026]根据本专利技术的一些实施例，所述后腔温度测量模块靠近所述振膜一侧设置。
[0027]根据本专利技术第二方面实施例提出的一种基于如第一方面实施例中任一项所述的次声传感器灵敏度的调节装置实现的次声传感器灵敏度的调节方法，包括：
[0028]测量计算单元获取前腔温度T1、后腔温度T2及后腔温度变化率dT，并基于所述T1、所述T2及所述所述dT计算电流补偿量
△
I；
[0029]调整单元获取所述
△
I并基于所述
△
I调整所述振膜的张力。
[0030]采用本专利技术实施例，基于测量前腔与后腔的温度来计算调整单元的电流值，改变调整单元对振膜的吸力，从而调整振膜的张力以达到保持次声传感器的灵敏度的效果，提高了探测精度。
[0031]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。
附图说明
[0032]通过阅读下文实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。在附图中：
[0033]图1是本专利技术实施例中包含调整装置的次声传感器结构示意图；
[0034]图2是本专利技术实施例中调整单元电流调整的流程示意图。
具体实施方式
[0035]下面将参照附图更详细地描述本专利技术的示例性实施例。虽然附图中显示了本专利技术
的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本专利技术，并且能够将本专利技术的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0036]本专利技术第一方面实施例提出一种次声传感器灵敏度的调节装置，参考图1，所述次声传感器包括：
[0037]壳体14，设置有用于将壳体14内空间分隔为前腔1与后腔15的隔板10，隔板10设置有均压孔11，前腔1与外部连通，振膜8与背极板9设置于前腔1中，背极板9设置于隔板10上，振膜8设置于背极板9远离隔板10的一侧。
[0038]所述调节装置包括：
[0039]测量计算单元，用于测量前腔1的温度T1、后腔15的温度T2及后腔15的温度变化率dT。基于T1、T2及dT计算电流补偿量
△
I。测量计算单元可以设置于壳体14，也可以设置于壳体14外。
[0040]调整单元7，参考图1，设置于前腔1且与振膜8相对排布，调整单元7与测量计算单元通讯连接，以获取
△
I并基于
△
I调整振膜8的张力。例如，通过
△
I的变化改变调整单元7对振膜8的吸力，以调整振膜8的张力，从而使振膜8到达平衡状态。
[0041]采用本专利技术实施例，基于测量前腔与后腔的温度及后腔的温度变化率来计算调整单元的电流值，改变调整单元对振膜的吸力，从而调整振膜的张力以达到保持次声传感器灵敏度的效果，提高了探测精度。
[0042]在上述实施例的基础上，进一步提出各变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种次声传感器灵敏度的调节装置，其特征在于，所述次声传感器包括：壳体，设置有用于将所述壳体内空间分隔为前腔与后腔的隔板，所述隔板设置有均压孔，所述前腔与外部连通，振膜与背极板设置于所述前腔；所述调节装置包括：测量计算单元，用于测量所述前腔的温度T1、所述后腔的温度T2及所述后腔的温度变化率dT，并基于所述T1、所述T2及所述dT计算电流补偿量
△
I；调整单元，设置于所述前腔且与所述振膜相对排布，所述调整单元与所述测量计算单元通讯连接，以获取所述
△
I并基于所述
△
I调整所述振膜的张力。2.如权利要求1所述的次声传感器灵敏度的调节装置，其特征在于，所述调整单元为电磁线圈。3.如权利要求2所述的次声传感器灵敏度的调节装置，其特征在于，所述电磁线圈与所述振膜的距离为0.3mm
‑
0.7mm。4.如权利要求2所述的次声传感器灵敏度的调节装置，其特征在于，所述测量计算单元包括：前腔温度测量模块，设置于所述前腔；后腔温度测量模块，设置于所述后腔；计算模块，与所述前腔温度测量模块、所述后腔温度测量模块通讯连接，所述计算模块用于：判断所述T1与所述T2的大小关系；若所述T1大于所述T2，则所述
△
I通过公式1计算获得：若所述T1等于所述T2，则所述
△
I为零；若所述T1小于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：马春宇，周瑜，刘云飞，高硕，张乐意，李延胜，冯杰，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三研究所，
类型：发明
国别省市：