一种声粒子速度传感器及其制备方法和检测方法技术

本发明专利技术公开一种声粒子速度传感器及其制备方法和检测方法，属于声学技术领域，声粒子速度传感器包括基底和柔性纤毛，所述柔性纤毛的根部连接在所述基底上，所述柔性纤毛的自由端不作约束，所述柔性纤毛上设置有PZT单元，所述PZT单元连接有上下电极，在外界声音信号作用下，所述柔性纤毛随着声粒子速度的作用发生振动变形，所述PZT单元基于压电效应将应变转化为电信号输出，经所述上下电极输出到外界电路。本发明专利技术通过在柔性纤毛上设置PZT单元，能够将声粒子速度转换为柔性纤毛的振动变形，再转换成电信号输出，实现了声粒子速度的直接检测，不受被测声音信号频率的限制，提高了传感器的灵敏度和信噪比。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及声学，特别是涉及一种声粒子速度传感器及其制备方法和检测方法。

技术介绍

1、声音由声压信号和声粒子振动速度信号构成，其中声压是标量信号，与方向无关，声粒子振速是矢量信号，包含了声音传播的方向信息。现有检测声粒子速度的传感器可分为间接检测型和直接检测型。

2、间接检测型声粒子速度传感器有压差式声粒子传感器，压差式声粒子传感器由两个相距一定距离的声压传感器组成，通过测量两点的声压差，近似的得到声压梯度，进而推出声粒子速度。

3、直接检测型声粒子速度传感器有热式声粒子传感器，原理是传热学原理两线式流量计，声音传播会引起空气震动，通过检测两根热线的温差来得到垂直于两热线方向上的声音分量。

4、现有的直接测量声粒子速度的传感器以microflown公司研制的mems热式声粒子传感器为主，但受限于热线的自身热容，高频特性较差，截至频率较低。另外，由于热线需要被加热，耗能大，热噪声较大，传感器信噪比较低。

5、因此，如何能够对声粒子速度进行直接检测，提高传感器的灵敏度和信噪比是声粒子速度检测所面临的需要解决的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种声粒子速度传感器，其特征在于：包括基底和柔性纤毛，所述柔性纤毛的根部连接在所述基底上，所述柔性纤毛的自由端不作约束，所述柔性纤毛上设置有PZT单元，所述PZT单元连接有上下电极，在外界声音信号作用下，所述柔性纤毛随着声粒子速度的作用发生振动变形，所述PZT单元基于压电效应将应变转化为电信号输出，经所述上下电极输出到外界电路。

2.根据权利要求1所述的声粒子速度传感器，其特征在于：所述基底和所述柔性纤毛采用PI制成，所述柔性纤毛包括作为主体的PI薄膜。

3.根据权利要求2所述的声粒子速度传感器，其特征在于：所述柔性纤毛表面具有Si膜，所述Si膜与PI薄膜形成...

【技术特征摘要】

1.一种声粒子速度传感器，其特征在于：包括基底和柔性纤毛，所述柔性纤毛的根部连接在所述基底上，所述柔性纤毛的自由端不作约束，所述柔性纤毛上设置有pzt单元，所述pzt单元连接有上下电极，在外界声音信号作用下，所述柔性纤毛随着声粒子速度的作用发生振动变形，所述pzt单元基于压电效应将应变转化为电信号输出，经所述上下电极输出到外界电路。

2.根据权利要求1所述的声粒子速度传感器，其特征在于：所述基底和所述柔性纤毛采用pi制成，所述柔性纤毛包括作为主体的pi薄膜。

3.根据权利要求2所述的声粒子速度传感器，其特征在于：所述柔性纤毛表面具有si膜，所述si膜与pi薄膜形成应力，所述柔性纤毛在应力作用下自弯曲。

4.根据权利要求1所述的声粒子速度传感器，其特征在于：所述柔性纤毛正交分布有四个，相对的两个所述柔性纤毛输出信号的相位差，得到声音信号的方向。

5.根据权利要求1所述的声粒子速度传感器，其特征在于：所述pzt单元位于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋永刚，靳彪，盛天宇，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：