一种温差型声矢量传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种温差型声矢量传感器，涉及声学检测设备领域，包括传感器本体、温度梯度场发生器、信息处理设备和两个温度传感器，传感器本体内开设有检测腔，传感器本体两端开设有用于将检测腔与外部连通的透声窗口，传感器本体用于阻隔声信号传递至检测腔内，透声窗口用于将声信号传递至检测腔内，温度梯度场发生器固定设置在检测腔中部，温度梯度场发生器包括热绝缘件和两个半导体制冷片，两个半导体制冷片固定设置在热绝缘件相对的两个侧面上，两个半导体制冷片的冷端和热端朝向相反，热绝缘件的上侧和下侧均各设置一个温度传感器，制冷部和温度传感器均与信息处理设备信号连接。本发明专利技术中的温差型声矢量传感器，能够提高声矢量传感器的检测精度。量传感器的检测精度。量传感器的检测精度。

【技术实现步骤摘要】
一种温差型声矢量传感器


[0001]本专利技术涉及声矢量传感装置领域，具体涉及一种温差型声矢量传感器。

技术介绍

[0002]对声场的完整描述包含标量声压和矢量质点振速信息两部分。同时检测标量声压和矢量振速信息，有助于提高声检测系统的线谱检测能力、抗相干干扰能力以及抗各向同性噪声的能力，在声源识别与方向定位技术中具有重要意义。声矢量传感器是声检测
重点发展的重要工具之一。
[0003]热温差式声矢量传感器在空气声和水声矢量测量领域被认为是很有前景的一类声矢量传感器。现有常用的热温差式声矢量传感器的设计原型来自于热温差型微流量计，结构上由两根平行排列、不相互接触的铂电阻丝组成，铂电阻丝在的电流作用下加热到稳定温度，并在周围空间形成对称的温度不均匀场，声质点的振速将引起两根铂电阻丝表面的温度变化。利用铂丝的电阻对温度敏感的特性，可检测出两根铂电阻丝的温度变化，进而解算出声质点的振速信息。
[0004]但是由于温度传感器(热阻丝)长期工作于高温状态，会产生热噪声，因此噪声水平较高；而且由电加热的铂电阻产生的空间温度场分布主要由热扩散决定，温度梯度场存在不可控及非均匀等问题，进而导致输出响应的灵敏度不高、输出信号存在非线性等问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种温差型声矢量传感器，以解决上述现有技术存在的问题，能够提高声矢量传感器的检测精度。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]本专利技术提供一种温差型声矢量传感器，包括传感器本体、温度梯度场发生器、信息处理设备和两个温度传感器，所述传感器本体内开设有检测腔，所述传感器本体两端开设有用于将所述检测腔与外部连通的透声窗口，所述传感器本体用于阻隔声信号传递至所述检测腔内，所述透声窗口用于将声信号传递至所述检测腔内，所述温度梯度场发生器固定设置在所述检测腔中部，所述温度梯度场发生器包括热绝缘件和两个半导体制冷片，两个所述半导体制冷片固定设置在所述热绝缘件相对的两个侧面上，两个所述半导体制冷片的冷端和热端朝向相反，所述热绝缘件的上侧和下侧均各设置一个所述温度传感器，所述制冷部和所述温度传感器均与所述信息处理设备信号连接。
[0008]优选的，两个所述半导体制冷片平行设置在同一平面内，一个所述半导体制冷片的冷端与另一个半导体的热端设置在同一平面内。
[0009]优选的，所述半导体制冷片与所述信息处理设备连接，所述信息处理设备用于为所述半导体制冷片供电。
[0010]优选的，所述传感器本体的内表面开设有两个相对的固定槽，所述温度梯度场发生器相对的两个侧面均各固定设置在一个所述固定槽内。
[0011]优选的，各所述温度传感器与所述热绝缘件的设置距离相同。
[0012]优选的，所述传感器本体由阻声材料制成。
[0013]优选的，所述透声窗口上设置有用于封闭所述透声窗口的透声件，所述透声件由透声材料制成。
[0014]优选的，所述检测腔内完全填充有介质体。
[0015]优选的，所述介质体为气体介质体。
[0016]优选的，所述介质体为液体介质体。
[0017]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0018]本专利技术提供的温差型声矢量传感器，包括传感器本体、温度梯度场发生器、信息处理设备和两个温度传感器，传感器本体内开设有检测腔，传感器本体两端开设有用于将检测腔与外部连通的透声窗口，传感器本体用于阻隔声信号传递至检测腔内，透声窗口用于将声信号传递至检测腔内，温度梯度场发生器固定设置在检测腔中部，温度梯度场发生器包括热绝缘件和两个半导体制冷片，两个半导体制冷片固定设置在热绝缘件相对的两个侧面上，两个半导体制冷片的冷端和热端朝向相反，热绝缘件的上侧和下侧均各设置一个温度传感器，制冷部和温度传感器均与信息处理设备信号连接。利用冷热端的温差形成强制温度梯度场，带来了温度梯度更大，且均匀性更好的效果；温度传感器工作于常温环境，热噪声得到明显改善，从而提高高声矢量传感器的检测精度。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本专利技术中提供的温差型声矢量传感器的结构示意图；
[0021]图2为本专利技术中的温度梯度场发生器的结构示意图；
[0022]图3为温度梯度场关系图；
[0023]图中：1
‑
温差型声矢量传感器；2
‑
半导体制冷片；3
‑
热绝缘件；4
‑
温度传感器；5
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透声件；6
‑
传感器本体；7
‑
冷端；8
‑
热端。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]本专利技术的目的是提供一种温差型声矢量传感器，以解决上述现有技术存在的问题，能够提高声矢量传感器的检测精度。
[0026]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0027]本实施例提供一种温差型声矢量传感器1，如图1
‑
3所示，包括传感器本体6、温度
梯度场发生器、信息处理设备和两个温度传感器4，传感器本体6内开设有检测腔，传感器本体6两端开设有用于将检测腔与外部连通的透声窗口，传感器本体6用于阻隔声信号传递至检测腔内，透声窗口用于将声信号传递至检测腔内，温度梯度场发生器固定设置在检测腔中部，温度梯度场发生器包括热绝缘件3和两个半导体制冷片2，两个半导体制冷片2固定设置在热绝缘件3相对的两个侧面上，两个半导体制冷片2的冷端7和热端8朝向相反，热绝缘件3的上侧和下侧均各设置一个温度传感器4，制冷部和温度传感器4均与信息处理设备信号连接。使用时，将半导体制冷片2通电，两个半导体制冷片2分别通方向不同的电流，利用半导体制冷片2不同电流方向导致冷端7和热端8的方向变化，实现温度梯度发生器的表面温度分布不均匀，并在热绝缘件3的近表面区域形成的温度梯度场，利用冷端7和热端8的温差形成强制温度梯度场，带来了温度梯度更大，且均匀性更好的效果，以能够提高检测的线性度；温度传感器4设置在冷端7和热端8之间，工作于常温环境，热噪声小，以提高检测的灵敏度，从而提高声矢量传感器的检测精度。
[0028]本实施例中，优选两个半导体制冷片2平行设置在同一平面内，一个半导体制冷片2的冷端7与另一个半导体的热端8设置在同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种温差型声矢量传感器，其特征在于：包括传感器本体、温度梯度场发生器、信息处理设备和两个温度传感器，所述传感器本体内开设有检测腔，所述传感器本体两端开设有用于将所述检测腔与外部连通的透声窗口，所述传感器本体用于阻隔声信号传递至所述检测腔内，所述透声窗口用于将声信号传递至所述检测腔内，所述温度梯度场发生器固定设置在所述检测腔中部，所述温度梯度场发生器包括热绝缘件和两个半导体制冷片，两个所述半导体制冷片固定设置在所述热绝缘件相对的两个侧面上，两个所述半导体制冷片的冷端和热端朝向相反，所述热绝缘件的上侧和下侧均各设置一个所述温度传感器，所述制冷部和所述温度传感器均与所述信息处理设备信号连接。2.根据权利要求1所述的温差型声矢量传感器，其特征在于：两个所述半导体制冷片平行设置在同一平面内，一个所述半导体制冷片的冷端与另一个半导体的热端设置在同一平面内。3.根据权利要求2所述的温差型声矢量传感器，其特征在于：所述半导体...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨大鹏，郑凡，杨泓渊，王琦玮，闫佳颀，鞠宸浩，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：