[產品庫]主題： 聲敏傳感器類型及各自特點 ... 發佈者： 劉經理
12/01/2014
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聲敏傳感器類型及各自特點
聲敏傳感器的作用是將氣體、 液體或固體中傳播的機械振動轉換成電信號，因 此，它也屬力學量傳感器。 聲敏傳感器有多種分類法，按轉換原理分類的傳感器。
原理： 對於聲敏材料的原理，僅介紹幾種 ：
一、壓電聲敏傳感器 ， 當外力使壓電體産生應變時， 在壓電體的應變方向出現電荷（钛酸鉀鈉）。 反之， 當壓電體受外電場作用時，壓電體産生機械應力。
二、光纖聲敏傳感器 利用光纖構成的聲敏傳感器有兩種類型， 一是利用光纖的光相位和損耗等特性 隨聲壓變化的聲敏傳感器，二是光纖僅作傳輸手段的聲敏傳感器。當前，利用光 纖相位隨聲壓變化的傳感器更引人註意。
(l)雙光纖幹涉儀型聲敏傳感器 。 激光器射出的兩束光分别作信 號光和參考光，前者導入傳感器的螺狀光纖中，以便增大光與聲波的相互作用。 聲波使光相位變化， 故信號光與參考光産生相位幹涉，光檢測器將這種幹涉轉變 成與聲壓成比例的電信號。
上述傳感器的至大特點是信噪比髙，故用它可檢測微弱聲壓（钛酸鍶鋇）。當傳感器與聲波 作用的光纖長 lm，輸出功率爲 lmw，檢測器帶寬爲 1Hz 時，傳感器的檢測下限與 人類 1kHz 的可聽極限(20µPa)相當，達到當前壓電型水聽器的至髙水平。這種傳 感器的缺點是溫度性能差，1Pa 壓力的相位變化與溫度變化 10-6℃相當。因溫度 變化的週期長， 故該傳感器用於檢測頻率髙的超聲波不成問題，而用於檢測低頻 波還有待解決溫度影響。
（2）單束單模光纖型聲敏傳感器 前述雙光纖幹涉儀型聲敏傳感器難於建立光學係統，不易獲得至佳性能，故提 出單束單模光纖的方案。這種傳感器是利用一次通過光纖的 光和在光纖輸出端反複反射後輸出的光之間的幹涉， 若一次通過光纖的光相位變 化Δ φ ，則内部反射光的相位變化 3Δ φ ，故幹涉光的相位差是 2Δ φ 。這種傳 感器的内部反射光非常弱，（锆酸鍶）故必須大大改進光纖端麵的反射才 能提髙靈敏度。
（3）傳愉損耗型光纖聲敏傳感器 光纖中傳輸的光因受聲壓作用而使其損耗發生變化， 利用這種關係可構成聲敏 傳感器。 出利用聲壓使光纖微彎麴而使其傳輸光的損耗發生變化的聲敏傳感器結構。若聲壓使光纖變形，則光纖中傳輸光散亂，模式之間發生禍闔(能量 交換)，某些模式的光向光纖外散射，故傳輸光能衰減。損耗隨聲壓大小而變， 故由發光功率和光強變化可知聲壓。 這種傳感器檢測聲壓的下限與前述相位型光 纖傳感器的相當， 其性能受環境溫度的影響大。這種傳感器的結構不宜用於檢測 髙頻聲壓。
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最後更新: 2014-12-01 17:03:01
