聲敏傳感器是一種能將聲音信號轉(zhuǎn)化為電信號的換能裝置,通過感知聲波的物理特性(如壓力、振動或頻率變化)實現(xiàn)聲學(xué)檢測,廣泛應(yīng)用于工業(yè)監(jiān)測、環(huán)境感知、消費電子及醫(yī)療診斷等領(lǐng)域。
聲敏傳感器基于不同物理效應(yīng)工作。常見的電容式聲敏傳感器通過聲波引起振膜振動,改變與固定極板間的電容值,從而將聲壓變化轉(zhuǎn)換為電信號;壓電式傳感器則利用壓電材料(如鋯鈦酸鉛)在聲波壓力下產(chǎn)生電荷的特性,直接輸出與聲壓成正比的電壓信號;駐極體麥克風(fēng)采用預(yù)極化的駐極體材料,結(jié)合可變電容結(jié)構(gòu),實現(xiàn)高靈敏度與低噪聲的聲電轉(zhuǎn)換。
基本工作原理:
1、動圈式:基于電磁感應(yīng)原理工作。它主要由永9磁鐵、線圈和膜片組成。當(dāng)聲音作用于膜片時,膜片帶動線圈在磁場中運動,根據(jù)電磁感應(yīng)定律,線圈中會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。感應(yīng)電動勢的大小與線圈的運動速度成正比,而線圈的運動速度又與聲音的振動幅度和頻率有關(guān)。
2、電容式:內(nèi)置電容式電麥克風(fēng),通過電振動膜與金屬電極板形成電容器。當(dāng)聲波振動使得膜片與電極板之間的距離發(fā)生變化時,電容也隨之改變,從而產(chǎn)生AC電壓輸出。
3、駐極體話筒式:是內(nèi)置一個對聲音敏感的電容式駐極體話筒。駐極體話筒主要由聲電轉(zhuǎn)換部分和阻抗部分組成。聲電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件是駐極體振動膜,它是一片極薄的塑料膜片,在其中一面蒸發(fā)上一層純金薄膜,然后再經(jīng)過高壓電場駐極后,兩面分別駐有異性電荷。當(dāng)聲波引起駐極體振動膜振動時,膜片與電極之間的電荷分布會發(fā)生變化,從而導(dǎo)致電流的變化,實現(xiàn)聲信號到電信號的轉(zhuǎn)換。
優(yōu)點:
1、性能y越:具有高靈敏度,能夠檢測到極其微弱的聲音信號;寬頻響范圍,可準確響應(yīng)不同頻率的聲音;快速響應(yīng),能迅速捕捉聲音的變化。
2、穩(wěn)定耐用:工作穩(wěn)定性強,可長時間穩(wěn)定運行;壽命長,維護成本低,可靠性高,能在多種環(huán)境下可靠工作,減少維修和更換成本。
3、適用性廣:量程范圍可設(shè)定,可根據(jù)實際需求靈活調(diào)整測量范圍;適用于固體流量探測、水泵氣蝕監(jiān)測、液體泄漏報警等眾多工業(yè)場景,還可用于環(huán)境噪聲監(jiān)測、安防系統(tǒng)中的入侵檢測、汽車倒車雷達、語音控制系統(tǒng)、智能家居設(shè)備等。
