CN101403635A - 一种次声波检测装置 - Google Patents

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童敏明
童紫原
李晓
唐守锋
刘晓文
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Abstract

一种次声波检测装置，由分别与电池连接的次声传感器、低通滤波器、模数转换器、单片机和液晶屏构成，其中：次声传感器的输出端与低通滤波器的输入端连接，低通滤波器输出端与模数转换器的输入端连接，模数转换器的输出端与单片机的输入端连接，单片机的输出端连接液晶屏。利用调幅原理测量换能用电容传声器的慢变化，将次声传感器中的声顺元件作为电容电桥的一臂，输入端接一等幅高频电压，当次声波作用于膜片上时，膜片随着声压的变化而产生位移，引起平板电容器电容量的变化，从而改变了电容电桥的平衡，输出端即可得到受电容变化调制的调幅波，调幅波经电压放大后送入调制解调器，就可得到低频电信号，实现对次声波的检测。

Description

一种次声波检测装置
技术领域
本发明涉及一种次声波检测装置，尤其适用于地震、瓦斯突出、泥石流等灾害和环境次声的探测与研究。
背景技术
地震、瓦斯突出、泥石流等灾害破坏力巨大，如果不能及时准确的检测到这些灾害的信息，将严重影响人民的生命财产安全。对这些灾害的检测，现有的检测这些灾害的装置有地震检测仪、瓦斯检测仪、地声检测仪等，都存在一些不足之处：1、响应速度慢，不能及时的检测到灾害信息。2、抗干扰能力差，灵敏度不高，不能准确的检测到灾害信息。3、装置配件太多，连线繁琐，不便于携带。为了及时、准确的检测到这些灾害的信息，并且使检测装置使用更方便、操作更简单，需要一种新式的检测装置。科研表明，地震，瓦斯突出、泥石流等灾害在发生过程中伴随着次声的产生。
发明内容
本发明的目的是针对已有技术的不足之处，提供一种响应速度快，抗干扰能力强，灵敏度高，便于携带，操作简单的次声波检测装置。
本发明的次声波检测装置，由分别与电池连接的次声传感器、低通滤波器、模数转换器、单片机和液晶屏构成，其中：次声传感器的输出端与低通滤波器的输入端连接，低通滤波器输出端与模数转换器的输入端连接，模数转换器的输出端与单片机的输入端连接，单片机的输出端连接液晶屏。
所述的次声传感器由前腔声阻、前腔声顺元件、均压管声阻、后腔声顺元件、膜片声顺元件、调制解调器组成；前腔声阻的两端分别与声压信号和前腔声顺元件连接；前腔声顺元件的两端分别与声压信号和均压管声阻连接；后腔声顺元件的两端分别与前腔声顺元件和均压管声阻连接；均压管声阻的两端分别与膜片声顺元件和前腔声阻连接；膜片声顺元件的两端分别与后腔声顺元件和前腔声阻连接；将膜片声顺元件作为电容电桥的一臂，电容电桥输入端接一等幅高频电压，电容电桥输出端与调制解调器输入端相连接；调制解调器的输出端与低通滤波器输入端相连接；低通滤波器输出端与模数转换器的输入口相连接；模数转换器输出端与单片机的输入口连接。
所述的低通滤波器由放大器、反馈电容、电阻组成，其中电阻的两端分别与输入电压和放大器的反相输入端连接；电阻的两端分别与放大器的反相输入端和放大器的输出端连接；反馈电容的两端分别与放大器的反相输入端和放大器的输出端连接；放大器的同相输入端和模拟地连接。
所述的次声传感器型号为CDC-2B型；模数转换器的型号为ADC0809；单片机的型号为AT89S51；液晶屏的型号为NH12864C。
有益效果：本发明可通过对次声波引起的空气微震的测量，实现对次声波的检测。利用次声波的作用使次声传声器膜片位移变化，引起平板电容器电容量的变化，将电容器加在电路中，可得到低频电信号。实现对次声波的间接检测和分析。在通过对信号分析，显示次声波的特征值。为了更好的抗干扰，对次声传感器所测信号进行低通滤波，滤除高频声波等干扰，然后将信息经模数转换后传送到单片机，单片机将检测信息进行处理后，得出次声波信号特征，并将分析结果显示在液晶屏上，可广泛应用于产生次声波的自然灾害和环境次声的探测与研究。其结构简单，灵敏度高，抗干扰能力强，响应速度快，便于携带，操作简单，能实时检测，具有广泛的实用性。
附图说明
图1是本发明的次声波检测装置结构框图；
图2是本发明的次声波检测装置电路原理图；
图3是本发明的次声传感器接收电路图；
图4是本发明的低通滤波器电路图；
图5是本发明的单片机主程序流程图。
具体实施方式
下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的描述：
图1、2所示，次声传感器的输出端与低通滤波器输入端连接，低通滤波器输出端与模数转换器输入端连接，模数转换器的输出端与单片机的输入端连接，单片机的输出端连接有液晶屏，装置各部分由本安电池供电。次声传感器型号为CDC-2B型；模数转换器的型号为ADC0809；单片机的型号为AT89S51；液晶屏的型号为NH12864C。其中，次声传感器的输出端送出低频电压信号到低通滤波器输入端，低通滤波器输出端与ADC0908的INO端连接，ADC0809地址口通过地址锁存器74LS373与单片机AT89S51的P2口连接，单片机AT89S51的EA端接地，单片机的ALE端与74LS373和ADC0809的CLOCK端连接，单片机AT89S51的P1口、P0口分别与液晶屏NH12864C连接，P0口传递数据、P1口传递控制信号。模数转换器将检测信号进行模数转换，然后通过单片机进行数据处理，最后输出信号，并在液晶屏上显示分析结果。
图3所示，次声传感器由前腔声阻R1、前腔声顺元件C1、均压管声阻R2、后腔声顺元件C2、膜片声顺元件CS、调制解调器A组成；工作时，±12V电源向传声器供电，R1、R2、C1、C2对信号进行滤波，将膜片声顺元件CS作为电容电桥的一臂，并输入一等幅高频电压，当声波作用于膜片上时，膜片随着声压的变化而产生位移，引起膜片声顺元件CS电容量的变化，从而改变了电容电桥的平衡，输出电压接到传感器内部的调制解调器端，得到低频电压信号，调节后的低频电压信号即对应着次声波的信息，并通过输出口送入模数转换器。
图4所示，低通滤波器由放大器B、反馈电容Cf、电阻Ri、Rf组成，即在基本反相器电路中加上一个反馈电容Cf。电阻Ri的两端分别与输入电压Vi和放大器B的反相输入端连接；电阻Rf的两端分别与放大器B的反相输入端和放大器B的输出端连接；反馈电容Cf的两端分别与放大器B的反相输入端和放大器B的输出端Vo连接；放大器B的同相输入端和模拟地连接。
图5所示，单片机主程序流程：
当次声波检测装置接通电源，单片机开始工作，先进行初始化，对单片机进行设置和修改参数，同时启动A\D转换器，信号转换成数字信号，单片机读取A\D转换器输出口数字信号，由于ADC0809的转换时间即为100μs。选择通过采用定时中断T0定时1ms的方法设置模数通道的采样频率，即每经过1ms定时中断一次，在进入中断后进行二进制转十进制，并将数据存入存储器，然后重新启动A\D转换器，中断完成，返回主程序。然后对转换后的数据进行比较，判断是否为峰值，如果是峰值，在液晶屏右侧显示峰值并返回到程序开始，如果不是峰值，在液晶屏左侧显示实时数据并返回到程序开始，其中，液晶屏显示数据单位是mv，刷新频率为1s。
工作原理：利用次声传感器将次声信号转换为电压信号，然后对此电压信号进行处理、分析检测。将次声波检测装置放置于监测点，保证次声波检测装置放置在水平面上，接通电源。当有次声波信号时，接收到的次声作用于次声传感器中的膜片，膜片随着次声声压的变化而产生位移，引起平板电容量的变化，从而改变了电容电桥的平衡，输出端即可得到受电容变化调制的调幅波，调幅波经电压放大后送入调制解调器，就可得到低频电信号。低频电压信号经低通滤波器滤波和模数转换器转换以后，最后单片机对数据进行处理并控制液晶屏显示结果。
通过对次声波引起的空气微震的测量，实现对次声波的检测。利用调幅原理测量换能用电容传声器的慢变化，将次声传感器中的膜片声顺元件作为电容电桥的一臂，输入端接一等幅高频电压，当次声波作用于膜片上时，膜片随着声压的变化而产生位移，引起平板电容器电容量的变化，从而改变了电容电桥的平衡，输出端即可得到受电容变化调制的调幅波，调幅波经电压放大后送入调制解调器，就可得到低频电信号。实现对次声波的检测。将检测信息经模数转换后传送到单片机，单片机将检测信息进行处理后，得出次声波的特征信号。

Claims (4)

1、一种次声波检测装置，其特征在于：它由分别与电池连接的次声传感器、低通滤波器、模数转换器、单片机和液晶屏构成，其中：次声传感器的输出端与低通滤波器的输入端连接，低通滤波器输出端与模数转换器的输入端连接，模数转换器的输出端与单片机的输入端连接，单片机的输出端连接液晶屏。
2、根据权利要求1所述的次声波检测装置，其特征在于：所述的次声传感器由前腔声阻(R1)、前腔声顺元件(C1)、均压管声阻(R2)、后腔声顺元件(C2)、膜片声顺元件(CS)、调制解调器(A)组成；前腔声阻(R1)的两端分别与声压信号(P)和前腔声顺元件(C1)连接；前腔声顺元件(C1)的两端分别与声压信号(P)和均压管声阻(R2)连接；后腔声顺元件(C2)的两端分别与前腔声顺元件(C1)和均压管声阻(R2)连接；均压管声阻(R2)的两端分别与膜片声顺元件(CS)和前腔声阻(R1)连接；膜片声顺元件(CS)的两端分别与后腔声顺元件(C2)和前腔声阻(R1)连接；将膜片声顺元件(CS)作为电容电桥的一臂，电容电桥输入端接一等幅高频电压，电容电桥输出端与调制解调器输入端相连接；调制解调器的输出端与低通滤波器输入端相连接；低通滤波器输出端与模数转换器的输入端相连接；模数转换器输出端与单片机的输入口连接。
3、根据权利要求1所述的次声波检测装置，其特征在于：所述的低通滤波器由放大器(B)、反馈电容(Cf)、电阻(Ri、Rf)组成，其中电阻(Ri)的两端分别与输入电压(Vi)和放大器(B)的反相输入端连接；电阻(Rf)的两端分别与放大器(B)的反相输入端和放大器(B)的输出端连接；反馈电容(Cf)的两端分别与放大器(B)的反相输入端和放大器(B)的输出端(Vo)连接；放大器(B)的同相输入端和模拟地连接。
4、根据权利要求1所述的次声波检测装置，其特征在于：所述的次声传感器型号为CDC-2B型；模数转换器的型号为ADC0809；单片机的型号为AT89S51；液晶屏的型号为NH12864C。
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101871807A (zh) * 2010-04-16 2010-10-27 华南师范大学 次声波检测装置及次声波检测方法
CN102435296A (zh) * 2011-11-08 2012-05-02 中国人民解放军第四军医大学 基于光纤传感的次声武器辐射能量检测装置
CN103149862A (zh) * 2013-02-05 2013-06-12 中国矿业大学 声发射自动监测方法及装置
CN103176447A (zh) * 2012-12-31 2013-06-26 中国地质调查局水文地质环境地质调查中心 一种山洪泥石流宽带卫星视频远程监控装置及系统
WO2013104188A1 (zh) * 2012-01-11 2013-07-18 浙江大学 基于位移反馈型振动台的次声发生装置
CN104483012A (zh) * 2014-12-05 2015-04-01 南京俏声波动科技有限公司 一种全天候低频声波传感器
CN104596637A (zh) * 2015-01-26 2015-05-06 深圳职业技术学院 利用压强采集次声波的葫芦形共振腔体传感器及演示装置
CN108344495A (zh) * 2018-02-13 2018-07-31 中国科学院光电研究院 一种次声波的测量装置及测量方法
CN109814152A (zh) * 2019-03-04 2019-05-28 昆明理工大学 一种次声传感器及其实现方法
CN114286269A (zh) * 2021-12-27 2022-04-05 惠州帝红商贸发展有限公司 一种次声波传声器

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101871807B (zh) * 2010-04-16 2012-01-04 华南师范大学 次声波检测装置及次声波检测方法
CN101871807A (zh) * 2010-04-16 2010-10-27 华南师范大学 次声波检测装置及次声波检测方法
CN102435296A (zh) * 2011-11-08 2012-05-02 中国人民解放军第四军医大学 基于光纤传感的次声武器辐射能量检测装置
US9539616B2 (en) 2012-01-11 2017-01-10 Zhejiang University Infrasound generating device based on a displacement-feedback type vibration exciter
WO2013104188A1 (zh) * 2012-01-11 2013-07-18 浙江大学 基于位移反馈型振动台的次声发生装置
CN103176447A (zh) * 2012-12-31 2013-06-26 中国地质调查局水文地质环境地质调查中心 一种山洪泥石流宽带卫星视频远程监控装置及系统
CN103149862A (zh) * 2013-02-05 2013-06-12 中国矿业大学 声发射自动监测方法及装置
CN104483012A (zh) * 2014-12-05 2015-04-01 南京俏声波动科技有限公司 一种全天候低频声波传感器
CN104483012B (zh) * 2014-12-05 2018-02-02 南京俏声波动科技有限公司 一种全天候低频声波传感器
CN104596637A (zh) * 2015-01-26 2015-05-06 深圳职业技术学院 利用压强采集次声波的葫芦形共振腔体传感器及演示装置
CN108344495A (zh) * 2018-02-13 2018-07-31 中国科学院光电研究院 一种次声波的测量装置及测量方法
CN109814152A (zh) * 2019-03-04 2019-05-28 昆明理工大学 一种次声传感器及其实现方法
CN109814152B (zh) * 2019-03-04 2023-11-24 昆明理工大学 一种次声传感器及其实现方法
CN114286269A (zh) * 2021-12-27 2022-04-05 惠州帝红商贸发展有限公司 一种次声波传声器

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