[发明专利]声聚焦传感器的制作方法和声聚焦传感器

说明书

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，特别是涉及一种声聚焦传感器的制作方法，以及一种声聚焦传感器。

背景技术

在污秽绝缘子电气绝缘强度在线监测装置，声传感器是污秽放电声发射信号采集的核心元件，其性能的优劣直接关系到污秽放电声发射信号原始波形保真度。性能良好的声传感器能不失真的将声发射信号转换成电信号，可为正确识别绝缘子污秽放电模式奠定良好的基础。反之，将直接影响绝缘子污秽放电检测的效果。此外，在线监测装置声传感器安装在输电线路的杆塔上，刮风下雨，太阳暴晒，处于高温高湿的恶劣运行环境，因此，声传感器的制作必须要考虑上述各种因素的影响。

声音是一种波，是空气分子的振动。声传感器的作用是将声音信号转换成为电流或电压信号，即将声信号转换为电信号而便于处理。污秽绝缘子放电声发射信号具有突发性和微弱性，因此，亟需能有敏感度较高的、声压增益、速度增益、声强增益较好的声传感器。

发明内容

基于此，本发明提供一种声聚焦传感器的制作方法和一种声聚焦传感器，能快速地确定声聚焦传感器的大小形状，该聚焦传感器中反射镜形成的聚焦抛物面接收的污秽绝缘子放电声发射信号的灵敏度及信噪比非常高。

一种声聚焦传感器的制作方法，包括如下步骤：

根据预设的聚焦抛物面的开口半径及预设的入射声波的频率，利用下式计算所述聚焦抛物面的中心角：

其中，α_m为所述中心角，D为所述开口半径，f为所述入射声波的频率，K₁为预设的聚焦抛物面的放大倍数，0≤K₁≤12；

根据所述预设的开口半径及所述中心角，利用下式计算所述聚焦抛物面的焦距：

其中，F为所述焦距，c为声速；

根据所述聚焦抛物面的焦距，制作声聚焦传感器，其中，所述声聚焦传感器包括反射镜和传感器，所述反射镜具有一聚焦抛物面，所述聚焦抛物面的抛物线方程为y²＝2px，F＝p/2，所述传感器设置在所述聚焦抛物面的焦点上。

一种声聚焦传感器，包括反射镜和传感器，所述反射镜具有一聚焦抛物面，所述传感器设置在所述聚焦抛物面的焦点上，所述聚焦抛物面的抛物线方程为y²＝2px，F＝p/2；

其中，

F为所述聚焦抛物面的焦距，c为声速，α_m为所述聚焦抛物面的中心角，K₁为预设的聚焦抛物面的放大倍数，0≤K₁≤12，f为所述预设的入射声波的频率；

所述中心角通过下式计算得到：

其中，D为预设的聚焦抛物面的开口半径。

上述一种声聚焦传感器的制作方法和一种声聚焦传感器，根据预设的聚焦抛物面的开口半径及预设的入射声波的频率计算所述聚焦抛物面的中心角，根据所述开口半径及所述中心角，计算所述聚焦抛物面的焦距，声聚焦传感器包括反射镜和传感器，所述反射镜具有一聚焦抛物面，根据上述参数确定所述聚焦抛物面的抛物线方程，所述传感器设置在所述聚焦抛物面的焦点上；根据上述步骤制作的声聚焦传感器，只需要获取预设的几个参数，就能快速地确定声聚焦传感器的大小形状，利用该声聚焦传感器中反射镜形成的聚焦抛物面接收的污秽绝缘子放电声发射信号的灵敏度及信噪比非常高。

附图说明

图1为本发明声聚焦传感器的制作方法在一实施例中的流程示意图。

图2为聚焦抛物面所形成的球形波阵面在一实施例中的示意图。

图3为反射镜上聚焦抛物面在一实施例中的示意图。

图4为驻极体传感器在一实施例中的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

如图1所示，是本发明声聚焦传感器的制作方法的流程示意图，包括如下步骤：

S11、根据预设的聚焦抛物面的开口半径及预设的入射声波的频率计算所述聚焦抛物面的中心角：

其中，α_m为所述中心角，D为所述开口半径，f为所述入射声波的频率，K₁为预设的聚焦抛物面的放大倍数，0≤K₁≤12；

S12、根据所述开口半径及所述中心角，利用下式计算所述聚焦抛物面的焦距：

其中，F为所述焦距，c为声速；