定向共振MEMS声学传感器和相关的声学矢量传感器
Justin Ivancic1, Gamani Karunasiri1, Fabio Alves1
1Department of Physics, Naval Postgraduate School, Monterey, CA 93943, USA.
Sensors (Basel, Switzerland)
|October 14, 2023
概括
本研究介绍了一种新的微电子机械系统声学传感器和声学矢量传感器阵列 (AVS),用于检测和定位声源. 该系统提供高灵敏度和准确的定向,即使在水下.
科学领域:
- 声学工程 声学工程
- 微电子机械系统 (MEMS) 是一种微电子机械系统.
- 传感器技术 传感器技术
背景情况:
- 开发便携式系统,用于检测安静或遥远的声源.
- 需要高灵敏度的声学传感器,具有精确的定向寻找能力.
研究的目的:
- 设计,建模,分析和评估一个新的MEMS声学传感器.
- 开发和测试使用新型传感器的声向量传感器阵列 (AVS).
- 在实验室和现场条件下评估传感器和AVS的性能,包括水下环境.
主要方法:
- 在共振下运行的基于MEMS的声学传感器的设计和制造.
- 传感器集成到一个声学矢量传感器阵列 (AVS).
- 在实验室和现场环境中使用各种声源 (音调,枪声,无人机) 进行实验评估.
主要成果:
- 该MEMS声学传感器实现了高声敏度 (-84.6dB对1V/μPa) 和88dB的最大信号噪声比 (SNR).
- 该AVS提供了无模糊的360度亚齐图斯覆盖范围.
- 在实地实验中,到达方向的准确声学确定,平均误差在3.5°以内.
结论:
- 开发的MEMS声学传感器和AVS显示了检测和定位声源的巨大潜力.
- 该系统的性能,包括高灵敏度和定向精度,适合各种特定应用.
- 传感器的共振频率可以调整为特定的声学特征检测.


