[发明专利]在线标定微音器灵敏度的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及传感器测试技术领域，特别是涉及一种在线标定微音器灵敏度的装置和方法。

背景技术

微音器是一种声电转换器件，电信号随声波变化而变化。按照换能原理，微音器可分为电动式，电容式，压电式以及电磁式、碳粒式、半导体式和硅微音器，此外还有液体微音器、激光微音器等。

驻极体电容式微音器(Electret Condenser Microphone)，简称ECM，就是在高分子的薄膜上聚积电荷，使其成为半永久性或临时性的电极长驻带电体。它由声电转换和阻抗变换两部分组成。利用PET薄膜与金属导电环结合制作成的振动板，中间以环状塑料绝缘垫圈隔开形成极小的间隙，并使驻极体与振动板相互平行，形成一个平板电容器。在此空隙间，形成一种静电电场，这种驻极体与振动板之间形成的电气静电容量，会随着音波振动的强弱产生距离变化，使它的电容量产生变化，构成电气讯号转换出来，使音波转换出电气信号。也就是说当音源由微音器的音孔进入后，振动板就会随着进来的音波开始振动，而振动的振动板越接近驻极体，静电的电荷量就会增大；相反的越远离驻极体，静电的电荷量就会减少。电荷量的变化导致电压的变化。

电容是表征电容器容纳电荷的本领的物理量，把电容器的两极板间的电势差增加1伏所需的电量，叫做电容器的电容。平行板结构电容器的电容量C为

C=1U×ϵ0ϵrSd]]>

式中：U为极板间电压；

ε₀为真空介电常数；

ε_r为极板间物质的相对介电常数；

d为极板间距离。

ε_r与极板间物质相关的，极板间物质发生变化，其电容量C就会发生变化，相应的微音器的灵敏度也会发生变化。

高灵敏驻极体电容式微音器工作性能相当稳定，正常使用条件下，可以做到100年内漂移不超过1％。但在微音器的实际应用中，微音器的灵敏度受气体湿度、成分、温度及固体微粒富集等环境因素的影响较大，漂移可达50％。由于这些漂移的不确定性，严重影响了气体浓度的定量分析，导致整个测量系统不稳定，给微音器的应用带来了难以克服的困难。气体湿度、成分、温度及固体微粒富集等环境因素对微音器灵敏度的影响需要消除，微音器的灵敏度需要标定。

株式会社堀场制作所的中国专利85104620中描述了一种“光声效应式分析器”。85104620专利中通过在装有待测气体，能产生光声信号的腔体上加工出一个孔将微音器的声接收端连接到腔体的内壁上。采用任何含有少量水份且不含有腐蚀微音器物质的气体，如干燥空气流过微音器的声接收端，使得待测气体无法与微音器的声接收端直接接触，但待测气体产生的光声信号依然能够被微音器接收。流过微音器声接收端的气体如干燥空气的流量由毛细管和压力控制阀控制，整个装置能定量地测量待测气体的浓度。

85104620专利中的整个系统使用干燥且不含腐蚀物质的气体吹扫微音器声接收端，消除了气体湿度、成分等对微音器灵敏度的影响。但由于采用气体如干燥空气阻止待测气体与微音器声接收端直接接触，测量时必须携带气体如干燥空气，并采用毛细管和压力控制阀控制流量，使得这种消除微音器灵敏度影响的测量方法过于繁琐，结构过于复杂，体积过于庞大，在现场应用中有诸多不便。

发明内容

本发明克服了现有技术中的缺点，提供了一种在线标定微音器灵敏度的装置及方法，能消除气体湿度、成分、温度及固体微粒富集等环境因素对微音器灵敏度的影响，对微音器灵敏度进行在线标定。

本发明的技术方案如下：一种在线标定微音器灵敏度的装置，包括光源和光声腔，在光源和光声腔之间设置准直器，光源通过传输线路与驱动控制电路连接，在光声腔中设置微音器，微音器通过传输线路依次与信号处理电路和总控端连接，总控端通过传输线路依次与驱动控制电路和信号处理电路连接，总控端还通过传输线路与安装在光声腔中的标准声源连接。

所述的标准声源为扬声器。

所述的标准声源为受话器。