[发明专利]使用悬浮体的声速麦克风

权利要求书

1.一种定向声学传感器，包括：

一个传感器框架；

一个支撑装置；和

一个利用所述支撑装置悬挂在所述传感器框架中的悬浮体，其特征尺寸小于空气中声波最高频率的波长，并且能够感应声波激发的空气三维运动，所述空气三维运动用来推导声波粒子的速度。

2.根据权利要求1所述的定向声学传感器，还包括一个检测装置，用来检测三维运动，从所述三维运动计算悬浮体的速度，并且从悬浮体的速度推导出声波的粒子速度。

3.根据权利要求1所述的定向声学传感器，其中所述悬浮体为球体。

4.根据权利要求1所述的定向声学传感器，其中所述悬浮固体从包括方形或椭圆形物体的组中选择。

5.根据权利要求2所述的定向声学传感器，其中，悬浮体的速度与声波的粒子速度之间存在线性关系。

6.根据权利要求1所述的定向声学传感器，其中悬浮体是一个空心薄壳物体。

7.根据权利要求2所述的定向声学传感器，其中悬浮体的速度按卡麦迪坐标系中的三个分量给予测量，所述定向声学传感器是一个矢量传感器。

8.根据权利要求2所述的定向声学传感器，其中悬浮固体的速度按卡麦迪坐标系中的一个分量给予测量，所述定向声学传感器是一个单轴传感器。

9.根据权利要求2所述的定向声学传感器，其中悬浮体的速度按卡麦迪坐标系中的两个分量给予测量。所述定向声学传感器是一个双轴传感器。

10.根据权利要求1所述的定向声学传感器，其中支撑装置包括有形支撑物。

11.根据权利要求10所述定向声学传感器，其中所述有形支撑物包括在三维空间中对称分布的一个或多个软绳。

12.根据权利要求10所述的定向声学传感器，其中所述有形支撑物包括在三维空间中对称分布的一个或多个软性楔形物。

13.根据权利要求1所述的定向声学传感器，其中所述支撑装置包括一个无形支撑。

14.根据权利要求13所述的定向声学传感器，其中无形支撑包括电场。

15.根据权利要求2所述的定向声学传感器，其中探测装置是一个光学探测装置。

16.根据权利要求2所述的定向声学传感器，其中探测装置是一个电磁探测装置。

17.根据权利要求2所述中定向声学传感器，其中探测装置是一个静电探测装置。

18.一种确定声波粒子速度的方法，包括：

利用支撑装置将一个悬浮体悬挂到传感器框架中，所述悬浮体的特征尺寸小于空气中最高声波频率的波长；

通过探测装置来探测由空气中声波引起的悬浮体的三维运动；

通过探测装置从悬浮体的三维运动推导出声波粒子速度。

19.一种确定声波的声学图像的方法，包括：

将两个或多个定向声学传感器布置成多维阵列，其中每个定向声学传感器包含一个传感器支架，一个支撑装置和利用该支撑装置悬挂到框架中的悬浮体，该悬浮体的特征尺寸小于在空气中声波的最高频率波长，并能够感应声波激发的空气的三维运动；

利用探测装置探测每个定向声学传感器的三维运动；

利用探测装置从每个定向声学传感器的悬浮体的三维运动中推导出声波的粒子速度，其中所述的两个或多个定向声学传感器产生了声波的多粒子速度；和

利用处理器从所述多粒子速度和多维阵列的已知位置，算出声波的声学图像。

20.根据权利要求19所述的方法，其中探测装置包括扫描激光多普勒测振仪(LDV)。