[发明专利]次声波检测装置及其检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及次声波检测领域，具体涉及一种次声波检测装置及其检测方 法。

背景技术

次声波又称亚声波，一般是指频率在10^-4Hz～20Hz之间的声波。通常情 况下次声波并不引起人耳听觉。与可听声波一样，次声波由各种物体的机械振 动产生，通过各种弹性介质的振动向四周扩散传播。科学研究发现，许多自然 现象出现时，如海上风暴、火山爆发、地震、海啸、电闪雷鸣、波浪击岸、台 风、磁暴、极光、冰雹等等，都可伴有次声波的发生；在与人类有关的活动中， 诸如核爆炸，飞机、火箭、导弹飞行，火炮发射，火车和地铁高速行驶时车身 板壁与车内空气的次声频耦振，轮船航行，飞驰的车辆，高楼和大桥摇晃，甚 至鼓风机、搅拌机、扩音喇叭等都会产生很强的次声波。另外，次声波还广泛 分布于工业生产、建筑业和交通运输中，如高速公路上疾驰的车辆中可产生 12dB声强的次声波，而且由于次声波的频率低、波长较长，因此在传播中被 介质吸收很少，穿透能力很强。

次声波可对人体造成危害。当人体受到低强度次声影响后，主要表现为非 特异性的应激反应及神经内分泌失调症状：烦躁、中耳压迫、耳痛、耳鸣以及 头疼、恶心、呕吐、平衡失调、视觉模糊等。高强度的次声甚至可导致人体严 重的生理变化，甚至死亡。因为人体各器官都有其固有的振动频率，而这种频 率在3Hz～17Hz之间，人体的这些固有频律正好在次声频率范围内，当次 声作用于人体时，若它的频率与某一部位的自身频率接近或相等，即会引起生 物共振反应，使其吸收能量；另一方面其共振刺激躯体感受器，将刺激传到人 体中枢神经系统相关部位，引起一系列功能和形态改变，最终影响组织分子结 构、生物氧化和能量代谢过程，以至危及性命。

目前的次声波检测设备多为电容式次声波传感器，其要求结构精细、设计 严密、选材严格，特别是加工精度要求高，其主要零件都要求超精加工，并且 为了保证其使用的长期稳定性，要选用最好的绝缘体，系统内还要求高洁净度 等，还必须考虑环境条件对系统劲度的影响，环境温度变化所引起的传感器的 “零飘”问题；另外，目前的次声波检测设备多用于地震预测、海洋风暴预警 等自然灾害的预警与监测，其种类单一、价格昂贵，不适合日常民用。手机现 在已经成为了人们日常生活中不可或缺的电子产品，单纯利用手机中的麦克风 进行次声波检测这种方法并不可行，因为手机麦克风的最低拾音频率通常高于 20Hz，无法检测频率低于20Hz的次声波。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种次声波检测装置及其检测方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

次声波检测装置，包括外壳，外壳内从左往右依次安装有二极管激光器、 激光扩束器、活动刀片和探测器，外壳内壁上开设有与活动刀片相配合的凹槽， 所述活动刀片上端穿过外壳的侧面连接有灵敏膜片，下端两侧设有两凸起，所 述灵敏膜片内嵌安装有加速度传感器，所述活动刀片内嵌安装有位移传感器， 所述探测器通过数据采集卡连接有一智能移动终端，所述智能移动终端用于将 加速度传感器所检测到的机械振动信息转换为振动信号功率谱，根据所述振动 信号功率谱中的信号频率分布和次声波频率范围，从而判定所述待测位置是否 有次声波的存在，通过探测器所检测到的光强以及位移传感器所检测到的数据 进行次声波强度和频率的计算，并输出结果。

其中，所述凹槽由上端凹槽和下端凹槽构成，上端凹槽的宽小于下端凹槽 的宽，上端凹槽的宽小于两凸起的厚度，略大于活动刀片的宽，下端凹槽的宽 略大于活动刀片的宽。

其中，所述外壳的内壁均为水银镜面。

其中，所述凹槽的内壁、两凸起的外壁以及活动刀片的外壁均为光滑表面。

其中，所述两凸起与活动刀片一体成型构成T型刀片。

其中，所述二极管激光器连接有温度控制器和电流控制器。

上述次声波检测装置的检测方法，包括如下步骤：

S1、通过电流控制器与温度控制器调制二极管激光器，输出稳定波长的光， 输出光经激光扩束器穿过活动刀片与外壳一侧壁构成的单缝，产生第一单缝衍 射条纹，通过探测器进行第一单缝衍射条纹强度的检测，并将光强信号转换为 电压信号输出，输出的电压信号经由数据采集卡传送至智能移动终端；