买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

龙图腾网获悉山西大学申请的专利一种基于激光横向位移探测声信号装置及其方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115950520B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-20发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211616197.2，技术领域涉及：G01H9/00；该发明授权一种基于激光横向位移探测声信号装置及其方法是由苏玉琪;赖永浪;杨荣国设计研发完成，并于2022-12-15向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于激光横向位移探测声信号装置及其方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种基于激光横向位移探测声信号装置及其方法。包括：步骤1，设计并搭建光路，准直光路及调试四象限探测器与NI采集板卡采集；步骤2，采用激光横向位移探测声信号的原理得到测试结果；步骤3，通过推导振膜位移和声源声压的关系说明激光横向位移探测声信号提取了目标声源特征的可行性和优越性；步骤4，从振膜的理论视角分析振膜位移与声源质点振动的关系；步骤5，对振膜进行优化分析；步骤6，得到振膜位移与声源关系的图像；本发明提出的方法可对声信号进行基于激光横向位移的准确探测。

本发明授权一种基于激光横向位移探测声信号装置及其方法在权利要求书中公布了：1.一种基于激光横向位移探测声信号装置进行探测声信号的方法，其特征是：基于激光横向位移探测声信号装置：包括激光器1、第一高反镜2、第二高反镜3、聚焦透镜4、波片5、分束器6、光功率计7、第三高反镜8、聚焦透镜9、镀金大振膜10、四象限探测器11、PC端显示器12、NI采集板卡13、信号源14、喇叭15、示波器16；1064nm的光纤激光器1置于平台上，将其携带的光学耦合头固定，在激光器1出光的同一方向的直线上放置第一高反镜2，放置角度与光路方向呈45度角，光的位置在第一高反镜2的中心，第一高反镜2反射光路距离在其20cm处放第二高反镜3，使光路45度入射到第二高反镜3，光的位置在第二高反镜3的中心，在第二高反镜3的反射光路方向依次放置聚焦透镜4、波片5、分束器6，第三高反镜8，在分束器6的光学中心垂直于光路的方向放置光功率计7，第三高反镜8的放置在分束器6后面，第三高反镜8与这条路上的前端的光路呈45度角，在经过第三高反镜8后的光路方向上安装聚焦透镜9与镀金大振膜10，所述镀金大振膜10与前端的光路呈45度角，所述四象限探测器11安装在光路经过镀金大振膜10反射后的光路的方向上，并用三根BNC线缆将四象限探测器11的x，y，sum的输出连到示波器的16的输入端口，再通过BNC线将四象限探测器11的x通道输出到NI采集板卡13的采集端口，NI采集板卡13与PC端显示器12连接；喇叭15的纸盆朝向镀金大振膜放置，使两者的中心在一条直线上；用BNC线与信号源14的CH1输出端口相连； 基于激光横向位移探测声信号装置进行探测声信号的方法，步骤如下： 步骤1：激光器1出来的光通过第一高反镜2、第二高反镜3进行光路准直后通过聚焦透镜4聚焦，波片5、分束器6进行分束，一束打进光功率计7监测光功率的稳定性，另一束经过第三高反镜8反射、聚焦透镜9聚焦后打到镀金大振膜10中心；通过信号源14输出单频信息或扫频信息驱动喇叭15使镀金大振膜10表面振动，使其反射面上由于受迫振动携带有振动源的信息； 步骤2：准直和聚焦激光器1出来的高斯光束，调整系统中的第一高反镜2、第二高反镜3的左右和俯仰，在示波器上观测由四象限探测器11x,y,sum对应的三个输入通道的变化，调整致x，y通道不突变，sum为光全部打到探测器光敏面的光电流大小，此时光全部打到了四象限探测器11的光敏面上，调整过程先将激光挡住用示波器16的光标标定x,y原始位置，再观测不挡光时x,y恢复到光标的位置，sum在示波器16显示其光功率的sum为光全部打到探测器光敏面的光电流大小； 步骤3：经过镀金大振膜10反射的光携带了声源的信息，反射光由四象限探测器11接收采集并转化为电信号，同时用BNC线缆将四象限探测器11的x通道输出到NI采集板卡13的采集通道，并将结果显示在与NI采集板卡13连接的PC端显示器12观测采集到的数据； 步骤4：当一束光以45度角入射时，镀金大振膜10受迫振动导致光束在空间的横向位置发生变化，在某一时刻镀金大振膜10的垂直于其表面的振动方向上的位移为z，四象限探测器11通过光电转换出光束的横向位移，镀金大振膜10的振动位移为z与光束的横向位移相等； 步骤5：对光束的横向位移和镀金大振膜10的振动位移z关系进行解释，Q为NI采集板卡13显示在PC端显示器12上的采集单频信号时的峰值点处的噪声功率谱的绝对值，噪声功率谱的绝对值反应光束横向位移的信息，为镀金大振膜10振动位移z公式，q，j当测量系统的基本框架确定后为确定值，将Q带入可求出d； 步骤6：产生单频信号的喇叭15为声源，喇叭15振动产生的声压与其由信号源14输入的驱动电压成正比，p=k*U，其中p为喇叭的声压，U为喇叭的驱动电压，k为声源的增益；根据步骤4所述方法，根据拟合的线型，计算得到的d与喇叭15驱动电压成近似正比关系，得出镀金大振膜10的位移z与声源喇叭15的驱动电压成近似正比例关系，也就是镀金大振膜10的位移z与声源喇叭15的声压成近似正比例关系；从而能获知目标的声学振幅特征； 步骤7：镀金大振膜10的振动原理，受迫振动为利用周期性外力作用于系统，维持系统振动，其中驱动力频率为驱动力对应的频率，固有频率为系统不受外力时振动的频率，固有频率是系统的固有属性；振膜面上任意一点的振动方程如下： 质点的振动方程：1 得出只要声源驱动的时间足够长，让振动频率等于驱动力频率,达到稳态； 稳态的振动方程： 2 振幅不随时间变化，其镀金大振膜10的振动频率就是喇叭15的频率，镀金大振膜10的振动频率调制光，读取噪声功率谱最高的位置处的频率就还原出声源的频率信息； 步骤8：振膜的理论，用于优化反射面镀金大振膜10 振膜固有频率预紧力公式： 3 其中2.405根据第一类贝塞尔函数的根推导得出，T称为单位厚度的面内力及预张力，h为薄膜的厚度，ρ为振膜材料的密度，hρ为单位面积质量，R为振膜半径； 直径和厚度是决定固有频率的因素，在一定的共振频率下，直径越小，膜片越薄，膜片的变形越大对于完整膜片，采用厚度h和半径R两个几何参数进行分析；两者都决定了基频f和膜片的中心变形yp；一般情况下，根据4，中心变形yp越大，响应灵敏度越高，灵敏度由表示； 4 其中，E,,h,R分别代表泊松比，杨氏模量，固有频率，膜片厚度，膜片半径；yp为圆形膜片的中心变形，f和p为声波的频率和声压，ζ为膜片振动的阻尼比； 频率f和中心位移yp相乘，得到 5 其中α和β是受膜片材料弹性模量、泊松比和密度影响的等效系数；在某一频率f下，根据式5，寻找引起中心最大变形yp的R和h值，相当于寻找Rh的合适比值。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术，可联系本专利的申请人或专利权人山西大学，其通讯地址为：030006 山西省太原市小店区坞城路92号山西大学科技楼803；或者联系龙图腾网官方客服，联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。

以上内容由龙图腾AI智能生成。