一、次聲傳感器原理、結(jié)構(gòu)與應(yīng)用
工作原理:次聲傳感器用于檢測頻率< 20Hz 的聲波信號(hào),核心原理是將機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。不同類型的傳感器基于不同物理機(jī)制實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)換,其原理特性、適配型號(hào)及典型應(yīng)用場景匯總?cè)缦拢?/span>
領(lǐng)域 | 具體場景 | 核心頻率 | 關(guān)鍵技術(shù)參數(shù) | 原理 | 品牌和型號(hào) | 防護(hù)要點(diǎn) |
地質(zhì)與自然災(zāi)害監(jiān)測 | 地震預(yù)警系統(tǒng) | 0.1-10Hz | 定位精度±1km,響應(yīng)時(shí)間< 10?秒,分布式陣列部署 | 電容式、光纖式 | 北京華遠(yuǎn)星通HY-IFSound、Luna OptaSense | 防雷擊(加裝TSS晶閘管),寬溫設(shè)計(jì)(-40~85℃) |
火山活動(dòng)監(jiān)測 | 2-5Hz | 靈敏度≥50mV/Pa,連續(xù)工作≥365天,噴發(fā)前2小時(shí)預(yù)警 | 壓電式 | PCB Piezotronics 393B04 | 抗火山灰腐蝕(金屬外殼+三防漆) | |
海嘯預(yù)警 | 0.05-1Hz | 水下抗壓≥10MPa,耐鹽霧≥5000小時(shí),提前30分鐘預(yù)警 | 壓電式、光纖式 | 歐賽龍200E28TR-1、Fibersonics DVS | 水下密封(IP68),防海水腐蝕 | |
工業(yè)檢測與安全 | 管道泄漏監(jiān)測 | 10-20Hz | 定位精度±50米,符合API 1174標(biāo)準(zhǔn),-20~60℃工作環(huán)境 | 壓電式 | TE Connectivity 333B30 | 抗電磁干擾(金屬屏蔽層),RS485接口配SM712防護(hù) |
大型設(shè)備故障診斷 | 5-50Hz | 故障前兆次聲強(qiáng)度突增≥3dB,微型化設(shè)計(jì),支持PLC對接 | 電容式 | Knowles Sensorex | 防振動(dòng)(硅膠固定),寬溫工作 | |
密閉空間安全監(jiān)測 | 0.1-5Hz | 防爆等級(jí)Ex ia II CT6,動(dòng)態(tài)范圍±100Pa | 動(dòng)圈式 | B&K Precision 4939 | 本質(zhì)安全型電路,防靜電設(shè)計(jì) | |
國防與公共安全 | 遠(yuǎn)程火炮定位 | 3-10Hz | 定位半徑< 1km,抗震等級(jí)≥50g,符合?MIL-STD-810H?標(biāo)準(zhǔn) | 光纖式、動(dòng)圈式 | 以色列MKM-2180S、PCB 333B30M | 抗沖擊(硅膠緩沖),防電磁脈沖(EMP防護(hù)) |
水下目標(biāo)探測 | 0.1-20Hz | 探測距離≥數(shù)十公里,抗深水壓力≥50MPa,無源工作模式 | 光纖式 | Luna OptaSense光纖陣列 | 隱蔽性部署,鎧裝光纜防破壞 | |
邊境安防 | 1-5Hz | 單根光纖覆蓋50公里,識(shí)別車輛/人員振動(dòng)信號(hào) | 光纖式 | Fibersonics DVS | 防開挖破壞(鎧裝),屏蔽接地抗電磁干擾 | |
環(huán)境與氣象監(jiān)測 | 臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度評(píng)估 | 0.1-1Hz | 升空高度≥3000米,待機(jī)電流< 10μA,耐受?±15kV?靜電 | 電容式 | GRAS 47AC | 低功耗設(shè)計(jì),防高空低溫(-50℃) |
大氣擾動(dòng)測量 | 0.001-0.1Hz | 長期穩(wěn)定性< 0.1%/?年,LoRa?傳輸距離≥10?公里 | 電容式 | 華遠(yuǎn)星通HY-IFSound | 高空氣密性封裝,抗輻射干擾 |
(注:表格中數(shù)據(jù)為雷卯EMC小哥整理,如有錯(cuò)漏,歡迎指正)
二、次聲傳感器的電源管理防護(hù)器件推薦
傳感器類型 | 核心組件 | 技術(shù)參數(shù) | 防護(hù)器件推薦 |
所有類型傳感器 | 儀表放大器(AD620/INA128) | 增益100-1000 倍,輸入失調(diào)電壓 < 10μV | SD05C、ESDA05CP |
電容式、壓電式 | 可編程PGA(PGA204) | 增益檔位1/2/4/8 倍,動(dòng)態(tài)范圍 ±10V | SD03C、SD05C、ESDA05CP |
電容式、光纖式 | LDO穩(wěn)壓器(LM1117) | 輸出紋波< 1mV,壓降 1.2V,負(fù)載電流 500mA | SD03C、SD05C、ESDA05CP |
壓電式、動(dòng)圈式 | DC-DC轉(zhuǎn)換器(LM2596) | 輸入8-36V,效率 > 85%,輸出可調(diào) 5-12V | SD05C、SD12C |
電池供電傳感器 | 微功耗LDO(TC1185) | 靜態(tài)電流3μA,輸出 5V/300mA | SD05C、ESDA05CP |
所有類型傳感器 | 二階巴特沃斯帶通濾波器 | 截止頻率0.01-30Hz,衰減率 40dB/decade | 磁珠(100Ω@100MHz) |
數(shù)字接口電路 | RC吸收網(wǎng)絡(luò)(100Ω+100pF) | 高頻截止16MHz,抑制電磁干擾 | ESDA05CP |
三.次聲傳感器電路的信號(hào)接口靜電浪涌防護(hù)方案
01
RS485接口:
在工業(yè)應(yīng)用上TE Connectivity 333B30,采用RS485接口,,雷卯針對RS485采用SM712多路保護(hù)二極管,滿足IEC 61000-4-2 (ESD)±30kV(空氣)和±30kV(接觸)標(biāo)準(zhǔn)。
02
USB 2.0接口
如華科電子的hkc-17d采用USB通信,雷卯針對USB2.0靜電防護(hù)采用單顆器件SR05W 滿足IEC61000-4-2,等級(jí)4,接觸放電30kV,空氣放電30kV,保證工業(yè)傳輸?shù)姆€(wěn)定。
03
模擬接口:
雷卯采用S1M與GBLC24C保護(hù)電流輸出4-20mA敏感傳感器芯片,小封裝,低電容,大電流保護(hù)。滿足IEC61000-4-2,等級(jí)4,接觸放電30kV,空氣放電30kV。
04
I2C/SPI接口:
雷卯采用SMC12防護(hù)I2C和SPI接口的,單顆保護(hù)2路差分線,節(jié)約空間,大電流保護(hù)。滿足IEC61000-4-2,等級(jí)4,接觸放電8kV,空氣放電15kV。
雷卯針對次聲傳感器常見端口防護(hù)推薦料號(hào) | |||||
類型 | 品牌 | 型號(hào) | 描述 | 封裝 | 應(yīng)用 |
ESD | Leiditech | ESDA05CP | 5V,Bi,15PF,18A | DFN1006 | 5V電源靜電防護(hù) |
ESD | Leiditech | SD05C | 5V,Bi,110PF,25A | SOD-323 | 5V電源靜電防護(hù) |
ESD | Leiditech | SD12C | 12V,Bi,45PF,15A | SOD-323 | 12V電源靜電防護(hù) |
ESD | Leiditech | SM05 | 5V,Uni,168PF,30A | SOT-23 | MIPI高速接口防靜電 |
ESD | Leiditech | SM712 | 7/12V,Bi,45PF,17A | SOT-23 | RS485靜電防護(hù) |
ESD | Leiditech | SR05W | 5V.Uni,3PF,20A | SOT-143 | USB2.0接口靜電防護(hù) |
ESD | Leiditech | GBLC24C | 24V,Bi,1PF,10A | SOD-323 | 4-20mA傳感器芯片靜電防護(hù) |
ESD | Leiditech | SMC12 | 12V.Bi,45PF,15A | SOT-23 | I2C/SPI接口靜電防護(hù) |
Leiditech雷卯電子致力于成為電磁兼容解決方案和元器件供應(yīng)領(lǐng)導(dǎo)品牌,供應(yīng)ESD、TVS、TSS、GDT、MOV、MOSFET、Zener、電感等產(chǎn)品。雷卯擁有一支經(jīng)驗(yàn)豐富的研發(fā)團(tuán)隊(duì),能夠根據(jù)客戶需求提供個(gè)性化定制服務(wù),為客戶提供最優(yōu)質(zhì)的解決方案。
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