【摘 要】
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目前微机电系统(MEMS)矢量水听器的研究出现瓶颈。大量实验表明,水听器的灵敏度与探测带宽存在着相互制约关系。为保证水听器具有20~500 Hz的针对远距离船舶辐射噪声的可探测
【机 构】
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中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室
【基金项目】
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国家自然科学基金资助项目(61127008);国家重点研发计划基金资助项目(2016YFC0101900);山西省应用基础究研基金资助项目(201601D011035);中国博士后科学基金资助项目(博士后编号176704)
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目前微机电系统(MEMS)矢量水听器的研究出现瓶颈。大量实验表明,水听器的灵敏度与探测带宽存在着相互制约关系。为保证水听器具有20~500 Hz的针对远距离船舶辐射噪声的可探测带宽,急需提高MEMS矢量水听器在低频探测的灵敏度。该文在普通纤毛式MEMS矢量水听器的基础上,提出在柱形纤毛上集成十字扇面,通过增大声压接收面积,来提高低频探测的灵敏度。通过ANSYS Workbanch多参优化确定十字扇面的尺寸,通过ANSYS15.0对优化后的尺寸进行验证。利用微机械加工法集成扇面与柱形纤毛,利用水听器校准系统来测试扇面纤毛式矢量水听器的灵敏度,结果表明,灵敏度满足每频程6dB的增长趋势,在500 Hz时灵敏度达到-183.6dB(0dB=1V/μPa),比普通结构提高了近5dB。
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