विभिन्न प्रकार के ध्वनि सेंसर क्या हैं?

ध्वनि सेंसर, ऐसे उपकरण के रूप में जो ध्वनिक संकेतों को विद्युत संकेतों में परिवर्तित करते हैं, औद्योगिक स्वचालन, स्मार्ट घरों, चिकित्सा निदान और अन्य क्षेत्रों में व्यापक अनुप्रयोग पाते हैं। उनके संचालन सिद्धांतों और पहचान लक्ष्यों के आधार पर, ध्वनि सेंसर को मुख्य रूप से निम्नानुसार वर्गीकृत किया गया है:

I. पीजोइलेक्ट्रिक सेंसर

पीजोइलेक्ट्रिक ध्वनि सेंसर क्वार्ट्ज और सिरेमिक जैसी सामग्रियों के गुणों का लाभ उठाते हैं। जब ध्वनिक दबाव सामग्री की सतह पर कार्य करता है, तो यह विद्युत आवेश परिवर्तन को प्रेरित करता है, जिससे विद्युत संकेत उत्पन्न होता है। ये सेंसर उच्च संवेदनशीलता और व्यापक आवृत्ति प्रतिक्रिया प्रदान करते हैं, जिनमें विशिष्ट अनुप्रयोग शामिल हैं:

1. माइक्रोफोन:इलेक्ट्रेट कंडेनसर माइक्रोफोन (ईसीएम) डायाफ्राम के रूप में ध्रुवीकृत इलेक्ट्रेट फिल्म का उपयोग करते हैं, जो कम लागत और कॉम्पैक्ट आकार की पेशकश करते हैं, जिससे उन्हें उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। एमईएमएस माइक्रोफोन अर्धचालक प्रक्रियाओं के माध्यम से लघु कैपेसिटिव संरचनाओं को एकीकृत करते हैं, जिसमें मजबूत विरोधी हस्तक्षेप क्षमताएं और उत्कृष्ट स्थिरता होती है, जो आमतौर पर स्मार्टफोन में पाई जाती है।

2. अल्ट्रासोनिक सेंसर:आमतौर पर 20 किलोहर्ट्ज़ से ऊपर काम करने वाले, ये अल्ट्रासोनिक तरंगों को प्रसारित करने और प्राप्त करने के लिए पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक का उपयोग करते हैं, जो दूरी माप (उदाहरण के लिए, पार्किंग सेंसर) और प्रवाह का पता लगाने जैसे अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं। मेडिकल अल्ट्रासाउंड इमेजिंग उपकरण में, सारणीबद्ध पीजोइलेक्ट्रिक सेंसर मिलीमीटर - स्तर का रिज़ॉल्यूशन प्राप्त करते हैं।

द्वितीय. विद्युतचुंबकीय प्रेरण-आधारित सेंसर

ये चुंबकीय क्षेत्र परिवर्तनों के माध्यम से विद्युत संकेत उत्पन्न करते हैं, जिनमें मुख्य रूप से शामिल हैं:

1. मूविंग-कॉइल माइक्रोफ़ोन:ध्वनि तरंगें एक कुंडल को एक स्थायी चुंबकीय क्षेत्र के भीतर कंपन करने के लिए प्रेरित करती हैं, जिससे धारा उत्पन्न करने के लिए चुंबकीय प्रवाह रेखाओं को काट दिया जाता है। उनकी विस्तृत गतिशील रेंज उन्हें पेशेवर रिकॉर्डिंग उपकरण के लिए एक आम पसंद बनाती है।

2. विद्युत चुम्बकीय पिकअप:गिटार जैसे उपकरणों में उपयोग किए जाने वाले कॉइल पिकअप ध्वनि संकेतों को आउटपुट करने के लिए कंपन धातु के तारों के माध्यम से चुंबकीय क्षेत्र की ताकत को बदलते हैं।

तृतीय. ऑप्टिकल ध्वनि सेंसर

गैर--संपर्क पहचान तकनीकों को नियोजित करें, जैसे:

1. लेजर वाइब्रोमीटर:डॉपलर प्रभाव के माध्यम से सतह के कंपन को मापें, जो उच्च तापमान या मजबूत विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप वातावरण के लिए उपयुक्त है। यांत्रिक विफलताओं के कारण होने वाली असामान्य ध्वनि तरंगों का पता लगाने के लिए औद्योगिक रूप से उपयोग किया जाता है।

2. फाइबर ऑप्टिक ध्वनिक सेंसर:इस गुण का उपयोग करें कि ध्वनि तरंगें ऑप्टिकल फाइबर के अपवर्तक सूचकांक को बदल देती हैं, जिससे वितरित ध्वनिक निगरानी सक्षम हो जाती है। इस तकनीक का उपयोग तेल पाइपलाइन रिसाव का पता लगाने के लिए किया जाता है।

चतुर्थ. कैपेसिटिव ध्वनि सेंसर

एक चल प्लेट और एक स्थिर प्लेट से मिलकर एक कैपेसिटिव संरचना बनती है, ध्वनि तरंगें प्लेट के बीच की दूरी को बदल देती हैं, जिससे कैपेसिटेंस मान बदल जाता है। एमईएमएस माइक्रोफोन इस श्रेणी से संबंधित हैं, जो 70 डीबी से अधिक का सिग्नल अनुपात प्राप्त करते हैं। एक अन्य प्रकार, सिलिकॉन माइक्रोकैपेसिटिव माइक्रोफोन, लघु वायु गुहाओं को बनाने के लिए अर्धचालक प्रक्रियाओं का उपयोग करता है, जो इसे चिकित्सा परिश्रवण उपकरणों के लिए उपयुक्त बनाता है।

वी. प्रतिरोधी ध्वनि सेंसर

कार्बन-ग्रेन्युल माइक्रोफोन इसका एक उत्कृष्ट उदाहरण हैं। ध्वनि दबाव कार्बन कणिकाओं के संपर्क प्रतिरोध को बदल देता है, जिससे करंट नियंत्रित होता है। हालांकि खराब आवृत्ति प्रतिक्रिया विशेषताओं का प्रदर्शन करते हुए, उनकी सरल संरचना और कम लागत ने उन्हें प्रारंभिक टेलीफोन में व्यापक रूप से उपयोग किया।

VI. नए इंटेलिजेंट सेंसर

तकनीकी प्रगति ने कई प्रौद्योगिकियों को एकीकृत करने वाले हाइब्रिड सेंसर के उद्भव को जन्म दिया है:

1. एआई वॉयसप्रिंट पहचान मॉड्यूल:डीएसपी चिप्स और गहन शिक्षण एल्गोरिदम को एकीकृत करते हुए, ये स्मार्ट सुरक्षा प्रणालियों के लिए वास्तविक समय में विशिष्ट वॉयसप्रिंट विशेषताओं का विश्लेषण करते हैं। Baidu AI ओपन प्लेटफ़ॉर्म द्वारा प्रदान किए गए ध्वनिक मॉडल 98% सटीकता प्राप्त करते हैं।

2. मल्टी-पैरामीटर पर्यावरण सेंसर:साथ ही ध्वनि, तापमान, आर्द्रता और अन्य मापदंडों का पता लगाना। उदाहरणों में स्मार्ट शहरों में शोर निगरानी टर्मिनल शामिल हैं, जो 4जी नेटवर्क के माध्यम से क्लाउड प्लेटफॉर्म पर डेसीबल डेटा अपलोड करते हैं।

अनुप्रयोग परिदृश्य तुलना

तकनीकी विकास के रुझान

1. लघुकरण और एकीकरण:टीएसएमसी जैसे निर्माताओं ने सेंसर और प्रोसेसर के एसओसी एकीकरण के लिए भविष्य की संभावनाओं के साथ, 3 मिमी × 2 मिमी पैकेज में एमईएमएस माइक्रोफोन चिप्स पेश किए हैं।

2. एआई सशक्तिकरण:Baidu के पैडलपैडल जैसे फ़्रेमवर्क एज {{0}साइड ध्वनिक मॉडल परिनियोजन का समर्थन करते हैं, जो एज कंप्यूटिंग क्षमताओं के साथ सेंसर को सक्षम करते हैं। उदाहरण के लिए, शिशु रोना डिटेक्टर 200ms के भीतर स्थानीय रूप से ध्वनिक वर्णक्रमीय विशेषताओं का विश्लेषण कर सकते हैं।

3. स्वंय-पॉवरिंग प्रौद्योगिकी:जॉर्जिया टेक के पीज़ोइलेक्ट्रिक {{0} ट्राइबोइलेक्ट्रिक हाइब्रिड सेंसर पर्यावरणीय कंपन ऊर्जा का उपयोग करते हैं, जो उन्हें IoT नोड उपकरणों के लिए आदर्श बनाते हैं।

ध्वनि सेंसर का चयन करते समय, आवृत्ति रेंज (मानव श्रवण अवधि 20 हर्ट्ज - 20 किलोहर्ट्ज), संवेदनशीलता (डीबी / वी), और सिग्नल - से शोर अनुपात सहित मापदंडों का व्यापक मूल्यांकन करें। औद्योगिक अनुप्रयोगों को अतिरिक्त रूप से सुरक्षा रेटिंग (उदाहरण के लिए, IP67 धूल और पानी प्रतिरोध) और तापमान अनुकूलनशीलता (-40 डिग्री से 85 डिग्री ऑपरेटिंग रेंज) पर ध्यान देने की आवश्यकता होती है। 5जी और एआईओटी प्रौद्योगिकियों के प्रसार के साथ, ध्वनि सेंसर सरल सिग्नल अधिग्रहण से बुद्धिमान धारणा प्रणाली तक विकसित हो रहे हैं।