基于硅微加工技术的超声定位微声学系统

摘要

本发明公开了属于定位与测距技术领域的一种基于硅微加工技术的超声定位与测距微声学系统。是用微声学器件铁电微扬声器作为超声波发射源，微声学器件铁电微麦克风作为超声波接收器；微扬声器和微麦克风的发射面和接收面都指向被测物体；超声波发射源和超声波接收器的输出信号线接到信号处理器，信号处理器的输出连接到计算机。微声学器件由制作有铁电薄膜等多层薄膜材料所构成。通过“超声波信号—电信号”互换效应应用于定位和测距系统中，具有很高的可靠性和抗干扰性，不易受温度、湿度等影响。极大地促进了产品的微型化和集成化，并有利于大批量的生产，从而降低了成本，获得高成品率，能大量的用于定位探测和超声测距市场前景巨大。

主权项

1.一种基于硅微加工技术的超声定位微声学系统，其特征在于：用一个基于硅微加工技术的铁电微扬声器作为超声波发射源(9)，两个基于硅微加工技术的铁电微麦克风作为超声波接收器(10)；并且超声波接收器(10)位置坐标值在参照坐标系内是可知的，作为超声波接收器(10)的两个微麦克风安装在被检测物(11)的一个边缘上，其接收面指向被检测物(11)；作为超声波发射源(9)的微扬声器放在被检测物区域内，其发射面指向两个作超声波接收器(10)的微麦克风，超声波发射源(9)的微扬声器和超声波接收器(10)的微麦克风的输出信号线接到信号处理器(12)，信号处理器(12)的输出连接到计算机(13)；其定位坐标的确定是从超声发射源(9)的发射点P发出超声波到超声波接收器(10)的接收点P1接收到此超声波的时间差为t1；从超声波发射源(9)的发射点P发出超声波到超声波接收器(10)的接收点P2接收到此超声波的时间差为t2，超声波传播的速度为v，可以得到以下的联立方程：$\left\{\begin{array}{c}{(x-x_1)}^2+{(y-y_1)}^2={D_1}^2={(v·t_1)}^2\\ {(x-x_2)}^2+{(y-y_2)}^2={D_2}^2={(v·t_2)}^2\end{array}\right.$ 解这个方程组可以得到x、y的两组关于直线P1P2对称的根，可以根据被检测区域的实际位置，选取一组有意义的根，作为标的物，即超声波发射器所在位置P点的坐标值，从而实现了超声定位的功能。