对由声音源发出的声音进行检测的声音检测设备的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种对由声音源发出的声音进行检测的声音检测设备，包括：第一激光器、第二激光器、光电检测装置、位移确定装置、声音还原装置。本发明中的声音检测设备采用两个激光器对声音源附近的可振动物体进行照射，通过确定经反射的两束激光之间的距离的变化来确定可振动物体的振动情况，并且根据这种振动情况来还原出声音源所发出的声音。本发明的声音检测设备的优点就是将光电检测装置对激光位置的检测转化为对两束激光之间距离的检测，将对点的检测转化为对线段的检测，这样操作能有效减小误差，线段越长，误差越小。
【专利说明】对由声音源发出的声音进行检测的声音检测设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及声音检测领域，具体而言，本发明涉及对由声音源发出的声音进行检 测的声音检测设备。
【背景技术】
[0002]随着科技的发展，人们根据声波的特性，制造了多种多样的用于声音检测的仪器， 从早期的有线声音检测，到后来的微型话筒声音检测等。
[0003]采用激光技术进行声音检测，可以听到人无法接近的房间内的声音信息。其基本 原理就是利用一束看不见的红外激光发射到该房间的玻璃上，由于声音会引起玻璃的微小 振动，通过接收由玻璃或镜子反射回来的激光，采集振动信息，将振动再还原成声音，就能 实现远距离声音检测。这种声音检测可以用于各种领域，例如，在发生矿难时辅助对井下人 员的救援、对犯罪分子进行远程监听等。
[0004]目前声音振动采集方法主要是将玻璃振动的位移转化为其他可测量的物理量，进 行测量或求解，例如:利用一个光电二极管接收经振动玻璃反射回来的激光，并检测激光在 其上的位移变化，就能推导出玻璃的位移变化；或是，根据迈克尔逊干涉原理，让经过待测 玻璃反射回来的光和一束参考光发生干涉，通过测量干涉条纹变化来推导玻璃振动位移。 最后将光电接收器上接收的光信号转换为电信号，并经过信号放大与处理，将电信号还原 成声音。
[0005]这些方法就是都是设置一个红外激光器作为激光源，通过采集一束激光的位移变 化信息，来推导玻璃的振动，是对激光点位置变化的直接测量。如图1所示，在待监听房间 内声音很小的情况下，玻璃振动比较微弱，导致玻璃振动的测量误差比较大，检测效果不佳。
【发明内容】
[0006]鉴于现有技术中存在的上述缺点，本发明提出了一种新的声音检测设备，其测量 误差小，检测效果好。
[0007]具体而言，本发明提供一种对由声音源发出的声音进行检测的声音检测设备，包 括:第一激光器、第二激光器、光电检测装置、位移确定装置、声音还原装置，
[0008]所述第一激光器用于以第一发射角度朝向所述声音源附近的可振动物体表面发 射第一激光束，其中，所述可振动物体能够响应于所述声音源发出的声音而振动；
[0009]所述第二激光器用于以不同于所述第一发射角度的第二发射角度朝向所述声音 源附近的可振动物体表面发射第二激光束，其中，所述第一激光束与所述第二激光束在所 述可振动物体表面处相交并且分别被所述可振动物体表面反射；
[0010]所述光电检测装置用于接收经反射的所述第一激光束和所述第二激光束并输出 反映经反射的所述第一激光束和所述第二激光束照射在所述光电检测装置上的位置的信 号;[0011]所述位移确定装置用于基于所述信号确定经反射的所述第一激光束和所述第二激光束照射在所述光电检测装置上的位置，并确定所述第一激光束照射在所述光电检测装置上的位置与所述第二激光束照射在所述光电检测装置上的位置二者之间的距离，其中， 随着所述声音源发出的声音改变，经反射的所述第一激光束照射在所述光电检测装置上的位置与所述第二激光束照射在所述光电检测装置上的位置以及二者之间的距离将随之相应变化，所述位移确定装置根据经反射的所述第一激光束和所述第二激光束的照射在所述光电检测装置上的位置的变化和所述距离的变化，确定所述可振动物体的振动；
[0012]所述声音还原装置用于基于经反射的所述第一激光束和所述第二激光束的照射在所述光电检测装置上的位置的变化和/或所述距离的变化以及所述可振动物体的振动还原所述声音源发出的声音。
[0013]优选地，所述第一激光束和所述第二激光束均为红外光并且二者的波长彼此不同。
[0014]优选地，所述可振动物体为所述声音源周围的玻璃。
[0015]优选地，所述光电检测装置为具有一定长度的光电二极管或者排列成一排的光电二极管阵列。
[0016]优选地，所述具有一定长度的光电二极管或者光电二极管阵列的长度方向处于所述第一激光束和所述第二激光束所构成的平面内。
[0017]优选地，所述光电检测装置确定所述第一激光束和所述第二激光束的中心光强的位置，并且确定所述第一激光束和所述第二激光束的中心光强间的距离。
[0018]优选地，所述光电检测装置的检测表面与所述可振动物体的表面平行放置，所述位移确定装置根据如下公式确定所述可振动物体的振动的位移:
【权利要求】
1.一种对由声音源发出的声音进行检测的声音检测设备，包括:第一激光器、第二激光器、光电检测装置、位移确定装置、声音还原装置，其特征在于，所述第一激光器用于以第一发射角度朝向所述声音源附近的可振动物体表面发射第一激光束，其中，所述可振动物体能够响应于所述声音源发出的声音而振动；所述第二激光器用于在所述第一时刻以不同于所述第一发射角度的第二发射角度朝向所述声音源附近的可振动物体表面发射第二激光束，其中，在第一时刻，所述第一激光束与所述第二激光束在所述可振动物体表面处相交并且分别被所述可振动物体表面反射；所述光电检测装置用于接收经反射的所述第一激光束和所述第二激光束并输出反映经反射的所述第一激光束和所述第二激光束照射在所述光电检测装置上的位置的信号；所述位移确定装置用于基于所述信号确定经反射的所述第一激光束和所述第二激光束照射在所述光电检测装置上的位置，并确定所述第一激光束照射在所述光电检测装置上的位置与所述第二激光束照射在所述光电检测装置上的位置二者之间的距离，其中，随着所述声音源发出的声音改变，经反射的所述第一激光束照射在所述光电检测装置上的位置与所述第二激光束照射在所述光电检测装置上的位置以及二者之间的距离将随之相应变化，所述位移确定装置根据经反射的所述第一激光束和所述第二激光束照射在所述光电检测装置上的位置的变化和/或所述距离的变化，确定所述可振动物体的振动；所述声音还原装置用于基于经反射的所述第一激光束和所述第二激光束照射在所述光电检测装置上的位置的变化和/或所述距离的变化以及所述可振动物体的振动还原所述声音源发出的声音。
2.如权利要求1所述的声音检测设备，其特征在于，所述第一激光束和所述第二激光束均为红外激光并且二者的波长彼此不同。
3.如权利要求1所述的声音检测设备，其特征在于，所述可振动物体为所述声音源附近的玻璃。
4.如权利要求1所述的声音检测设备，其特征在于，所述光电检测装置为具有一定长度的光电二极管或者排列成一排的光电二极管阵列，所述具有一定长度的光电二极管或者光电二极管阵列的长度方向处于所述第一激光束和所述第二激光束所构成的平面内。
5.如权利要求1所述的声音检测设备，其特征在于，所述光电检测装置确定所述第一激光束和所述第二激光束的中心光强的位置，并且确定所述第一激光束`和所述第二激光束的中心光强间的距离。
6.如权利要求1所述的声音检测设备，其特征在于，所述光电检测装置的检测表面与所述可振动物体的表面平行放置，所述位移确定装置根据如下公式确定所述可振动物体的振动的位移:,L(h-a)d --2a ?其中，d表示所述可振动物体的振动的位移，L表示所述可振动物体的表面与所述光电检测装置的检测平面的垂直距离，a表示在第一时刻两束激光照射在所述光电检测装置的位置之间的距离，b表示在经过振动后的第二时刻，两束激光照射在所述光电检测装置的位置之间的距离，其中，在所述第一时刻两束激光相交于所述可振动物体表面上的一点。
【文档编号】G01H9/00GK103557927SQ201310502952
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年10月23日 优先权日:2013年10月23日
【发明者】李嘉祺, 王启银, 郭文斌, 胡冰, 王晓强, 古珑, 刘秀卿 申请人:国家电网公司, 山西省电力公司大同供电分公司