كيف تعمل أجهزة استشعار الضوضاءdo؟

مستشعر الضوضاء هو جهاز يستخدم لاكتشاف وقياس مستويات الضوضاء في البيئة. يتم استخدامها بشكل شائع في مجموعة متنوعة من المجالات مثل الصناعة والبناء والمراقبة البيئية ومراقبة الصحة الشخصية.

كيف تعمل أجهزة استشعار الضوضاءdo؟

يعتمد مبدأ عمل أجهزة استشعار الضوضاء بشكل أساسي على تحويل ومعالجة الإشارات الصوتية. وفيما يلي خطوات العمل التفصيلية:

1. انتشار الصوت وإدراكه: أولاً، ينتقل الصوت (موجة ميكانيكية) عبر الجزيئات الموجودة في الهواء للوصول إلى مستشعر الضوضاء. داخل المستشعر، عادةً ما يتم استخدام ميكروفون أو مستشعر كهرضغطية لاستشعار الصوت. وعندما تنتشر الموجات الصوتية بالقرب من عناصر الاستشعار هذه فإنها تتأثر باهتزازات الموجات الصوتية.

2. تحويل الإشارات الصوتية إلى إشارات كهربائية:

2.1. محولات الضوضاء الميكروفون:بالنسبة لميكروفونات الإلكتريت ذات المكثف، تتسبب الموجات الصوتية في اهتزاز طبقة الإلكتريت، مما يؤدي إلى تغيير المسافة بين قطبي المكثف، مما يسبب تغيرًا في سعة السعة. وبما أن عدد الشحنات على الإلكتريت يظل ثابتًا، فإن هذا التغيير يؤدي إلى تغير الجهد عبر المكثف، وبالتالي إخراج إشارة كهربائية تتوافق مع الصوت.

2.2. محول طاقة الميكروفون: الميكروفون هو محول صوت شائع يعمل بشكل مشابه للأذن البشرية. يحتوي الميكروفون على غشاء (أو حاجز) مهتز، وعندما يهتز الحجاب الحاجز بفعل تقلبات الصوت المحيط، فإن التغير في ضغط الموجة الصوتية يسبب تغيراً في السعة داخل الميكروفون. يتم تحويل هذا التغيير في السعة إلى إشارة كهربائية يمكن تضخيمها ومعالجتها، واستخدامها في النهاية لقياس الصوت وتحليله.

2.3. محولات الطاقة الكهرضغطية: تستخدم محولات الطاقة الكهرضغطية التأثير الكهرضغطي للكشف عن الصوت. تتمتع المواد الكهرضغطية بخصائص خاصة تنتج شحنة كهربائية عند تعرضها للضغط أو الاهتزاز. في حساس الضوضاء الكهرضغطية، يؤدي اهتزاز الموجة الصوتية إلى توليد المادة الكهرضغطية شحنة كهربائية، ويتم قياس هذه الشحنة وتحويلها إلى إشارة كهربائية للتحليل والقياس.

2.4. مستشعرات MEMS: مستشعرات MEMS (الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة) هي مستشعرات مصغرة تستخدم غالبًا مكثفات مصغرة أو مواد كهرضغطية للكشف عن الصوت. تنتج العناصر المصغرة في أجهزة استشعار الضوضاء MEMS تغييرات صغيرة عند تعرضها لتقلبات الصوت، والتي يمكن قياسها وتحويلها إلى إشارات كهربائية.

2.5. أجهزة استشعار الموجات الصوتية السطحية (SAW): تستخدم أجهزة استشعار الموجات الصوتية السطحية (SAW) انتشار الموجات الصوتية عبر السطح لاكتشاف الصوت. عندما تمر موجة صوتية فوق سطح المستشعر، فإنها تتسبب في انتشار موجة سطحية صوتية، مما يؤدي إلى توليد إشارة كهربائية. يمكن قياس هذه الإشارة الكهربائية وتحليلها للكشف عن الصوت وقياسه.

3. معالجة الإشارات: ينقل المستشعر الإشارة الكهربائية المولدة إلى دوائر معالجة الإشارات الداخلية.تعمل هذه الدوائر على تضخيم وتصفية وإجراء معالجة حسابية محددة على الإشارة الكهربائية لتحسين دقة القياس والحصانة ضد التداخل. تعمل عملية التصفية على إزالة مكونات التردد غير المرغوب فيها، بينما يعمل التضخيم على تعزيز قوة الإشارة، مما يسهل عملية المعالجة والتحليل اللاحقة.

4. تحليل البيانات وإخراجها: بعد معالجة الإشارة، سيخرج المستشعر شدة الضوضاء أو توزيع التردد أو المعلمات الأخرى ذات الصلة. يمكن تقديم هذه البيانات من خلال التشفير الرقمي أو الإخراج التناظري لعرض قيم مستوى الضوضاء أو لمزيد من التحليل والمعالجة.

5. الحساب والعرض: يقوم المعالج الرقمي بمعالجة الإشارة وحساب شدة الضوضاء، والتي يتم التعبير عنها عادة بالديسيبل (ديسيبل).يمكن عرض البيانات المعالجة على شاشة العرض على المستشعر أو إرسالها عبر إشارة لاسلكية إلى أجهزة أخرى مثل الهواتف الذكية أو أجهزة الكمبيوتر.

6. القدرة على التكيف البيئي: كما أن مستشعرات الضوضاء عالية الجودة قادرة على التكيف مع الظروف البيئية المختلفة، مثل درجة الحرارة والرطوبة، لضمان دقة وثبات نتائج القياس.

باختصار، أجهزة استشعار الضوضاء قادرة على قياس مستوى الضوضاء في البيئة بدقة عن طريق استشعار الإشارات الصوتية وتحويلها ومعالجتها وتحليلها، مما يوفر بيانات أساسية لمراقبة الضوضاء والتحكم فيها. لديهم مجموعة واسعة من التطبيقات في العديد من المجالات، مثل المراقبة البيئية، والتحكم الصناعي، وإدارة حركة المرور، وما إلى ذلك، والتي تساعد على تحسين بيئة معيشة الناس، وتعزيز كفاءة العمل، وحماية صحة الناس.

ورقة بيانات مستشعر الضوضاء

NBL-W-NSدليل تعليمات مستشعر الضوضاء.pdf