0-5MHz宽带超声传感器

0-5MHz宽带超声传感器

BROADSONIC 是一款基于 Fabry-Perot 微腔干涉原理的光纤耦合光学超声传感器系统，提供 0–5 MHz 的超宽带频响，可在自由场空气声学环境下对声源进行非接触、非侵入式测量，适配工业过程监测、无损检测、声发射探测与基础科研等多种应用。传感器采用 Fabry-Perot 干涉读出架构：激光沿光纤抵达探头内的微腔，在腔内两面反射镜之间形成干涉；声压使敏感膜片产生微弱形变，腔长随之改变，干涉图样发生偏移，从而将声学信号转换为全光学信号——探头端不含任何电子元件。

全光架构带来天然抗电磁干扰能力，敏感区直径仅 100 μm，声学带宽覆盖 0–5 MHz（约为常规压电超声麦克风 ≤100 kHz 带宽的 50 倍），自噪声低至 ~100 μPa/√Hz @ 1 MHz，动态范围 >80 dB，全向性 >±60°，非接触工作距离为毫米至数厘米。系统由两部分组成：超轻探头（含微腔敏感元件，3 g，尺寸 28×8 mm）与控制单元（17×12×9 cm，CFRP 复合材料，集成 USB 数据接口与采集软件），出厂即配 3 m SMF-28 单模光纤跳线，开箱即可开始测量。适用于声学发射检测、局放检测、泄漏检测、无损检测、换能器表征、超声清洗监测以及各类需要宽带非接触式声学测量的科研场景。

 产品特点

• 0–5 MHz 超宽带频响

声学带宽覆盖约为常规压电超声麦克风（≤100 kHz）的 50 倍、人耳可听声（20 kHz）的 250 倍，单次测量可同时捕获可听声与高频超声成分。

• Fabry-Perot 微腔干涉架构

全光读出，探头无电路、激光远端传输，天然免疫电磁干扰，可在强电磁辐射、放电、电机等复杂环境中稳定工作。

• 高灵敏度低自噪声

自噪声低至约 100 μPa/√Hz @ 1 MHz，可识别微小声压变化；动态范围 >80 dB，覆盖从弱声到强声的多量级信号。

• 非接触非侵入式测量

探头与被测对象之间保持毫米至数厘米间距即可完成测量，对敏感样品、被辐照物体或带电体均无扰动。

• 超轻探头，高空间分辨力

探头仅 28×8 mm、3 g，敏感区 100 μm，可灵活贴近小型结构与狭窄区域进行精细测量。

• 即插即用与可视化采集

USB 2.0 直连控制单元，随机附带 Ultracoustics Data Visualizer 软件，支持实时时域/FFT、阈值触发捕获、基线扣除与瀑布图显示。

技术参数指标

应用场景

BROADSONIC 可对多种声学事件进行非接触式宽带捕获。典型工业场景包括：电力设备局放检测（绝缘缺陷定位与放电模式识别）、工业泄漏检测（气体、真空与承压管路）、无损检测（复合材料粘接评估、焊缝与结构件缺陷）、换能器表征（空化、清洗、相控阵响应频谱）、超声清洗监测与制造过程质控。

科研领域中，BROADSONIC 可用于声发射事件采集与定位、近场声波可视化、光声光谱与光声成像的宽带探测、电弧与等离子体放电的声学诊断，以及材料缺陷的瞬态声学信号研究。

Ultracoustics 数据可视化工具

实时流媒体——10 MSPS 连续 USB 采集，具实时时域和 FFT 可视化功能——无需后期处理。

宽带FFT分析——预设频率范围（Audible、Limited、Full）并可配置平均值，方便快速设置不同用例。

高灵敏度模式——100×增益用于检测微弱声信号，暂停模式下分辨率为1微秒，便于详细检查。

触发与捕获——基于阈值的自动事件检测，可配置触发级别——捕捉声学事件发生的瞬间。

基线减法——保存并去除噪声背景，以便进行清晰的频率分析——隔离出重要的信号。

瀑布展示——历史FFT追踪用于可视化瞬态频率成分随时间变化，并可调节历史深度。

问答小贴士

1. 与常规压电超声麦克风相比，BROADSONIC 的优势在哪？

常规压电麦克风带宽通常 ≤100 kHz，且探头端含电子元件，易受电磁干扰。BROADSONIC 通过 Fabry-Perot 微腔干涉实现 0–5 MHz 的全光读出，带宽约为常规压电麦克风的 50 倍，敏感头无电子元件，天然抗电磁干扰。

2. 50 kHz 以下频段的灵敏度如何？

受 1/f 噪声影响，50 kHz 以下频段灵敏度有所降低。如需重点关注此频段的应用，建议与昊量光电技术工程师沟通具体场景与可行性。

3. 数据如何采集与处理？

系统通过 USB 2.0 High-Speed 直接传输 10 MS/s、14-bit 原始声学数据；随机附带 Ultracoustics Data Visualizer 软件，提供实时时域与 FFT 显示、阈值触发捕获、基线扣除、瀑布图等功能，便于即时分析。如需二次开发，可向厂商索取 SDK。

4. 激光安全吗？

产品工作波长为 1550 nm 与 638 nm，光纤端输出总功率 <1 mW，符合 IEC 60825-1 Class 1 标准，正常使用安全；建议避免直视光纤端（638 nm 含可见红光）。