声学超材料和亥姆霍兹共振结构的自供能传感器

作者：马珂婧; 陈虎越; 张文明

来源：机械科学与技术, 2022, 1-7.

DOI：10.13433/j.cnki.1003-8728.20220235

• 声学超材料
• 亥姆霍兹谐振器
• 声学传感器

随着物联网的发展，自供能声学传感器得到了广泛关注，然而，压电传感器的灵敏度等关键指标难以进一步提升。声学超材料能以传统材料无法实现的方式操控声波，为新型声学传感器的设计提供了新思路。本文设计了一种声学超材料和亥姆霍兹谐振结构的自供能声学传感器，并验证了具有缺陷的声学超材料能够聚焦声能；此外，亥姆霍兹谐振器能将聚焦在声学超材料缺陷处的能量进一步放大，传输比超过40 mV/Pa，能满足小型传感器的自供能需求。实验结果表明，与仅有局部缺陷的声学超材料传感器（AMS， Acoustic Metamaterial Sensor）相比，基于亥姆霍兹谐振器的声学超材料传感器（AMHS， Acoustic Metamaterial and Helmholtz-resonator Sensor）具有更高的灵敏度和信噪比。

• 单位
  上海交通大学