粒子速度プローブ

粒子速度プローブ（粒子速度センサーとも呼ばれる）は、音場における音響粒子の速度を測定するために使用される装置です。音圧を測定する標準的なマイクロホンとは対照的に、粒子速度プローブは粒子の動きのベクトル量を検出します。この測定は、音響環境の空間分析に使用できます。この装置の2つのモデルが市販されています。1つはMicroflown Technologies社^{[ 1 ]}が製造しており、 Microflownと呼ばれるトランスデューサーを製造しています。もう1つはWeles Acoustics社が製造しています。どちらの装置も、音響粒子の速度を測定するために同様の変換原理を使用しています。

Microflownセンサーは、音響粒子速度を直接測定するように設計されたマイクロ電気機械システム（MEMS）トランスデューサです。^{[ 2 ] [ 3 ]}シリコンウェハ上でクリーンルームプロセスを使用して製造されます。センサーのセンシング素子は、温度依存性抵抗器として機能する2本の白金線で構成されています。電流がこれらの線を加熱し、局所的な温度変化によって電気抵抗が変化します。^{[ 4 ]}音場にさらされると、粒子速度によって線間に非対称な温度分布が生じ、測定可能な抵抗差が生じます。^{[ 5 ]} これにより、通常20 Hzから10 kHzの周波数範囲で音響粒子速度に線形関係のある出力信号が生成されます 。センサーは8の字型の指向性パターンを持っています。

互いに直交する2つの粒子速度プローブは、銃撃や爆発の位置を検出する装置である音響マルチミッションセンサー（AMMS）で使用され、2D方位測定を提供します。音響ベクトルセンサー（AVS）で使用されるような3つの直交プローブは、3D方位測定に使用できます。^{[ 6 ]}

粒子速度センシングの多様な応用事例、理論、および基礎：

• マイクロフローン電子書籍。

粒子速度センサーに関連する学術論文一覧：

• 音響粒子速度に関連する論文の総合的な掲載リスト。

近接場から入射する発生源の三軸粒子速度プローブによる測定をモデル化するには、以下を参照してください。

• YI Wu、KT Wong、S.-K. Lau、「音響ベクトルセンサの近接場アレイマニホールド」、IEEE Transactions on Signal Processing、vol. 58、no. 7、pp. 3946-3951、2010年7月。

三軸粒子速度プローブの方位角・仰角ビームパターン：

• KT Wong & H. Chi、「反射境界から離れた場所に設置された水中音響ベクトルハイドロホンのビームパターン」、IEEE Journal of Oceanic Engineering、第27巻、第3号、628-637ページ、2002年7月。

三軸粒子速度プローブは、ビデオ会議における音声受信を向上させるために使用できる。

• Y. Wu、KT Wong、S.-K. Lau、X. Yuan、SK Tang、「音声知覚を向上させるための音響速度センサ三元系に基づく方向調整可能かつ周波数不変のビームフォーマー」、Journal of the Acoustical Society of America、vol. 131、no. 5、pp. 3891-3902、2012年5月。

• 粒子速度センサー、測定原理と利点
• Weles Acoustics社製粒子速度センサーの動作原理