技术领域
[0001] 本
发明涉及声波探测技术领域，具体涉及一种基于
石墨烯的声波探测器。
背景技术
[0002] 声波探测器在当今变得非常重要，其或者作为语音传输装置的一部分或者能作为在用于分析气体、例如环境空气的气体分析仪中的光声探测器的一部分来使用。
[0003] 常用的声波探测器构造为电容式探测器，其具有两个彼此有间距的限定电容器的膜片。膜片的其中一个是固定的并且另一个可通过待检测的声波发生位移。可移动的膜片的位移决定了电容器的电容变化，该电容变化可由合适的读取
电路检测并且可作为电
信号输出，由该
电信号可推断出待检测的声波的特性，例如声压。
[0004] 尽管电容声波探测器的特征在于灵敏度高，但其具有主要由其复杂结构导致的许多缺点。
[0005] 常用的电容声波探测器在其复杂结构方面的缺点可通过压电声波探测器来消除。这种探测器使用由压电材料制造的
薄膜，该薄膜可通过待检测的声波发生形变。压电膜的形变在压电膜中感应出
电压，该电压可由合适的读取电路检测并且可作为电信号输出，由该电信号可推断出待检测的声波的特性。
[0006] 现有的声波探测器存在结构复杂，容易受到外界影响的
缺陷。
发明内容
[0007] 本发明的目的是克服现有声波探测器的结构复杂，容易受到外界影响的问题。
[0008] 为此，本发明提供了一种基于石墨烯的声波探测器,包括内部为空腔的管体,所述管体的内壁设置有石墨烯层，所述石墨烯层的上还设置有贵金属微纳结构层。
[0009] 所述贵金属微纳结构层为多个贵金属微纳颗粒组成。
[0010] 所述贵金属微纳结构层为多个周期性排列的贵金属
纳米棒组成。
[0011] 所述贵金属微纳结构层的上方还设置有第二石墨烯层。
[0012] 所述第二石墨烯层是由多个相互间隔的石墨烯条组成，该石墨烯条沿管体的轴向延伸。
[0013] 所述贵金属微纳结构层为贵金属网格层。
[0014] 所述贵金属网格层的网格交叉处设置有贵金属凸起。
[0015] 所述管体为弯曲的形状。
[0016] 本发明的有益效果：本发明提供的这种基于石墨烯的声波探测器，通过在管体内设置石墨烯层，当声波进入管体内的时候，声波传播到石墨烯层，由于石墨烯层上设置有贵金属微纳结构层，声波能够引起贵金属微纳结构振动，从而改变了石墨烯层的表面环境，使得石墨烯层的
介电常数发生变化，改变了石墨烯层对太赫兹
电磁波的透射性，通过检测石墨烯层对太赫兹电磁波的变化，从而判断声波的
波长、强度等信息，实现了声波的检测；该基于石墨烯的声波探测器，具有结构简单，检测灵敏度高，抗干扰能
力强，结构简单等优点。
[0017] 以下将结合
附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
[0018] 图1是声波探测器轴向截面结构示意图一。
[0019] 图2是声波探测器径向截面结构示意图。
[0020] 图3是声波探测器轴向截面结构示意图二。
[0021] 图4是声波探测器轴向截面结构示意图三。
[0022] 图5是声波探测器轴向截面结构示意图四。
[0023] 图6是贵金属网格层的结构示意图。
[0024] 图7是管体为弯曲状的结构示意图。
[0025] 图中：1、管体；2、石墨烯层；3、贵金属微纳结构层；4、第二石墨烯层；5、贵金属凸起。
具体实施方式
[0026] 为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及
实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。
[0027] 实施例1为了克服现有声波探测器的结构复杂，容易受到外界影响的问题。本发明提供了一种如图1、图2所示的基于石墨烯的声波探测器,包括内部为空腔的管体1,该管体1一般为圆管状，管体1的一端为声波的入口，管体1的另一端为声波的出口，管体1可以由不导电、性质稳定的
二氧化
硅制成；所述管体1的内壁设置有石墨烯层2，所述石墨烯层2的上还设置有贵金属微纳结构层3；实际应用的时候，石墨烯层2分别与与外接的电信号的输入端、输出端电连接，当声波从管体1的一端进入管体1内，声波会带动贵金属微纳结构层3振动，从而改变了石墨烯层2的表面环境，使得石墨烯层2的介电常数发生变化，改变了石墨烯层2对太赫兹电磁波的透射性，通过外接电信号的输入端、输出端来检测石墨烯层2对太赫兹电磁波的变化；通过太赫兹电磁波可以判断所检测的声波的波长、强度等信息，这样，就实现了声波的检测；该基于石墨烯的声波探测器，结构很简单，而且便于重复利用；另外，待检测声波是在管体1内部进行传播，不容易受到外界的干扰，因此，该基于石墨烯的声波探测器具有检测抗干扰性强，准确度高的特点。
[0028] 进一步的，如图1、图2所示，所述贵金属微纳结构层3为多个贵金属微纳颗粒组成，贵金属微纳颗粒可以粘附在石墨烯层2上，这样贵金属微纳颗粒振动对石墨烯层2的改变最为强烈，进而对石墨烯层2的介电常数发生变化越大，导致石墨烯层2对太赫兹电磁波的透射性变化也越大，从而提高了该基于石墨烯的声波探测器的灵敏度。
[0029] 进一步的，如图3所示，所述贵金属微纳结构层3为多个周期性排列的贵金属纳米棒组成，待测声波在管体1内传播的时候，不仅使得贵金属纳米棒能够振动，更能够使得贵金属纳米棒发生倾斜，导致石墨烯层2受到的拉撤力发生变化，这会引起石墨烯层2更大的形变，使得石墨烯层2的介电常数发生变化更大，导致石墨烯层2对太赫兹电磁波的透射性变化也更大，所检测到太赫兹电磁波的透射性变化更明显，从而提高了该基于石墨烯的声波探测器的灵敏度。
[0030] 进一步的，如图4所示，所述贵金属微纳结构层3的上方还设置有第二石墨烯层4，由于贵金属微纳结构层3设置于石墨烯层2与第二石墨烯层4之间，这样，石墨烯层2与第二石墨烯层4之间就会存在缝隙，当待测声波传播的时候，使得金属微纳结构层3振动，从而带动石墨烯层2与第二石墨烯层4振动，会导致石墨烯层2与第二石墨烯层4之间的缝隙的尺寸发生变化，这样会使得石墨烯层2与第二石墨烯层4之间的耦合也发生变化，进而对太赫兹电磁波的透射性变化进一步显著，这有利于提高该基于石墨烯的声波探测器的灵敏度。
[0031] 进一步的，所述第二石墨烯层4是由多个相互间隔的石墨烯条组成，该石墨烯条沿管体1的轴向延伸，在上述的
基础上，能够进一步的增强石墨烯层2与第二石墨烯层4之间的耦合，从而对太赫兹电磁波的透射性变化也进一步显著增强，进一步提高该基于石墨烯的声波探测器的灵敏度。
[0032] 进一步的，如图5、图6所示，所述贵金属微纳结构层3为贵金属网格层；所述贵金属网格层的网格交叉处设置有贵金属凸起5，待测的声波进入管体1的时候，能够引起金属凸起5的形状变化，这样也会导致石墨烯层2局部的拉撤力变化，同样可以石墨烯层2的介电常数发生变化越大，引起石墨烯层2对太赫兹电磁波的透射性变化也越大，从而提高了该基于石墨烯的声波探测器的灵敏度。
[0033] 进一步的，如图7所示所述管体1为弯曲的形状，弯曲状的管体1在弯曲部分会对太赫兹电磁波产生更大的损耗，使得石墨烯层2周围环境发生变化，这样石墨烯层2对太赫兹电磁波的传播特性的影响更大，使得所检测的声波特性更容易被检测到，换句话说，就是灵敏度更高。
[0034] 综上所述，该基于石墨烯的声波探测器，通过在管体内设置石墨烯层，当声波进入管体内的时候，声波传播到石墨烯层，由于石墨烯层上设置有贵金属微纳结构层，声波能够引起贵金属微纳结构振动，从而改变了石墨烯层的表面环境，使得石墨烯层的介电常数发生变化，改变了石墨烯层对太赫兹电磁波的透射性，通过检测石墨烯层对太赫兹电磁波的变化，从而判断声波的波长、强度等信息，实现了声波的检测；该基于石墨烯的声波探测器，具有结构简单，检测灵敏度高，抗干扰能力强，结构简单等优点。
[0035] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
