00米距离,使用新材料制作的传感器有了23dB的增益,声音清晰度达到了87%。」
声音在空气中传播会自然衰减,它遵循6B法则,距离每增加一倍,声压级大约下降6
分贝。
从声源到100米外,受环境噪声、风力、障碍物等影响,声音普遍会减弱30到60dB。
这番话的意思是,新设备通过高灵敏度麦克风、波束成形技术与DSP放大电路,额外补偿了23dB增益,将100米外原本微弱的声音信号显着提升到可有效处理的水平。
相当於把远处的耳语拉近至正常交谈的音量,变得清晰可辨。
孟杰闻言收敛心神,接过测试数据,仔细查看起频谱分析图。
曲线在500Hz至4kHz的语音核心频段表现优异,但在高频段仍出现了明显衰减。
他眉头微蹙,沉声说道:「还不够!在300米的距离上,至少需要35B的增益,清晰度要达到95%以上,才符合产品的设计要求。」
不等助理有所反应,他又补充道:「声阻抗的梯度变化还不够平滑,要让声波像光线穿过渐变折射率透镜一样,就得做到无缝聚焦。」
说完,他让助理把团队里的骨干成员都喊了过来,等人到齐以後,才走到白板前,快速画出一个剖面图。
「关键在於材料声阻抗的可控性!我们要在同一个结构内,实现0.5到8MRay1的阻抗连续变化,同时把声损耗控制在0.02以下。」
孟杰条理清晰地分析道。
即在同一块材料内部,让声阻抗从极低平滑地渐变到较高,而非像传统方案那样采用多层堆叠结构。
且在整个过程中,声音在材料内传播产生的能量损耗,还要低到可以忽略不计的地步MRay I是衡量材料对声波阻碍大小的物理单位。
声音在空气中的声阻抗约为0.0004 MRay I,在水中则是1.5 MRay I。
声阻抗越大,代表介质越难被声波穿透。
光是听着这些要求,就让人觉得头大。
能加入孟杰实验室的人,就连助理技术员都是博士学历、材料学领域的青年才俊,可听完孟杰的话,却下意识地紧锁眉头。
孟杰见众人面露疑惑,於是主动解释道:「声波从一种介质传播到另一种介质时,两者的阻抗差异越大,声波的反射就越强,透射效果也就越弱。
我们要做的,就是控制每一步的阻抗比不超过1.3,这样反射率就能控制在2%以内。
再通过20到30个渐变层的设计,让总透射率达到85%以上。
这样一来,就能形成平滑的声学折射率梯度,最终实现类似光学透镜那样的聚焦效果话音落下,他从左往右扫视了一遍,大概只有一半听懂了,余下的还在反覆咀嚼。
隐约间,有人低呼了两声「卧槽」。
能让这群顶尖科研人员都感到震惊,足以看出孟杰这套设计原理的天马行空。
「现有的PEEK复合材料,阻抗范围只能做到1.5到4MRyl,而且很难实现连续梯度。」
人群中,有人开口说道。
「所以我们需要新的方案。」
孟杰淡淡一笑,拿起电脑,连接投屏,调出一份材料配方表:「我这两天一直在想,能不能用碳纳米管增强聚合物作为基础框架,然後在微结构层面,通过填充不同密度的金属粉末,来实现阻抗的精确调控?」
「钨的密度是每立方厘米19.3克,如果能控制钨粉在聚合物中的分布密度,理论上可以实现0.5到10MRay1的阻抗范围。」
另一名材料工程师眼前一亮,脱口而出。
孟杰点头回应道:「没错!但关键在於如何进行梯度分布,传统的混合工艺可做不到如此精细的控制。」
「森联精工上周推出的纳米级固化3D印表机,应该可以实时调节两种材料的混合比例!」
一名最熟悉新设备的工程师立马提醒道。
孟杰赞许地看了他一眼:「那我现在分配本周任务,先建立数学模型,计算出从中心到边缘每一层材料的精确配比,再通过反覆试验,不断优化材料配方。」
接下来几天,实验室又进入了高强度的攻关状态。
直到6月26日,远在庐州的魏高,终於收到了孟杰寄去的材料样品和技术文档。
高分子聚醚醚酮复合材料、碳纳米管增强聚合物、梯度阻抗结构,还有局部共振腔?
半响之後,他才由衷感叹道:「不愧是孟杰!老板说得没错,真是千年难遇的科研怪物!」
来不及细想,他连忙召集团队骨干,又叫上刘登然和姚嘉怡这两个学生,开始着手设计声学聚焦传感器。
另一边。
位於月球南极艾特肯盆地的液氢液氧工厂,业已完成了云鲲2B货运飞船的燃料储备。
地星能源返回舱也