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暗物质诞生至今已有七十几年的历史,当今的天文观测证实暗物质肯定存在,但人们却探测不到它,对它的了解还只是停留在理论猜测的层面上。所以,暗物质寻找成为开拓未知领域的热门方向之一。为了寻找暗物质,涌现出许多创新性的探测方法和技术。过热液滴技术是一种相对成熟的技术,在此也焕发出新的活力。
本文主要描述中国原子能科学研究院(CIAE)的过热液滴探测器(SDD)在252Cf中子源辐照下的气泡声音响应。为此,设计一套声音拾取、分析系统,用于过热液滴探测器对中子响应的气泡声频研究。
气泡声音是SDD输出信号的方式之一。通过记录实验过程中探测器发出的气泡声音,再应用声音信号分析技术进行系统噪声和气泡声音事件的分析、识别。只有先对特别事件作信号参数分析和提取,才能从大量信号(比如系统噪声、外围环境突发的非液滴成泡事件)中辨别、提取真正的气泡声音事件。本文应用了多种信号分析技术,进行气泡声音的分析和识别,如声音短时能量和短时过零率计算,端点检测,FFT频谱图分析,功率谱图分析,声音波形衰减时间常数的拟合等。
本文分析了频率在6.5 kHz以下的声音信号,气泡声音的频率峰值主要分布在1~6.5 kHz;功率谱分析发现气泡声音一般存在三个峰值,而且AR模型功率谱的曲线表现比傅里叶变换的要平滑的多,易于确定信号的频率特征值;气泡声音的持续时间在10 ms以内,其衰减时间常数在4.1 ms左右。通过这组特征值达到了识别气泡声音信号的目的。