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HBK 水聽器跨環(huán)境應(yīng)用解析
2025-03-31
一、基本概念
水聽器（Hydrophone）是用于檢測(cè)水中聲波的裝置，是一種專為水下聲學(xué)測(cè)量設(shè)計(jì)的傳感器，通常基于壓電效應(yīng)，某些型號(hào)使用光纖傳感。壓電材料在聲壓作用下產(chǎn)生電荷，從而輸出電信號(hào)。但其堅(jiān)固耐用的特性也使其適用于非水環(huán)境，廣泛應(yīng)用于海洋研究、工業(yè)測(cè)試等領(lǐng)域。
二、設(shè)計(jì)特點(diǎn)?
?1、耐高壓與耐腐蝕
可承受深海高壓（如1000米水深，約100bar靜壓），采用不銹鋼、鈦合金等材料，具備壓力補(bǔ)償結(jié)構(gòu)。表面防腐蝕處理，適應(yīng)高鹽度海水環(huán)境。
?2、聲學(xué)性能優(yōu)化
寬頻響應(yīng)與全指向性?：平坦的頻率響應(yīng)（如HBK產(chǎn)品）確保寬頻率范圍內(nèi)精準(zhǔn)測(cè)量；全指向性使其能接收各方向聲波。
低靈敏度設(shè)計(jì)?：避免高聲壓級(jí)（如火箭發(fā)射噪聲）下的信號(hào)失真，適合環(huán)境。
3、結(jié)構(gòu)堅(jiān)固?
防水設(shè)計(jì)，內(nèi)部元件屏蔽，抗電磁干擾。耐高溫、抗振動(dòng)，可在無(wú)人值守下持續(xù)工作（如火箭發(fā)射臺(tái)持續(xù)5秒）。
三、水聲環(huán)境適應(yīng)性
1、聲波特性?
水中聲速（約1500m/s）遠(yuǎn)高于空氣（343m/s），相同頻率下波長(zhǎng)更長(zhǎng)（如1kHz時(shí)水中波長(zhǎng)達(dá)1.5米）。因此，水聽器元件尺寸較大，以有效捕捉長(zhǎng)波長(zhǎng)聲波。
2、低阻尼環(huán)境
水中聲衰減小，水聽器需承受更高聲壓而不變形。
四、非水環(huán)境應(yīng)用
1、工業(yè)場(chǎng)景?
如航天發(fā)射臺(tái)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)，傳統(tǒng)麥克風(fēng)易損毀，而水聽器因結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、靈敏度低，可捕獲高保真數(shù)據(jù)。
2、優(yōu)勢(shì)對(duì)比
持續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)（5秒 vs. 普通麥克風(fēng)<1秒），耐高溫、高壓及振動(dòng)。
五、典型應(yīng)用場(chǎng)景
?海洋研究：聲吶探測(cè)、水下生物監(jiān)測(cè)、海底地質(zhì)勘探。
工業(yè)測(cè)試：火箭發(fā)射噪聲分析、發(fā)動(dòng)機(jī)性能檢測(cè)。
?環(huán)境監(jiān)測(cè)?：水下噪聲污染評(píng)估、地震預(yù)警。
六、水聽器規(guī)格
HBK水聽器是壓電式傳感器，設(shè)計(jì)用于水下記錄或聆聽水下聲音。
陶瓷壓電傳感元件及其內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)粘合在透聲、無(wú)鉛、丁腈橡膠中。支撐結(jié)構(gòu)由金屬合金制成，在幾乎所有惡劣環(huán)境中都具有的耐腐蝕性，并且在浸入海水中時(shí)具有非常好的防污性能。內(nèi)部支撐在機(jī)械和電氣上與金屬外殼隔離，僅通過(guò)合成橡膠耦合。這提供了傳感元件的振動(dòng)隔離。
1、接收靈敏度
每個(gè)HBK水聽器在單獨(dú)校準(zhǔn)之前都經(jīng)過(guò)廣泛的耐久和溫度穩(wěn)定程序。每個(gè)水聽器都提供了單獨(dú)的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)和頻率響應(yīng)曲線。
水聽器的接收靈敏度校準(zhǔn)可溯源到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。
2、頻率響應(yīng)
四種水聽器類型的頻率響應(yīng)如下所示：
頻率響應(yīng)頻率響應(yīng)測(cè)量是在自由場(chǎng)條件下的水池中使用HBK PULSE?校準(zhǔn)系統(tǒng)進(jìn)行的。
3、指向性
HBK水聽器提供出色的全指向聲學(xué)測(cè)量。單個(gè)水聽器在水中的方向指向如下所示：
指向性圖是在自由場(chǎng)條件下在水池中使用門控技術(shù)測(cè)量的。測(cè)試需要一個(gè)作為標(biāo)準(zhǔn)水聽器作為發(fā)射器和一個(gè)接受信號(hào)的未知水聽器。
七、水聽器比較
艾克賽普公司是HBK湖南合作伙伴，如果您有水聽器需求或者任何疑問(wèn)歡迎聯(lián)系我們，將提供免費(fèi)樣機(jī)上門試用和更合適的測(cè)試解決方案。
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