水下麥克風(fēng)

我們都知道麥克風(fēng)是什么。它是一種用于接收,、放大或記錄各種媒體上的聲音的設(shè)備。但這是用來記錄普通聲音的,，比如人說話或狗叫,。

假設(shè)我們想聽到水中魚的“聲音"。如果我們僅把麥克風(fēng)放在水面上,，除了

無關(guān)的噪音,，我們什么也錄不到。

你需要的99%的聲音會(huì)留在水下——它們不會(huì)透過水面進(jìn)入空氣中,。要讓麥克風(fēng)工作,，我們必須把它放進(jìn)水里。但是,，還有一個(gè)問題：一個(gè)普通的麥克風(fēng)在水中會(huì)“受損",，結(jié)構(gòu)會(huì)被水浸泡，電路會(huì)失效,，你會(huì)毀了你的設(shè)備,。

因而，我們需要一個(gè)專門設(shè)計(jì)的麥克風(fēng)：水下麥克風(fēng),，或水聽器,，即水聲聲音接收器。

水聽器的用途是什么?

水聽器是如何工作的?

海洋和許多淡水水體中都充滿了聲音,。在海水中,，聲音的傳播速度比在空氣中快5倍：在水中，它的速度是1500米/秒,，而在空氣中,，它只有300米/秒。

海洋的聲音最好通過水聽器聽到,。它能放大聲音,，使聲音更清晰。水聽器可以置于水中，也可以放置在海底,，也可以固定在船體下部,。在水聽器的幫助下，你可以聽到水的飛濺聲,、海浪的飛濺聲、遠(yuǎn)處船只駛過時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)和螺旋槳的聲音,，以及游動(dòng)的魚,、鯨魚、海豚和海豹的聲音,。所以,，這就是水聽器在水聲學(xué)中的用途：記錄水下信號(hào)和噪聲，用于測(cè)量,，也作為水下定向接收水聽器陣的組成部分,。

水聽器頻率范圍

根據(jù)不同的用途，水聽器有不同的設(shè)計(jì)和技術(shù)特點(diǎn),。它們的頻率范圍一般從0.1 Hz(用于感知和測(cè)量在水中傳播數(shù)百甚至數(shù)千公里的次聲波)到500 kHz(用于高精度聲波定位),。它們可以在1000m或更深的深度工作，承受超過10Mpa的靜壓,。

 聲波對(duì)水聽器傳感元件材料施加的機(jī)械作用或壓力導(dǎo)致材料表面電荷的發(fā)生,，因此，材料中電荷分布的變化,，導(dǎo)致電壓變化,。

水聽器的基本特性之一是靈敏度，即電壓與聲壓之比,。傳感元件密封在一種特殊的透聲合成橡膠(例如,，氯丁橡膠)中。機(jī)身采用鋁青銅合金等耐腐蝕,、耐海水污染的堅(jiān)固金屬,。水聽器與電纜的密封連接是非常重要的。帶前置放大器的水聽器用于提高靈敏度(以及消除電纜的分流效應(yīng)),，它們安裝在與接收器相同的耐壓殼中,，并一起下放到水中。

基于電動(dòng)力,、壓電和磁致伸縮效應(yīng)的水聽器是最常見的,。電動(dòng)水聽器在操作上與電動(dòng)空氣傳聲器沒有區(qū)別，除了與水隔離相關(guān)的設(shè)計(jì)特征,。

壓電水聽器利用一些晶體的直接壓電效應(yīng),，當(dāng)晶體的可變變形引起可變表面電荷的出現(xiàn)，相應(yīng)的,，在電極板上產(chǎn)生可變的電動(dòng)勢(shì),。

水聽器陣列

兩個(gè)水聽器比一個(gè)好,，更多的水聽器更好！如果你把幾個(gè)水聽器放在海底排成一行,，與潛艇航行路徑相交,，或采用多水聽器組成的反潛拖纜，或把它們以潛標(biāo)形式垂直固定在水體中,，您可以使用聲音到達(dá)時(shí)間的差異,，這意味著來自遠(yuǎn)處的聲音會(huì)在稍微不同的時(shí)間到達(dá)每個(gè)水聽器，這可以用來計(jì)算聲音的方向(因此可以更精確地計(jì)算源的位置),。這允許探測(cè)和跟蹤海洋哺乳動(dòng)物和水下物體,，如潛艇，定位船只和測(cè)量他們的噪聲特征,，甚至研究氣候變化!

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