Гидрофон

ГИДРОФОН (от гидро... и ...фон), подводный приёмник акустических волн. Гидрофон представляет собой электроакустический преобразователь и может быть конструктивно и функционально объединён с простейшими электронными устройствами обработки принятых акустических сигналов и шумов (предварительными усилителями, модуляторами и т.п.). Гидрофонами можно назвать приёмные элементы гидроакустических антенн, но обычно термин «гидрофон» применяют к измерительным гидроакустическим приёмникам, которые позволяют определить величину звукового давления.

Конструкция гидрофона зависит от его назначения и условий применения. Существуют стержневые, пластинчатые, цилиндрические, сферические, мембранные гидрофоны в соответствии с формой их чувствительного элемента. Материалом чувствительного элемента служит чаще всего пьезокерамика, реже - пьезокристаллы и металлы, обладающие магнитострикцией. Используются также чувствительные элементы на основе пьезополимеров и пьезокомпозитов. При конструировании гидрофона принимаются специальные меры для обеспечения герметичности и прочности, что особенно важно для применения при больших гидростатических давлениях (на больших глубинах).

Гидрофон, как всякий приёмник звука, характеризуется чувствительностью - отношением величины электрического напряжения на выходе к величине звукового давления на входе, а также зависимостью чувствительности от частоты и направления прихода звука. Характеристика направленности гидрофона при его работе в составе антенны влияет на направленность антенны в целом.

Чтобы избежать неравномерности частотной характеристики и искажений характеристики направленности, резонансная частота механической системы гидрофона должна быть выше его рабочего частотного диапазона. Поэтому размеры гидрофона составляют обычно не более нескольких сантиметров. В УЗ-технологии и медицинской технике для работы в мегагерцовом диапазоне частот применяют гидрофоны размером в один или несколько миллиметров.

К измерительным гидрофонам, помимо достаточно большой и равномерной по частоте чувствительности, предъявляются требования по сохранению свойств со временем и стабильности их при изменении температуры и давления.

Наряду с гидрофоном, являющимися электроакустическими преобразователями, применяются гидрофоны - акустооптические преобразователи, основанные на модуляции звуком световых пучков в волоконно-оптических устройствах. К их преимуществам относятся малые масса и размеры, широкополосность по частоте, невосприимчивость к электромагнитным помехам.

Лит.: Боббер Р. Гидроакустические измерения. М., 1974; Клюкин И. И., Колесников А. Е. Акустические измерения в судостроении. 3-е изд. Л., 1982; Корабельная гидроакустическая техника. СПб., 2004.