Wie funktioniert ein Hydrophon?
Hier erklären wir – wie funktioniert ein Hydrophon? Sie sind Messgeräte und eine Art Unterwassermikrofon, die zur Überwachung von Unterwasserlärm dienen. Hydrophon arbeit durch transducing (umwandlung) schallwellen zu elektrische spannung. Dies wird durch die Erkennung von Druckänderungen in der Umgebung erreicht. Die Kombination der Geschwindigkeit über die Entfernung, mit der sich die Schallwelle durch Wasser oder Flüssigkeit bewegt, ist proportional zu den Druckänderungen, die wiederum die Art der übertragenen elektrischen Leistung widerspiegeln. Piezoelektrische Materialien gelten als ideal für den Bau von Hydrophonen. Dieses Material kann seine Form ändern und hilft, als Reaktion auf mechanische oder äußere Druckschwankungen ein elektrisches Ausgangspotential zu erzeugen.
Durch Anlegen einer elektrischen Spannung an ein kristallines keramisches Material richten sich die kristallinen Strukturen aus, werden anisotrop und tragen eine elektrische Ladung. Luftschallwellen werden leicht von einem Hydrophon registriert, werden jedoch weniger empfindlich, wenn sie in Flüssigkeiten eingetaucht werden, da die akustische Impedanz schlecht übereinstimmt. Ein Standard-Hydrophon kann mit einem Wandler gebaut werden. Der Wandler wird nachgewiesen, um grundlegend zu sein, wenn er die Umwandlung der ankommenden Schallwellen in eine elektrische Spannung hilft.
Die Verwendung von piezoelektrischen Wandlern als Alternative zu Kristallmaterialien ist heute die beliebte Technologieoption bei der Entwicklung eines modernen Hydrophons.
Hydrophone arbeiten mit einem einzigen Wandler, der eine kreisförmige konische Form hat, die eingehende Schallwellen reflektiert. Dies wiederum ermöglicht es, das Hydrophon an unterschiedlichen Orten und Tiefen zu positionieren. Der Schwachpunkt bei der Verwendung eines einzelnen Wandlers besteht darin, dass Signale aus allen anderen Richtungen das Hauptsignal stören können und daher nicht vom Zielsignal subtrahiert werden können. Dies kann daher zu unklaren Datenergebnissen führen.
Ein kleiner, einzelner, zylindrischer keramischer Unterwasser-Schallwandler ist in der Lage, eine perfekte omnidirektionale Aufnahme zu erzielen. Ein gerichtetes Hydrophon erhöht die Empfindlichkeit aus jeder Richtung mit zwei dieser grundlegenden Techniken: