Гидрофон

Гидрофо́н

(от Гидро... и греч. phone — звук)

гидроакустический звукоприёмник, Г. являются электроакустическими преобразователями (См. Электроакустические преобразователи) и применяются в гидроакустике (См. Гидроакустика) для прослушивания подводных сигналов и шумов, для измерительных целей, а также как составные элементы направленных приёмных гидроакустических антенн. Наиболее распространены Г., основанные на электродинамическом, пьезоэлектрическом и магнитострикционном эффектах. Электродинамические Г. по принципу действия не отличаются от воздушных электродинамических Микрофонов, если не считать особенностей конструкции, связанных с изоляцией от воды.

В пьезоэлектрическом Г. используется прямой пьезоэффект (см. Пьезоэлектричество) некоторых кристаллов (сегнетова соль, кварц, дигидрофосфат аммония, сульфат лития и т.д.), при котором переменная деформация кристалла вызывает появление переменных поверхностных электрических зарядов и соответственно переменной электродвижущей силы на электродах-обкладках. Широко пользуются пьезоэлектрическими керамическими материалами (типа керамики титаната бария, титаната-цирконата свинца и др.). Чувствительные элементы пьезоэлектрических Г. изготавливают в виде пакетов прямоугольной или цилиндрической формы.

Магнитострикционные Г. основаны на обратном магнитострикционном эффекте (см. Магнитострикция) некоторых ферромагнитных металлов (в основном никеля и его сплавов), при котором деформация вызывает появление переменной магнитной индукции в магнитопроводе и как следствие — переменной эдс на обмотке. Чувствительные элементы Г. (сердечники) набираются, как правило, из тонких пластин для избежания потерь на токи Фуко (см. Вихревые токи).

Г., предназначенные для измерительных целей, должны быть ненаправленными и обладать ровной частотной характеристикой во всей области исследуемых частот. Для этой цели удобно пользоваться малыми по сравнению с длиной волны полыми сферическими приёмниками из пьезокерамики, совершающими сферические симметричные колебания.

Одна из важнейших характеристик Г. — чувствительность, представляющая собой отношение электрического напряжения к звуковому давлению в мкв/бар; она лежит в пределах от долей мкв/бар для малых (диаметром в несколько мм) керамических сферических приёмников до сотен мкв/бар для пакетов из пьезоэлектрических кристаллов. Для увеличения чувствительности (а также для устранения шунтирующего действия кабеля) пользуются Г. с предварительными усилителями, которые монтируются в одном корпусе с приёмником и вместе опускаются в воду.

Лит.: Тюрин А. М., Сташкевич А. П.. Таранов Э. С., Основы гидроакустики, Л., 1966.

Б. Ф. Курьянов.