2.0 mm 针式水听器是 Precision Acoustics Ltd. 生产的一系列针式水听器之一。它被设计用于与可潜式前置放大器和带电源的直流耦合器配合使用，从而构成一个完整的水听器系统。本数据表中所报告的所有性能参数均指包含 2.0 mm 针式水听器、前置放大器和直流耦合器的水听器系统的整体性能。
水听器的敏感元件尺寸会影响其多项性能，包括灵敏度、频率响应、方向性响应、动态范围以及噪声等效声压。本技术数据表依据 IEC 62127 第 3 部分 [3] 编制，并提供了 2.0 mm 针式水听器系统的详细规格说明。
2.0 mm 针式水听器是一种高灵敏度设备，针对 2 MHz 以下的应用进行了优化。
产品描述
2.0 mm 针式水听器是一种高灵敏度接收器，针对 2 MHz 以下的使用进行了优化，并适用于 100 kHz 至 10 MHz 范围内的测量。较大的敏感面积使其能够测量约 150 Pa 的信号。然而，较大的传感器面积会导致更具方向性的响应特性，尤其是在更高频率下。
规格
尺寸
灵敏度与频率响应
所有探针型水听器的频率响应都是频率的函数。这种响应的理论基础已被充分理解，并在其他文
献中有所描述 [1]。图 2 和图 3 显示了当针式水听器与其相应的前置放大器配合使用，并以 50 Ω
负载时的典型端电缆负载灵敏度。这些图中显示的数据集均由伦敦国家物理实验室（NPL）采集。
用于进行声压绝对测量的针式水听器应至少每 12 个月校准一次。水听器应每月与参考声源进行比对，以便比年度校准周期更早地发现灵敏度的变化。
频率响应测量的不确定度是按照文献 [2] 中建立的方法确定的。主要的不确定度来源之一是用于校准的参考水听器的校准所引起的不确定度，而该参考水听器本身可追溯到国家基准标准。
方向性响应
水听器的方向性响应是使用与频率响应测定相同的非线性声场建立的。水听器被安装在一个允许精确调节敏感元件位置的固定装置中。然后调整水听器的针尖，使其在声场中旋转时记录到的波形的时间偏移小于 100 ns。此对准确保水听器在旋转过程中不会发生位移，因此接收信号的任何变化仅由水听器的方向性响应引起。通过记录水听器产生的波形随角度变化的情况，可以确定不同频率下的方向性响应。图 5 显示了 2.0 mm 针式水听器在 1 MHz、2 MHz、3 MHz、4 MHz、5 MHz 和 10 MHz 的方向性响应。
有效半径
水听器的有效半径是根据方向性响应曲线中 –3 dB 和 –6 dB 点出现的角度计算的，计算方法参
照文献 [3]。平均有效半径如图 6 所示。
动态下限水听器组件的噪声底限限制了对微弱声信号的测量。前置放大器的噪声电平在 100 MHz 带宽下约为 60 μV rms。如果假设水听器的灵敏度为 3.5 V/MPa，则所述噪声电平对应于 2.0 mm 针式水听器的等效噪声声压。
用于记录水听器产生的波形的数据采集系统也可能限制可记录的最小信号。例如，分辨率最大为 0.5 mV 的示波器只能显示幅值为该分辨率及以上的信号。
动态上限
关于水听器发生机械损坏的压力阈值：该水听器设计用于承受高达 10 MPa 的声场。虽然此类型水听器曾用于超过 50 MPa 的超声波声场，但存在较高的损坏风险。如果水听器需要在声压水平超过 10 MPa 的声场中使用，应咨询供应商的建议。
关于放大器发生饱和的压力：与该水听器配合使用的前置放大器在输出电压超过 700 mV 峰峰值时可能开始出现非线性。考虑到典型的 2.0 mm 针式水听器灵敏度，这对应的声压为
如果可能遇到超过此值的声压场，应联系水听器供应商，考虑使用在线衰减方案。
电输出特性
此处没有可代表的数据，因为尚未对本文描述的水听器进行测定。
环境方面
温度变化
该针式水听器可在 5 °C 至 50 °C 的工作温度范围内进行测量，并可在 5 °C 至 50 °C 的范围内存储。暴露在高于 60 °C 的温度下可能会对水听器造成不可逆的损坏。
该水听器组件已在 19 °C 至 25 °C 之间的温度下进行校准。水听器的灵敏度会随温度变化而变化，预计每升高 1 °C，灵敏度将增加约 0.6%。
水质
该水听器组件设计为可完全浸入水中，并能轻松承受由 2 米水深产生的静水压力。虽然水听器组件可以长时间（>48 小时）浸入水中使用，但在不使用时，应将水听器从水中取出并晾干。
在水质方面，使用该水听器没有特定的操作要求。然而，水听器测量标准（如文献 [4] [5]）可能对水质有具体要求。
长时间浸入未去离子处理的水（如自来水）可能导致水听器针尖上积聚沉积物。在“硬水”地区，碳酸钙沉积尤其成问题，会导致水听器灵敏度下降。
其他液体介质
虽然该水听器组件设计用于在水中工作，但也可用于许多其他液体介质。然而，需要注意的是，该水听器的校准是在水中进行的。其他介质会对水听器的敏感元件产生不同的声阻抗负载，这可能会影响水听器的灵敏度。某些液体由于化学性质较为活泼，应避免使用。需要避免的液体示例如下：
•浓酸（例如硝酸、硫酸）
•浓碱（例如氢氧化钠）
•强有机溶剂（例如多种醛类、多种酮类、二氯甲烷（DMC）、二甲基甲酰胺（DMF））
出厂状态下，水听器组件中唯一会接触周围液体的材料是金、不锈钢、聚四氟乙烯（PTFE）、黄铜以及前置放大器电缆上的聚氯乙烯（PVC）护套。然而，如果水听器的外层金电极受损，聚偏二氟乙烯（PVDF）和刚性浇注树脂也可能暴露出来。
参考
[1]B. Fay, G. Ludwig, C. Lankjaer 和 P. A. Lewin, 《聚偏二氟乙烯针式水听器的频率响应》，《超声医学与生物学》，第 20 卷，第 361-366 页，1994 年。[2]BIPM, JCGM100: 2008 《测量数据评估——测量不确定度表达指南》，2008 年。[3]IEC, 62127 《超声学——水听器——第 3 部分：适用于高达 40 MHz 超声场的水听器性能》，2007 年。[4]IEC, 62127 《超声学——水听器——第 1 部分：高达 40 MHz 医用超声场的测量与表征》，2013 年。[5]IEC, 61157 《医用诊断超声设备声输出报告的标准方法》，2013 年。
https://www.bihec.com/acoustics/进口代理Precision Acoustics PA NH2000水听器,2.0 mm 针式水听器NH2000/