Precision Acoustics NH0075 针式水听器|0.075 mm针式水听器(75微米)
75 μm针式水听器是Precision Acoustics Ltd.生产的针式水听器系列产品之一。它设计为与潜水前置放大器和带电源的直流耦合器配合使用,构成一套水听器系统。本数据手册中报告的各项性能参数,均指包含75 μm针式水听器、前置放大器和直流耦合器的水听器系统的性能。
水听器有源元件的尺寸会影响诸多性能,包括灵敏度、频率响应、指向性响应、动态范围和噪声等效压力。本技术数据手册依据IEC 62127第3部分[3]编写,提供了75 μm针式水听器系统的详细规格说明。
75 μm针式水听器是一种指向性非常宽但灵敏度较低的针式水听器。它专为高频应用而设计,其有源元件在10 MHz时仅为半个波长。
Precision Acoustics NH0075 针式水听器描述
75 μm针式水听器针对5 MHz至40 MHz范围内的测量进行了优化。极小的有效面积确保了较宽的指向性响应,并最大限度地减少了空间平均效应。然而,较小的传感器面积会导致水听器整体灵敏度降低。
Precision Acoustics NH0075 针式水听器技术规格
输出阻抗:14 pF ± 2 pF
典型探头灵敏度:10 nV/Pa(相当于 -280.2 dB re 1 V/μPa),在2 MHz至12 MHz范围内取平均值,测量条件为在正确端接的HP1潜水前置放大器输出端进行测量
灵敏度容差:各探头之间的灵敏度差异约为 ±3 dB
典型频率响应:平坦(±2 dB):5 MHz 至 15 MHz
平坦(±4 dB):1 MHz 至 >30 MHz
最低校准频率:1 MHz
传感器材料:9 μm厚镀金电极聚偏二氟乙烯(PVdF)薄膜
传感器尺寸:直径0.075 mm圆片
Precision Acoustics NH0075 针式水听器尺寸

灵敏度和频率响应
所有探头式水听器的频率响应都是频率的函数。该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展示了针式水听器与其相应前置放大器配合使用时的典型电缆末端负载灵敏度,负载条件为50 Ω。该图中显示的数据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。水听器应每月对照参考源进行检查,以便在年度校准间隔之前更早地发现灵敏度的变化。
频率响应测量的测量不确定度是按照文献[2]中建立的方法确定的。主要的不确定度贡献之一来自校准中所用参考水听器的校准,而该参考水听器本身可溯源至国家一级标准。
指向性响应
水听器的指向性响应是使用与频率响应测定中相同的非线性声场来确定的。水听器被放置在一个安装夹具中,该夹具允许对有效元件的位置进行精确调节。然后对水听器尖端进行调整,使其在声场中旋转时,记录波形的时移小于100 ns。这一对准确保了水听器在旋转过程中不发生位移,因此接收信号的任何变化仅由水听器自身的指向性响应引起。通过记录水听器产生的波形随角度的变化,可以确定一系列频率下的指向性响应。75 μm针式水听器在1 MHz、5 MHz、10 MHz、15 MHz、20 MHz、25 MHz、30 MHz和40 MHz下的指向性响应已绘制于图4中。


有效半径
水听器的有效半径是根据指向性响应曲线中-3 dB和-6 dB点出现的角度,按照文献[3]中所述方法计算得出的,平均有效半径如图5所示。然而,对于该水听器,IEC方法在较低频率下失效,因为在9 MHz以下的频率范围内,其指向性响应始终保持在-6 dB水平以上。

