Precision Acoustics 可以提供一个循环系统，用于消毒和脱气水，可作为自组装套件提供。
概述
为确保声场测量的准确性，水中必须无杂质，IEC TR62781 对此提供了许多建议。虽然自来水价格低廉且易得，但其并不适合用于声学测量，使用前应进行处理。水处理套件（Water Treatment Kit, WTK）旨在为用户提供解决这些问题的方法。
技术规格
- 紫外线灭菌 (UV sterilisation)
- 功率：14 W
- 波长：253.7 nm
- 紫外线剂量：>16 mJ/cm²
- 灯管寿命：≈9000 小时
- 颗粒过滤 (Particulate filtration)
- 第一级：25 微米
- 第二级：小于 1 微米
- 脱气 (Degassing)
- 膜式脱气接触器，可将溶解氧降至最低约 2.5 ppm（典型性能如图所示）
- 最高操作温度 (Maximum operation temperature)
- 40 °C
- 水处理流量 (Water treatment rate)
- 5–6 升/分钟
去离子处理
原理
自来水通常含有大量溶解离子物质。最明显的副作用是水的电导率升高，这可能导致某些共面膜水听器电极之间形成“短路”路径。高导电性还可能为电磁干扰提供传导路径，增加水听器接收到的噪声。此外，这些溶解固体可能在水中物体表面结晶，特别是在“硬水”地区，水槽中物体可能积有碳酸钙沉积。若水听器受此影响，随着污染物厚度增加，其灵敏度将逐渐降低。
即将发布的 IEC62127-1（超声水听器使用规范）建议，对于电气未屏蔽的膜水听器，测量水的电导率不超过 5 mS。IEC61102 同样建议如此，IEC61161 也建议使用蒸馏水以降低离子含量。
预防措施
- 离子交换树脂：通过阳离子和阴离子混合树脂，将水中溶解离子替换为氢或氢氧根离子，得到纯净水。初期设备成本低，但树脂属于消耗品，需要定期更换。适合少量使用，大量水时运行成本较高。
- 蒸馏水：通过加热蒸发再冷凝，溶解固体留在蒸馏器内壁，水中离子含量降低。虽然设备成本低，但蒸馏水通常需要二次或三次蒸馏才能接近离子交换纯水的纯度。适合大量水使用，但去离子效果相对较差。
- 反渗透：通过半透膜，只允许纯化水通过，同时阻挡离子和杂质。系统成本较高，但运行成本低。适合需要高纯度、大量去离子水的场合。
补救措施
若水听器表面出现碳酸钙沉积，可将受影响部分浸入柠檬汁中，柠檬酸会与碱性碳酸钙反应去除沉积，但不会损坏水听器其他部件。浸泡不超过 30 分钟，然后用去离子水彻底冲洗并自然晾干。切勿用布或纸擦拭，以免磨损金电极。
脱气处理
原理
自来水常常过饱和溶解气体（主要为氧气）。气泡会严重干扰实验，因为它们几乎是超声的完全反射体。气泡可能阻碍水听器测量传播的超声波，高压声场下气泡还会发生空化，产生低频（稳定空化）或高频（惯性空化）杂散信号，可能损坏水听器。宏观气泡肉眼可见，但微小气泡难以观察，也会造成同样问题。
许多国际标准要求使用脱气水，包括 IEC61161、IEC61689、IEC61102、IEC61220、IEC60854 及即将发布的 IEC62127-1。
预防措施
- 真空脱气：对静止水体施加真空，降低溶解气体含量，可使氧气降至 1 mg/L 以下。适合小体积水。
- 减压循环：类似真空脱气，但适用于大体积水。通过高容量泵和限制器形成部分真空，使气泡膨胀并析出。适当配置下，可将氧气降至 2–3 mg/L。
- 煮沸：简单有效，煮沸 5 分钟即可使氧气降至 2 mg/L 以下。冷却时不应搅拌，以防气体重新溶入水中。
- 亚硫酸钠添加：可与溶解氧反应，浓度 4 g/L 可保持氧气低于 2 mg/L 持续 40 小时，但会增加水的电导率并可能腐蚀金属。
防止生物活动/生长
原理
虽然超声测量标准未明确提及，但防止生物生长很重要。生物活动会导致水变浑浊发黄/绿色、产生气味，并在物体表面形成黏膜，影响水听器性能，甚至对操作人员健康有风险。
预防措施
- 去除溶解物和气体（见前两节）可减缓生物生长。
- 紫外线过滤：高强度 UV 可有效杀灭水中细菌，可配合循环系统使用。
- 氯化物：常用于泳池，可控制生物活性，但高浓度可能漂白材料，长期接触皮肤可能引起刺激。
- 铜化合物：广泛用于海洋防污，可用于水槽，但铜可能与铝等金属或水听器金电极反应，降低灵敏度。
去除悬浮颗粒
原理
水中悬浮颗粒会增加高频散射，增加衰减，也是生物活动“食物来源”。颗粒主要来源为空气灰尘或设备进出水槽时带入的杂质。
预防措施
- 颗粒过滤：循环系统中加入粗滤（如 5 µm）和细滤（如 <1 µm）可去除大部分悬浮物。
- 覆盖水面：薄塑料膜或中空塑料球（如聚丙烯）可防止空气杂质落入，同时减少气体再吸收。
参考文献
- Fowlkes J.B. & Carson P.L. (1991), Systems for degassing water used in ultrasonic measurements, J. Acoust. Soc. Am, 90(2), 1197–1200
- IEC60854 (1986), IEC61102 (1991), IEC61161 Ed 2.0 (2007), IEC61220 (1995), IEC61689 (1996), IEC62127（即将发布）
更多产品：https://www.bihec.com/precision-acoustics-hydrophones/
