75 μm 针式水听器
75 μm针式水听器是 Precision Acoustics Ltd 公司生产的一系列针式水听器之一。
它设计用于与可潜式前置放大器、直流耦合器及电源一起使用，以组成完整的水听器系统。水听器的有源元件尺寸会影响多个特性，包括灵敏度、频率响应、方向性响应、动态范围以及等效噪声压力。75 μm针式水听器具有非常宽的指向性，但灵敏度相对较低。专为高频应用设计，其有源元件在 10 MHz 时的尺寸正好是波长的一半。
产品描述
75 微米针式水听器经过优化，适用于 5 MHz 至 40 MHz 范围内的测量。
其非常小的有源区域可确保较宽的方向响应，并最小化空间平均效应。
不过，较小的传感器面积也意味着整体灵敏度较低。技术规格
尺寸图示例：
图 1 – 75 μm针式水听器（NH0075）的尺寸图
灵敏度与频率响应
所有探头类型的水听器（hydrophones）在不同频率下的响应曲线（frequency response）是频率的函数。该响应的理论基础已经被充分理解，并在其他文献中有详细描述 [1]。
图2展示了针式水听器（needle hydrophone）与其匹配的前置放大器（pre-amplifier）一起使用时，在50Ω负载下的典型电缆端灵敏度（end-of-cable loaded sensitivity）。
该图中的数据由英国国家物理实验室（National Physical Laboratory, London，NPL）采集。
图2 – 一根75微米针状水听器在1 MHz到60 MHz频率范围内的典型频率响应曲线
方向性响应
水听器的方向性响应是在与频率响应测定相同的非线性声场中建立的。
水听器被固定在一个安装夹具中，该夹具允许精确调整水听器敏感元件的位置。
然后对水听器的探头进行了调整，使其在声场中旋转时，所记录波形的时间偏移小于 100 纳秒。
这种对准方式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都仅由水听器的方向性响应引起。
通过记录水听器在不同角度下生成的波形，可以确定其在多个频率下的方向性响应。
图 3 – 针式水听器在使用过程中的朝向/方向
环境方面
温度变化
该针式水听器可在 5°C 至 50°C 的操作温度范围内进行测量，并可在相同温度范围内存储。暴露在超过 60°C 的温度下可能会对水听器造成不可逆的损坏。
该水听器组件在 19°C 至 25°C 之间的温度下进行了校准。水听器的灵敏度会随着温度的变化而变化，预计每升高 1°C，灵敏度将增加约 0.6%。
水质要求
该水听器组件设计为可完全浸入水中，能够轻松承受 2 米水深产生的静水压力。虽然该水听器可在水中持续浸泡超过 48 小时，但在不使用时应将其从水中取出并晾干。
长期浸泡在未经去离子处理的水中（如自来水）可能会在水听器探头上形成沉积物。在“硬水”地区，碳酸钙沉积尤其常见，会导致水听器灵敏度下降。
其他液体介质
尽管该水听器设计用于水中运行，但也可用于多种其他液体介质中。然而需要注意的是，该水听器的校准是在水中进行的。其他液体可能对水听器的有效声阻抗造成不同负载，从而影响其灵敏度。
应避免在化学性质较强的液体中使用，例如：
浓酸（如硝酸、硫酸）
浓碱（如氢氧化钠）
强有机溶剂（如多种醛类、多种酮类、氯甲烷（DMC）、二甲基甲酰胺（DMF）等）
按出厂状态，水听器组件中暴露在液体中的材料包括：金、 不锈钢、聚四氟乙烯（PTFE）、黄铜以及预放大器电缆上的聚氯乙烯（PVC）包覆层。然而，如果外层金电极损坏，聚偏二氟乙烯（PVDF）和一种刚性灌封树脂也可能暴露在外部液体中。
