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水下声源
声学换能器BRC-H30
采用压电陶瓷，配合功放可以以确定的频率，激发最优声波，满负荷使用时，连续激发不超过20分钟，严禁在空气中干烧
“水下声源”是指在水中产生声波的装置或自然现象。由于水对电磁波（如无线电波、光波）的吸收较强，而对声波的传播衰减相对较小，因此声波是水下信息传输、探测和通信中最常用的有效手段。水下声源在海洋工程、军事、科研、渔业、环境监测等领域具有广泛应用。
一、水下声源的分类
1. 按工作原理分：
- 机械式声源：如气枪（airgun）、火花放电声源（sparkers）、Boomers等，常用于海洋地震勘探。
- 压电/磁致伸缩换能器：利用压电材料或磁致伸缩材料将电信号转换为声波，广泛用于声呐系统。
- 自然声源：如鲸类叫声、海浪、海底火山、地震等。
2. 按频率范围分：
- 低频声源（<1 kHz）：用于远距离探测（如潜艇通信、地震勘探）。
- 中频声源（1–10 kHz）：常用于军用主动声呐。
- 高频声源（>10 kHz）：用于高分辨率成像、鱼群探测、水下机器人导航等。
3. 按用途分：
- 主动声呐声源：发射声波并接收回波以探测目标。
- 通信声源：用于水下设备之间的信息传递。
- 测深/地形测绘声源：如多波束测深系统中的发射阵。
- 科研声源：用于研究海洋声学特性、生物声学等。
二、关键技术参数
- 声源级（Source Level, SL）：衡量声源强度，单位为 dB re 1 μPa @ 1 m。
- 指向性（Directivity）：声源辐射声波的方向性特征。
- 带宽与脉冲形式：影响分辨率和抗干扰能力。
- 工作深度与耐压能力：决定其适用的水深环境。
- 功耗与体积：对自主水下航行器（AUV）等平台尤为重要。
三、典型应用示例
| 应用领域 | 声源类型 | 特点 |
|---|---|---|
| 海洋地震勘探 | 气枪阵列 | 低频、高能量、用于激发地层反射 |
| 军事反潜 | 主动声呐换能器 | 中频、高指向性、可调制 |
| 水下通信 | 宽带水声通信换能器 | 支持数字调制，速率较低（kbps级） |
| 海洋生物研究 | 被动监听+可控声源 | 用于行为刺激或回声定位研究 |
| AUV/ROV导航 | 小型高频换能器 | 体积小、功耗低、短距高精度 |
四、挑战与发展趋势
- 环境影响：高强度声源可能干扰海洋哺乳动物，需遵守环保规范（如NOAA指南）。
- 多径与混响：水下信道复杂，限制通信与探测性能。
- 小型化与智能化：发展适用于微型水下机器人的高效声源。
- 宽带与低频技术：提升分辨率与作用距离。
- 绿色声源：研发对生态友好的低干扰声源。
技术指标 | |
工作频率 | 5khz-50khz |
指向性 | 全范围 |
最大工作深度 | 100m |
工作温度 | -40 to 60℃ |
电缆长度 | 10m |
工作电压 | 峰值电压＜400Vpp |
声源级 | ＞130db ref1μPa（20k-50khz） ＞110db ref1μPa（5k-20khz） 可定制150db版本 |
尺寸 | φ40mm x120mm |
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