هیدروفون (Hydrophone)، در فیزیک (Physics)
انواع حسگرها (Sensor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
هیدروفون (Hydrophone) :
هیدروفون یک میکروفون است که برای شنیدن یا ضبط صدا در زیر آب طراحی شده است. امواج صوتی در آب بسیار بهتر از هوا منتقل می شوند (سرعت صوت در آب حدود ۱۵۰۰ متر بر ثانیه است) و هیدروفون ها ابزار اصلی در سونار، اقیانوس شناسی، مطالعات پستانداران دریایی، و لرزه نگاری زیر آب هستند.
هیدروفون ها معمولا بر اساس اثر پیزوالکتریک کار می کنند، زیرا مواد پیزوالکتریک در محیط آبی عملکرد خوبی دارند و می توانند فشار صوتی را به سیگنال الکتریکی تبدیل کنند. یک هیدروفون معمولی شامل یک عنصر حسگر پیزوالکتریک (معمولا از جنس سرامیک PZT یا پلیمر PVDF) است که در برابر آب مهر و موم شده است. شکل عنصر حسگر می تواند استوانه ای، کروی یا دیسکی باشد. هیدروفون ها باید طوری طراحی شوند که با محیط آب تطبیق امپدانس داشته باشند (تا امواج به خوبی منتقل شوند) و در برابر فشار آب (در اعماق زیاد) مقاوم باشند.
پارامترهای مهم یک هیدروفون: حساسیت (معمولا بر حسب dB re 1V/μPa)، پاسخ فرکانسی، الگوی قطبی (همه جهته یا جهتی)، و عمق قابل کار. هیدروفون های همه جهته صدا را از همه جهات به یک اندازه دریافت می کنند، در حالی که هیدروفون های جهتی (آرایه ای) می توانند جهت منبع صدا را نیز مشخص کنند.
هیدروفون ها اغلب در آرایه ها (چندین هیدروفون با فاصله مشخص) به کار می روند تا با پردازش سیگنال، بتوان جهت و فاصله منبع صدا را مثلثبندی کرد.
مزایا:
قابلیت کار در اعماق مختلف آب.
حساسیت خوب به صداهای زیر آب.
قابلیت ساخت در اندازه های کوچک و آرایه ها.
معایب:
ممکن است تحت تأثیر جریان آب و نویزهای هیدرودینامیکی قرار گیرند.
نیاز به آب بندی و محافظت در برابر خوردگی.
\[ M = \frac{V}{P} \quad \text{(حساسیت، ولت بر پاسکال)} \]کاربردها: سونار در کشتی ها و زیردریایی ها، اکتشاف نفت و گاز در بستر دریا (با استفاده از لرزه نگاری)، مطالعات زیست شناسی دریایی (شناسایی و ردیابی نهنگ ها و دلفین ها)، اقیانوس شناسی (اندازه گیری نویز اقیانوس)، و نظارت بر آلودگی صوتی دریاها.
