科研进展

研究人员研制出一种耐压万米深海水听器

深海蕴藏着极为丰富的资源,深海探测是开展深海资源勘探开发的基础。深海声学探测作为深海探测的重要手段,在深海资源调查中发挥非常重要的作用。深海水听器作为一种水下接收换能器是深海探测系统中重要的设备之一。北海研究站水声换能器与测试技术研究室科研人员利用压电陶瓷管在传统水听器基础上进行耐压结构设计,研制出一种SC-110M型水听器。

SC-110M型水听器采用压电陶瓷环作为敏感元件接收声压信号,通过特殊耐压结构设计和水密处理,实现110MPa压力工作。水听器接收灵敏度约为-207dB,工作频段范围20Hz—20kHz。水听器整体尺寸约为Φ46×100mm,电缆采用Subconn标准型水密接插件,便于与采集端连接,电缆长度约55cm,结构如图1所示。利用该结构设计,可制作一系列不同尺寸不同灵敏度的水听器,可以为深海声学探测提供基础设备。

图1. SC-110M型水听器外形结构示意图及实物图

为了确保水听器在万米水深下正常工作,对SC-110M型水听器试验样机进行了110MPa压力试验,压力曲线如图2所示。从0MPa经过30分钟升压到110MPa,保压1小时后泄压,测试泄压后水听器的绝缘性能和电容,测试结果显示正常。

图2. 110MPa加压曲线

水听器试验样机进行压力试验后,在中科院声学所北海站消声水池进行常压下水听器接收灵敏度的测量,接收灵敏度测量结果如图2所示。水听器在消声水池测量频率范围为3kHz-20kHz,未测量低频段接收灵敏度(因受消声水池测量频率下限限制)。

图3. SC-110M-19001水听器压力测试后接收灵敏度

本研究得到了国家自然科学基金(No.11974377)、中国科学院声学研究所青年英才计划项目(QNYC201820)资助。


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