NH2000針式水聽器工作原理

NH2000針式水聽器的工作主要基于壓電效應。某些電介質材料，在受到外界壓力作用而發生機械變形時，其內部會產生極化現象，同時在材料的兩個相對表面上會出現正負相反的電荷。當外力去掉后，材料又會恢復到不帶電的狀態，這種現象被稱為正壓電效應。相反，當在電介質的極化方向上施加電場，這些電介質也會發生變形，電場去掉后，電介質的變形隨之消失，這被稱為逆壓電效應。NH2000針式水聽器利用的是正壓電效應。

聲壓轉換為電信號

• 聲壓作用：當水下存在聲波時，聲波攜帶的聲壓會作用到NH2000針式水聽器的敏感元件（通常由壓電材料制成）上。聲波是一種機械波，其傳播過程中會引起介質（水）的疏密變化，從而產生交替的壓力變化。

• 壓電材料變形：水聽器中的壓電材料在聲壓的作用下發生機械變形。例如，當聲壓為正壓時，壓電材料受到壓縮；當聲壓為負壓時，壓電材料會拉伸。

• 電荷產生：根據正壓電效應，壓電材料的變形會使其內部產生極化，進而在其表面產生電荷。聲壓的大小和方向決定了電荷的多少和極性。也就是說，聲壓的變化會導致產生的電荷量和電荷極性隨之變化，這樣就將水下的聲壓信號轉換為了電荷信號。

電信號處理與輸出

• 電荷放大：水聽器產生的電荷信號通常非常微弱，需要進行放大處理。NH2000針式水聽器內部一般集成了前置放大器，將微弱的電荷信號轉換為電壓信號并進行放大，以提高信號的強度和抗干擾能力。

• 信號傳輸：經過放大后的電壓信號通過電纜傳輸到后續的信號處理設備，如示波器、數據采集卡等。這些設備可以對信號進行進一步的處理、分析和記錄，例如測量聲壓的幅值、頻率、相位等參數，從而實現對水下聲學環境的監測和研究。