Hydrofoner

Hydrofoner er undersjøiske mikrofoner som konverterer akustiske trykkvariasjoner i vann til elektriske signaler. De er vanligvis passive enheter som bruker piezoelektriske transduksjonselementer eller andre prinsipper for å oppfatte lyd, og de kan operere over et bredt frekvensområde avhengig av konstruksjon og kalibrering.

Et typisk hydrofon består av en sensing element festet i en trykkbestandig kapsel, ofte med innebygd forsterker. De vanligste typene er piezoelektriske hydrofoner, fiberoptiske hydrofoner og kapasitive hydrofoner. De kan være enkeltstående sensorer eller en del av et hydrofonarray som muliggjør beamforming og kildeplassering. Hydrofoner brukes i ulike konfigurasjoner, inkludert bunntypiske enheter, drivende eller hektede sensorpakker og arrayer som sprer seg over store områder for å spore lydkilder.

Bruksområder inkluderer marinebiologi, der dyrelyder og migrasjonsmønstre studeres; oseanografi og miljøovervåkning, der bakgrunnsstøy, havstrømmer og seismiske hendelser undersøkes; samt militære og industrielle anvendelser som ubåt- overvåkning, overvåkning av undervannskommunikasjon og underordnet forskning. Hydrofoner brukes både i enkeltsensoroppsett og i store arrayer som gir retning og kildeplassering gjennom signalbehandling som beamforming.

Kalibrering og tekniske utfordringer: sensorens respons varierer med frekvens og dybde. Kalibrering mot kjente referanselydnivåer gjøres i felt eller laboratorium. Miljøforhold som trykk, temperatur, biofouling og vannstrøm påvirker målinger. Moderne systemer kombinerer hydrofoner med avansert elektronikk og programvare for støyreduksjon, kalibrering og presis lokalisering.

Historisk sett utviklet hydrofoner seg fra tidlige akustiske overvåkningsenheter til viktige verktøy i forskning og overvåking av undervannsmiljøer, særlig i første halvdel av 20. århundre og senere i vitenskapelige og kommersielle applikasjoner.