圖?8b?是一種可固定安裝的同振柱型矢量水聽(tīng)器，其基本原理沒(méi)有改變，結(jié)構(gòu)上用安裝桿代替了懸掛框架，將懸掛彈簧改成橡膠彈簧。這種結(jié)構(gòu)應(yīng)用場(chǎng)景可拓展到平臺(tái)載體上固定安裝。

隨著微機(jī)電加工技術(shù)（MEMS）的發(fā)展，MEMS?技術(shù)已應(yīng)用于矢量水聽(tīng)器設(shè)計(jì)研制當(dāng)中，MEMS技術(shù)可以將敏感單元、控制電路、低噪聲匹配電路、采樣預(yù)處理模塊等微電子元件集成為一體，將聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。一種典型工作模式是以微加速度傳感器作為敏感元件（圖?8c），利用單晶硅的壓阻效應(yīng)原理設(shè)計(jì)敏感芯片，研制了3?維同振柱型復(fù)合?MEMS?矢量水聽(tīng)器。另一種工作模式是基于仿生學(xué)原理，仿效魚(yú)的側(cè)線機(jī)械傳感細(xì)胞感知水運(yùn)動(dòng)的原理，設(shè)計(jì)了?MEMS?壓阻式矢量水聽(tīng)器（圖?8d）。

光纖水聽(tīng)器是光纖傳感技術(shù)在水聲領(lǐng)域的成功應(yīng)用之一，顯示出高靈敏度、低噪聲、大動(dòng)態(tài)范圍、抗干擾等技術(shù)特點(diǎn)，近年來(lái)在矢量水聽(tīng)器方面也得到拓展應(yīng)用，研究人員設(shè)計(jì)研制出了光纖矢量水聽(tīng)器。圖?8e?是一種?3?維柱型光纖矢量水聽(tīng)器，基于?Bragg?光柵設(shè)計(jì)了加速度傳感單元和聲壓傳感單元，研制出聲壓-振速矢量水聽(tīng)器。圖8f?是一種?3?維球型光纖矢量水聽(tīng)器，基于全保偏光纖干涉系統(tǒng)，研制出?3?維正交芯軸式干涉型光纖矢量水聽(tīng)器，結(jié)構(gòu)緊湊且聲中心重合于一點(diǎn)。

淺議我國(guó)水聲換能器的發(fā)展現(xiàn)狀與技術(shù)差距

本文第?1?節(jié)介紹了我國(guó)在低頻換能器、高頻寬帶換能器、深水換能器以及矢量水聽(tīng)器等方面的研究進(jìn)展，搜集的資料雖未能詳盡，但也具有相當(dāng)?shù)牡湫托院痛硇?，基本上描繪出了我國(guó)水聲換能器發(fā)展的前沿輪廓。與國(guó)際上不同時(shí)期換能器方面的標(biāo)志性創(chuàng)新工作相比，我國(guó)相當(dāng)一部分的創(chuàng)新設(shè)計(jì)工作要晚于國(guó)際前沿技術(shù)水平幾年甚至十幾年。

上文已經(jīng)提到，我國(guó)水聲換能器發(fā)展的最大動(dòng)力來(lái)自水聲技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用需求。在我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科技力量相對(duì)薄弱的時(shí)期，這種發(fā)展方式是最具實(shí)效性的，但經(jīng)歷很長(zhǎng)時(shí)期后就會(huì)有明顯的歷史痕跡，造成學(xué)科布局不系統(tǒng)、產(chǎn)品系列不完整、理論基礎(chǔ)不扎實(shí)、專(zhuān)門(mén)工藝不完善、配套專(zhuān)業(yè)支撐不持續(xù)、人才隊(duì)伍不穩(wěn)定的局面。

例如，在深水換能器技術(shù)方面，一些海洋大國(guó)在?20?世紀(jì)就已經(jīng)有很多成熟技術(shù)和系列產(chǎn)品，某些民用深海聲學(xué)設(shè)備還可以出口到我國(guó)，但我國(guó)直至?20?世紀(jì)末深海聲吶技術(shù)需求仍然不強(qiáng)，導(dǎo)致深水換能器技術(shù)在當(dāng)時(shí)幾乎處于空白狀態(tài)。近些年國(guó)家加大了投入力度，重視基礎(chǔ)理論與基礎(chǔ)核心器件的研究工作，水聲換能器領(lǐng)域研究新成就不斷涌現(xiàn)、技術(shù)能力逐年提升、技術(shù)進(jìn)步顯著。前文所列研究工作中就有一些研究成果與國(guó)際前沿水平相同步，但整體同步、全面并行的發(fā)展勢(shì)頭還遠(yuǎn)未形成，尤其是歷史上短缺和發(fā)展薄弱的換能器技術(shù)方向，新技術(shù)成果也僅是鳳毛麟角、產(chǎn)品性能仍然很弱。

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