朱培斌 许肖梅 黄身钦 张小康 吴剑明 陶毅

(厦门大学海洋与地球学院，厦门，361005)

压电式水声换能器作为水声应用中的核心传感器具有测量频率范围广和灵敏度高等优点，多应用于水声测量和水声通信等领域。压电式水声换能器的输出为电荷信号，目前在水声测量中较为普遍的方法是将其输出信号经电荷放大器转换为电压信号后采集，但由于电荷放大器设计较为精密，长期使用后会随时间产生零飘，需要定期进行校准[1]，并且电荷放大器体积较大，在现场水声测量中携带也不方便。为简化现场测量，水声测量工作中往往会将压电式水声换能器的输出信号直接用数据采集卡进行采集，并由换能器指标书提供的电压灵敏度将采集的电压值换算为声压值。因此，有必要针对使用电荷放大器和直接接入数据采集卡这两种情况对压电式水声换能器测量的影响进行分析和讨论。

1 测量原理

压电式水声换能器是一种不需外部激励电压的自发电式传感器，在变化的声压作用下，换能器内部的电介质表面会产生电荷，从而实现声压的测量。因为电荷信号较易受到干扰，所以电荷信号的传输一般采用带有屏蔽层的同轴电缆，电缆内芯外围的屏蔽层能有效的屏蔽外界的电磁干扰，但较长的电缆长度使其具有一定的分布电容。

本文采用的水声换能器型号为BK 8105型，电荷放大器采用BK 2692型，后端的数据采集卡型号为NI USB-4431，设备均在正常校准周期内。……