TOINEN AKUSTINEN MAAILMA
Ihmiset ovat kuuroja veden alla. Korvamme on akustisesti sovitettu ilman impedanssiin. Veden alla ääniaallot ohittavat korvakalvot ja johtuvat suoraan kallon kautta, jolloin kykymme paikantaa suuntaa katoaa.
Kun vesipatsaaseen lasketaan piezosähköinen hydrofoni, avautuu kuitenkin piilossa oleva akustinen maailma: rätisevät pistoolikatkaravut, viheltävät valaseläimet ja murtuvien aaltojen raskas matalataajuinen värinä yläpuolella.
MITEN HYDROFONIT KUULEVAT VETTÄ
Tavalliset mikrofonit käyttävät erittäin kevyttä kalvoa, joka värähtelee ilmanpaine-erojen mukaan. Vedessä, jonka tiheys on noin 800 kertaa ilmaa suurempi, tällaiset kalvot jäävät liikkumattomiksi.
Hydrofonit ratkaisevat tämän käyttämällä piezosähköisiä keraameja (kuten lyijyzirkonaattititanaattia). Kun merivedessä kulkevat paineaallot puristavat keraamikiteen kokoon, se tuottaa suoraan verrannollisen mikrojännitteen. Koska vesi on lähes puristumatonta, nämä akustiset aallot kulkevat suoraan muuntimeen ilman akustista heijastumista.
Lisäksi koska ääni kulkee merivedessä noin 1 500 m/s nopeudella, kun ilmassa nopeus on 343 m/s, ääniaallot ovat vedenalaisesti yli neljä kertaa pidempiä saman sävelkorkeuden kohdalla.
MATALAN RIUTAN ENSISIJAISET ÄÄNET
Vedenalaista äänimaisemaa ei hallitse hiljaisuus, vaan jatkuva biologinen toiminta, jonka huippu on hämärässä ja aamunkoitteessa:
Pistoolikatkaravut (Alpheidae)
Matalien lauhkeiden ja trooppisten merien yleinen paistinpannun rätinä. Kun niiden nopea saksien sulkeutuminen romahduttaa kavitaatiokuplan, paikalliset lämpötilat saavuttavat hetkellisesti auringon pinnan lämpötilan ja vapauttavat impulssimaisen napsahduksen, jonka voimakkuus on jopa 210 dB.
Merisiilin laidunnus (Echinometra)
Kivisillä lauhkeilla riutoilla miljoonien merisiilien hampaat raapivat levien tarttumajuuria ja kalkkipintoja, mikä synnyttää resonoivaa kaikua 800 Hz – 2,5 kHz välillä.
Rannikon delfiinit ja hammasvalaat
Pullonokkadelfiinit ja pyöriäiset käyttävät toistuvia kaikupaikannusnapsahduksia ja taajuusmoduloituja sävelvihellyksiä navigoidakseen aaltovyöhykkeellä ja metsästääkseen kalanpoikasia.
KAAPELIN SOIMISEN ESTÄMINEN
Vedenalaisen äänityksen suurin operatiivinen vaara on kaapelin soiminen. Kun vuorovesivirrat tai aallokon nousu painavat roikkuvaa hydrofonikaapelia, kaapeli värähtelee kuin nykäisty bassokieli ja siirtää voimakasta mekaanista jylinää suoraan anturikoteloon.
Soimisen välttämiseksi akustikot eivät koskaan ripusta anturia suoraan kelluvasta pintapoijusta ilman irrotusta. Elastisen iskukiinnityksen käyttö, virtaviivaisten painojen lisääminen tai anturin kiinnittäminen kiinteään pohjaankkuriin pitää muuntimen eristettynä hydrodynaamisesta pyörteiden irtoamisesta.
