EGY MÁSIK AKUSZTIKAI VILÁG
Az emberek a víz alatt süketek. Külső fülünk akusztikailag a levegő impedanciájához igazodik; víz alá merülve a hanghullámok megkerülik a dobhártyánkat, és közvetlenül a koponyán keresztül jutnak el hozzánk, ezáltal elveszítjük a hang irányának meghatározására való képességünket.
Ha azonban piezoelektromos hidrofont engedünk a vízoszlopba, rejtett akusztikus világ tárul fel: a ropogó pisztolyrákok, a fütyülő cetfélék és a fölöttünk megtörő hullámok mély, alacsony frekvenciás rezgései.
HOGYAN HALLJÁK A HIDROFONOK A VIZET
A hagyományos mikrofonok rendkívül könnyű membránt használnak, amely a légnyomás-különbségek hatására rezeg. Vízben, ahol a sűrűség nagyjából 800-szor nagyobb, mint a levegőben, az ilyen membránok mozgásképtelenné válnak.
A hidrofonok ezt piezoelektromos kerámiák (például ólom-cirkonát-titanát) segítségével oldják meg. Amikor a tengervízben haladó nyomáshullámok összenyomják a kerámiakristályt, az közvetlenül arányos mikrofeszültséget termel. Mivel a víz közel összenyomhatatlan, ezek a hanghullámok akusztikai visszaverődés nélkül jutnak be az átalakítóba.
Emellett, mivel a hang sós vízben körülbelül 1500 m/s sebességgel terjed, szemben a levegő 343 m/s sebességével, bármely adott magasságú hang hullámhossza víz alatt több mint négyszer hosszabb.
A SEKÉLY ZÁTONY ELSŐDLEGES HANGJAI
A víz alatti hangkörnyezetet nem a csend, hanem a folyamatos biológiai aktivitás uralja, amely szürkületkor és hajnalban tetőzik:
Pisztolyrák (Alpheidae)
A sekély mérsékelt övi és trópusi tengerek jellegzetes serpenyőszerű ropogása. Amikor gyors ollócsípésük összeroppantja a kavitációs buborékot, a helyi hőmérséklet pillanatokra eléri a Nap felszínének hőmérsékletét, és akár 210 dB-es impulzusszerű kattanást bocsát ki.
Tengeri sünök legelése (Echinometra)
A sziklás mérsékelt övi zátonyokon a tengeri sünök millió fogának csikorgása az algák tapadókorongjain és a meszes felületeken 800 Hz és 2.5 kHz közötti rezonáns csengést kelt.
Part menti delfinfélék és fogascetek
A palackorrú delfinek és a közönséges törpedelfinek nagy ismétlődésű visszhangimpulzusokat és frekvenciamodulált, hangos fütyüléseket használnak, hogy eligazodjanak a törőhullámos övezetben és apró halakat vadásszanak.
A KÁBEL REZGÉSÉNEK MEGELŐZÉSE
A víz alatti hangrögzítés legnagyobb működési veszélye a kábelrezgés. Amikor az árapály-áramlatok vagy a hullámzás nekifeszül a lelógó hidrofonkábelnek, a kábel úgy rezeg, mint egy pengetett basszusgitárhúr, és erős mechanikai morajt továbbít közvetlenül az érzékelő házába.
A rezgés megszüntetése érdekében az akusztikusok soha nem függesztik az érzékelőt közvetlenül egy úszó felszíni bójáról, leválasztás nélkül. Rugalmas rezgéscsillapító kötél alkalmazásával, áramvonalas ólomsúlyok hozzáadásával vagy az érzékelő rögzítésével egy fix aljzati horgonyhoz az átalakító elszigetelve marad a hidrodinamikai örvényleválástól.
