水聲換能器
水聲換能器
水聲換能器是利用晶體（石英或酒石酸鉀鈉）壓電陶瓷（鈦酸鋇和鋯鈦酸鉛等）的壓電效應或鐵鎳合金的磁致伸縮效應來進行工作的。所謂壓電效應，就是把晶體按一定方向切成薄片，並在晶體薄片上施加壓力，在它的兩端面上會分別產生正電荷和負電荷。反之在晶體薄片上施加拉伸力時，它的兩個端面上就會產生與加壓力時相反的電荷。與壓電效應相反時電致伸縮效應，即在晶體的兩個端面上施加交變電壓，晶體就會產生相應的機械變形。我們利用電致伸縮效應和壓電效應來產生和接收超聲波。
聲納發射超聲波時就把超聲波振蕩電壓加在晶體薄片的兩個端面上。於是晶體的厚度就會隨著超聲波振蕩電壓而變化，產生超聲波震動。晶體震動推動周圍的水就產生的超聲波的輻射。
超聲波傳播時遇到目標便產生反射。回波作用在水聲換能器的晶體上，由於壓電效應水聲換能器的兩個端面上便可能得到電信號。與雷達天線一樣，水聲換能器不但要發射和接收超聲波信號，而且要有尖銳的方向性，只有這樣才能測定目標的方位。聲納設備是利用很多壓電晶體組成換能器陣來獲得尖銳的方向性的。因此聲吶的水聲換能器體積較大，一般都安裝在艦船艏部的水下部分。
能把聲能和電能（或者兩種不同形式的能量）進行互相轉換的器件稱為換能器。在水聲設備中多數採用電——聲轉換；因為這種轉換方式最便於人工控制。在水下使用的換能器稱為水聲換能器。
由電子振蕩器產生電信號激發換能器產生機械振動，由此推動水介質向水中發射聲波的換能器稱為發射換能器。反之，在聲波的激勵下換能器產生振動把聲能轉變為電能的換能器稱為接收換能器或水聽器。
換能器由於用途和使用的不同而有不同的分類，這裡謹對水聲換能器許多國家均把水聲換能器划屬超聲換能器之例。
按頻率高低有低頻換能器、中頻換能器和高頻換能器之分。
此外，還可以按功率、壓力等大小進行分類。低頻換能器的頻率範圍，大體為數十赫茲到4千赫茲。
如拖曳線列陣工作頻率為數十赫到數千赫；
中頻換能器頻率範圍大體為3.5千赫到50千赫；
艦船用主動聲換能器多在此頻段範圍內；
高頻換能器頻率範圍大體為45千赫到3000千赫以上。
連續功率達到2KW以上的換能器稱為高功率換能器；
而靜水壓大於1MPα的稱為高壓力換能器；
此外還有作水聲計量用的標準發射器和標準水聽器等。