ВМС США получат сверхдешевый гидрофон, работающий на глубине до 122 метров
Первый в мире гидрофон на основе доступного MEMS-микрофона создан в Массачусетском технологическом институте. Прибор работает на глубине до 122 метров при температуре около 4°С и сочетает в себе высокую чувствительность с компактностью и невысокой стоимостью. Его планируется использовать для нужд ВМС США, а также для научных и промышленных проектов.
Гидрофон — это подводный микрофон, преобразующий звуковые волны в электрические сигналы. Эти сигналы позволяют записывать и анализировать подводные звуки, собирая таким образом данные о подводной среде.
Микроэлектромеханические системы (МЭМС) представляют собой миниатюрные устройства размером от нескольких миллиметров до микрометров. Они используются в микрофонах, гироскопах и акселерометрах. Ни один коммерческий гидрофон еще не использовал технологию MEMS, поэтому исследователи решили посмотреть, можно ли ее применить для создания эффективного и недорогого устройства.
Первоначально команда планировала использовать более сложную микротехнологию, но она оказалась слишком дорогой. Решением стало использование доступного МЭМС-микрофона, заключенного в полимер с низкой водопроницаемостью и воздушной полостью вокруг мембраны. Потеря сигнала в корпусе компенсируется высокой чувствительностью микрофона. В результате устройство демонстрирует стабильную работу на глубине до 122 метров при температуре 4°С.
Прототип гидрофона был испытан на озере Сенека в Нью-Йорке. Устройство погружалось на разную глубину – от 33 до 122 метров и принимало сигналы разной частоты. Гидрофон их зафиксировал и передал на поверхность для анализа. Испытания подтвердили соответствие результатам лабораторных исследований и показали, что устройство работает в условиях, приближенных к реальным.
Чувствительность и соотношение сигнал/шум были всего на несколько децибел ниже, чем в самых тихих частях океана в безветренную погоду. Работоспособность устройства сохраняется даже в глубокой воде и при низких температурах.
Новый гидрофон компактен, потребляет мало энергии и стоит дешево. Эти качества делают его привлекательным для военного и коммерческого применения. Ученые уже ведут переговоры с Министерством обороны США о передаче технологии правительству и промышленности.
