在聲學(xué)檢測與水聲工程領(lǐng)域，水聽器與換能器是兩類核心器件，二者存在包含與被包含的從屬關(guān)系，并在功能定位、工作模式及技術(shù)參數(shù)上差異顯著，共同支撐水下聲學(xué)信號的發(fā)射與接收鏈路。
一、定義與核心功能邊界
換能器是能量轉(zhuǎn)換的通用器件，核心是實現(xiàn)電能與聲能的雙向轉(zhuǎn)換，可分為發(fā)射型、接收型和收發(fā)一體型，廣泛應(yīng)用于超聲檢測、水聲探測等場景，是聲學(xué)系統(tǒng)的基礎(chǔ)執(zhí)行單元。水聽器則是換能器的一個特殊子類，特指水下專用的接收型換能器，僅負責(zé)將水中聲壓信號轉(zhuǎn)換為電信號，不具備主動發(fā)射聲波的能力，等效于水下的“麥克風(fēng)”，專注于被動接收聲場信息。
二、工作原理與性能側(cè)重
二者均以壓電效應(yīng)或磁致伸縮效應(yīng)為核心，但性能設(shè)計方向完全不同。換能器在發(fā)射模式下，通過逆壓電效應(yīng)將電脈沖轉(zhuǎn)化為高強度聲波，強調(diào)大功率、高效率的能量輻射能力;接收模式下則通過正壓電效應(yīng)接收回波，兼顧靈敏度與帶寬平衡。水聽器僅需完成聲 - 電轉(zhuǎn)換，設(shè)計上以超高靈敏度為核心，可捕捉μPa級的微弱聲壓信號，頻響寬且噪聲低，常搭配前置放大器提升信號信噪比，避免信號失真。
三、應(yīng)用場景與結(jié)構(gòu)設(shè)計差異
換能器適配主動探測場景，如聲吶系統(tǒng)的目標定位、超聲檢測的缺陷成像，其結(jié)構(gòu)需兼顧發(fā)射功率與接收效率，常見收發(fā)一體陣元設(shè)計。水聽器多用于被動監(jiān)測，如海洋環(huán)境噪聲采集、水下目標聲信號偵聽等，結(jié)構(gòu)上注重防水密封性與聲學(xué)匹配，常采用壓電陶瓷、光纖等敏感材料，部分矢量水聽器還可同時測量聲壓與質(zhì)點振速，實現(xiàn)聲源定向。
四、關(guān)鍵參數(shù)與校準要求
換能器的核心參數(shù)包括發(fā)射功率、電聲效率、指向性等，需按收發(fā)雙向性能校準;水聽器則重點關(guān)注接收靈敏度、等效噪聲壓級、頻率響應(yīng)等，校準以聲壓 - 電壓轉(zhuǎn)換精度為核心，確保微弱信號的精準捕捉。
總之，水聽器是換能器在水下接收場景的專用形態(tài)，二者的核心差異在于功能專一性與性能側(cè)重點的不同，共同構(gòu)成水下聲學(xué)探測的完整技術(shù)體系。
