王文龍 笪良龍 尹 航

(1 海軍潛艇學(xué)院 青島 266199)

(2 海洋科學(xué)與技術(shù)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室 青島 266237)

0 引言

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，深海的研究和開(kāi)發(fā)獲得了越來(lái)越多的關(guān)注，已經(jīng)成為各國(guó)競(jìng)爭(zhēng)的熱點(diǎn)領(lǐng)域，而耐壓水聽(tīng)器則是深海開(kāi)發(fā)不可缺少的設(shè)備。此外，隨著各國(guó)軍事技術(shù)的快速發(fā)展，各種水下裝備如潛艇、魚(yú)水雷、水下無(wú)人機(jī)(UUV)、水下滑翔機(jī)(UUG)、水下機(jī)器人(ROV)、潛標(biāo)等的工作深度越來(lái)越大，這些深水裝備通常需要配備能夠滿足其工作深度的耐壓水聽(tīng)器。

為了承受高靜水壓力的作用，耐壓水聽(tīng)器通常采用特殊的耐壓結(jié)構(gòu)或內(nèi)外壓力平衡設(shè)計(jì)，如釋壓或壓力補(bǔ)償結(jié)構(gòu)、充油式、溢流式結(jié)構(gòu)等。充油式和溢流式結(jié)構(gòu)理論上可承受全海深的靜態(tài)壓力，是目前耐壓水聽(tīng)器最常采用的耐壓結(jié)構(gòu)[1-3]。這兩種結(jié)構(gòu)的耐壓水聽(tīng)器一般都采用壓電陶瓷圓管作為接收換能器，這種壓電陶瓷圓管水聽(tīng)器具有結(jié)構(gòu)工藝簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，但也具有低頻開(kāi)路電壓靈敏度低的缺點(diǎn)[4]。文獻(xiàn)[5]在徑向極化壓電圓管上開(kāi)縫以提高接收靈敏度，但也使其工作頻帶大大變窄，只有10～200 Hz。如果使壓電陶瓷圓管水聽(tīng)器的接收頻段處于其諧振頻率附近，雖然能夠提高靈敏度，但其工作頻帶會(huì)嚴(yán)重受限，且靈敏度曲線平坦性會(huì)喪失。

除了壓電圓管換能器外，壓電球殼換能器也是聲壓水聽(tīng)器常用的接收換能器。壓電球殼換能器具有結(jié)構(gòu)工藝簡(jiǎn)單、靈敏度高、全向性好、工作頻帶寬等諸多優(yōu)點(diǎn)，更重要的是材料和結(jié)構(gòu)的特性決定了壓電陶瓷球殼本身便具有較高的耐壓能力，這在充油式或溢流式結(jié)構(gòu)之外為耐壓水聽(tīng)器設(shè)計(jì)提供了另一種可能，即采用空氣背襯壓電球殼作為耐壓水聽(tīng)器的接收換能器。

1 壓電球殼換能器的聲學(xué)接收特性

1.1 低頻接收靈敏度

受形狀及加工工藝限制，壓電陶瓷球殼通常只有徑向極化一種極化方式，其正負(fù)電極分別在球殼的內(nèi)外表面上。根據(jù)文獻(xiàn)[6]，對(duì)于內(nèi)半徑為a、外半徑為b的壓電球殼換能器，當(dāng)受到頻率遠(yuǎn)低于其本征頻率的聲壓p0的作用時(shí)，壓電球殼內(nèi)外電極間會(huì)產(chǎn)生電位差V。水聽(tīng)器的接收靈敏度一般用自由場(chǎng)接收靈敏度Me來(lái)表示，Me定義為水聽(tīng)器輸出端的開(kāi)路電壓與聲場(chǎng)中在水聽(tīng)器位置的自由場(chǎng)聲壓的比值，其分貝形式為自由場(chǎng)接收靈敏度。所以空氣背襯壓電球殼的低頻開(kāi)路接收電壓靈敏度Me為[6]

其中，g33和g31分別為壓電陶瓷材料徑向和切向的壓電系數(shù)。由公式(1)可見(jiàn)，對(duì)于材料一定的空氣背襯壓電球殼，其靈敏度只與球殼的內(nèi)半徑a和外半徑b有關(guān)。引入?yún)?shù)t=(b-a)/2b，則式(1)可化為[6]

易知t ∈(0，0.5)是球殼厚度與外直徑之比，t越小球殼越薄。若代入本文所用壓電材料的壓電系數(shù)g33= 25.6×10-3V·m/N、g31=-9.6×10-3V·m/N，可得出|Me/b|與t的關(guān)系曲線如圖1所示。

圖1 |Me/b|與t的關(guān)系Fig.1 Relationship between|Me/b|andt

由圖1可知，在壓電材料為本文所用材料的前提下，當(dāng)t一定，b越大，即壓電球殼外徑越大，靈敏度越高；當(dāng)b一定，t ≈0.36 時(shí)，靈敏度最小，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)避開(kāi)該點(diǎn)；當(dāng)b一定，t ＜0.36時(shí)，t越小，即壓電球殼厚度越薄，靈敏度越高。

1.2 諧振頻率

根據(jù)文獻(xiàn)[7]，對(duì)于較薄的壓電球殼換能器，其在空氣中的諧振頻率為

由式(3)可知此時(shí)薄壓電球殼的諧振頻率僅與其平均半徑ˉr以及材料的密度ρs、楊氏模量YE11和泊松比μ有關(guān)，即相當(dāng)于將其簡(jiǎn)化成了各向同性彈性材料的球殼?？梢?jiàn)在壓電材料確定的情況下，球殼的平均半徑ˉr越大，其諧振點(diǎn)越高，其工作帶寬越寬。

當(dāng)在水中時(shí)，由于壓電球殼換能器輻射阻抗增加，其諧振頻率會(huì)略低于在空氣中的諧振頻率。壓電球殼水聽(tīng)器作低頻接收時(shí)，為保證其靈敏度的平坦性，其工作頻率遠(yuǎn)離其諧振頻率，工程上一般要求其諧振頻率至少要大于其工作上限頻率的5倍。

2 壓電球殼換能器耐壓性能分析

耐壓結(jié)構(gòu)的失效形式主要包括強(qiáng)度失效、剛度失效、穩(wěn)定性失效和腐蝕失效[8]。對(duì)大深度水聽(tīng)器而言，其承受的載荷主要為外部水壓，其失效方式主要為強(qiáng)度失效和穩(wěn)定性失效。下面分別討論壓電球殼換能器的這兩種失效情況。

2.1 強(qiáng)度失效分析

強(qiáng)度失效是指容器中的最大應(yīng)力超過(guò)屈服極限后出現(xiàn)不可恢復(fù)的形變或斷裂而使容器失去承載能力的現(xiàn)象。與強(qiáng)度失效對(duì)應(yīng)的是壓電球殼換能器的最大許用壓力。根據(jù)回轉(zhuǎn)殼體的無(wú)力矩理論，在外壓p的作用下，球殼會(huì)產(chǎn)生軸向拉應(yīng)力σz和環(huán)向拉應(yīng)力σθ，且二者在數(shù)值上相等，有[8]

其中，D0為球殼外直徑，單位為mm；δ為球殼厚度，單位為mm。根據(jù)最大主應(yīng)力理論，耐壓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要滿足

其中，[σ]為許用應(yīng)力，根據(jù)我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 150.3，對(duì)材料標(biāo)準(zhǔn)常溫屈服強(qiáng)度Rel，安全系數(shù)取ns= 1.5。壓電球殼所用壓電陶瓷材料P-51 的常溫屈服強(qiáng)度Rel= 137.9 MPa，因此該材料的許用應(yīng)力[σ]=Rel/ns=91.9 MPa。將參數(shù)t代入，可得該壓電球殼換能器的最大許用壓力為易知球殼厚度與外直徑之比t越大，壓電球殼的強(qiáng)度耐壓能力越強(qiáng)。

2.2 穩(wěn)定性失效分析

穩(wěn)定性失效是指容器在外部載荷的作用下，由穩(wěn)定的平衡狀態(tài)變至另一個(gè)不穩(wěn)定的狀態(tài)，形狀發(fā)生突然改變而喪失正常工作能力的現(xiàn)象。與穩(wěn)定性失效對(duì)應(yīng)的是壓電球殼換能器的臨界失穩(wěn)許用壓力。根據(jù)小變形理論，受外力作用的球殼的臨界失穩(wěn)壓力pcr為[8]

此公式有較大誤差，因此常用較大的安全系數(shù)予以彌補(bǔ)。根據(jù)GB 150.3，穩(wěn)定安全系數(shù)取m= 14.25，所以其周向失穩(wěn)許用臨界壓力[p] =pcr/m。同樣將參數(shù)t代入，可得該壓電球殼換能器的周向失穩(wěn)許用臨界壓力為

易知在壓電材料確定的情況下，球殼厚度與外直徑之比t越大，壓電球殼的穩(wěn)定性耐壓能力越強(qiáng)。

3 有限元仿真

由上文分析知，對(duì)于壓電球殼的靈敏度和工作頻段來(lái)說(shuō)，外徑越大，厚度越薄越好；而對(duì)于其耐壓能力來(lái)說(shuō)，則是外徑越小，厚度越厚越好。即聲學(xué)性能和耐壓性能兩者是互相對(duì)立的關(guān)系。綜合考慮聲學(xué)性能和耐壓性能的要求以及球殼加工難度和成本(通常外徑越大，厚度越大，則加工難度越大，成本越高)，設(shè)計(jì)球殼的外半徑b= 15 mm，厚度δ= 3 mm。球殼所用壓電材料為P-51，其壓電系數(shù)g33= 25.6×10-3V·m/N，g31=-9.6×10-3V·m/N，密度ρs= 7600 kg/m3，楊氏模量YE11 =6.0×1010Pa，泊松比μ=0.36。

3.1 壓電球殼聲學(xué)特性仿真

為了驗(yàn)證壓電球殼換能器聲學(xué)接收特性分析的正確性，采用有限元分析的方法對(duì)其進(jìn)行建模仿真，仿真使用的軟件是COMSOL5.4。

3.1.1 接收靈敏度仿真

首先創(chuàng)建一個(gè)三維球殼結(jié)構(gòu)模型。為了簡(jiǎn)化建模幾何，加快解算速度，模型僅創(chuàng)建了1/8 個(gè)壓電球殼，并使用3 個(gè)平面對(duì)稱(chēng)約束來(lái)實(shí)現(xiàn)完整球殼。在球面坐標(biāo)中創(chuàng)建壓電材料徑向極化坐標(biāo)系，并使用壓電材料P-51 的材料參數(shù)。設(shè)定邊界載荷為外表面受到0.1 MPa 壓力，內(nèi)表面不受壓力。通過(guò)執(zhí)行頻域分析，將其作為穩(wěn)態(tài)問(wèn)題進(jìn)行求解。圖2為受到頻率為500 Hz、壓強(qiáng)為0.1 MPa 的壓力時(shí)，壓電球殼電勢(shì)分布的仿真結(jié)果。

圖2 壓電球殼電勢(shì)分布仿真結(jié)果Fig.2 Electric potential simulation result of the piezoelectric ceramic spherical shell

將壓電球殼的尺寸和材料參數(shù)代入公式(1)，可得到其受到0.1 MPa的低頻聲壓作用時(shí)的理論開(kāi)路輸出電壓為11.646 V。由圖2可見(jiàn)，此壓電球殼受到0.1 MPa@500 Hz 的聲壓作用時(shí)，其輸出電壓的仿真結(jié)果為11.632 V，與理論值吻合。此時(shí)其靈敏度為-198.7 dB@500 Hz (0 dB=1 V/μPa)。

3.1.2 諧振頻率仿真

下面同樣采用有限元仿真方法對(duì)壓電陶瓷球殼的諧振頻率進(jìn)行仿真，仿真頻段為1 Hz～200 kHz。首先將壓電球殼的材料簡(jiǎn)化成各向同性彈性材料，對(duì)其進(jìn)行掃頻分析，得到其形變的頻率響應(yīng)曲線如圖3所示。根據(jù)公式(3)推導(dǎo)壓電球殼在空氣中的諧振頻率fa為58.557 kHz，由圖3可見(jiàn)其諧振頻率仿真值為58.9 kHz，與理論值基本吻合。需要注意的是公式(3)只是針對(duì)各向同性薄球殼的簡(jiǎn)化計(jì)算，而壓電球殼材料并非各向同性，且厚度較厚，直接套用公式(3)會(huì)有一定的誤差。若將壓電陶瓷的完整參數(shù)代入，仿真得其開(kāi)路電壓靈敏度的頻率響應(yīng)曲線如圖4所示。由圖4可見(jiàn)在1 Hz～10 kHz 頻段，壓電球殼的靈敏度曲線非常平坦，靈敏度為-198.7 dB，與理論分析一致。而其諧振頻率變?yōu)?2.1 kHz，較公式(3)的計(jì)算結(jié)果稍微增大，但并不影響該公式在工程應(yīng)用上的有效性。由于無(wú)法獲取該壓電材料的相關(guān)阻尼系數(shù)，因此將模型中的柔度矩陣損耗因子和壓電矩陣損耗因子設(shè)置為0，這導(dǎo)致仿真出該壓電球殼在諧振頻率處的靈敏度為-155 dB，實(shí)際上靈敏度應(yīng)該小于該值。

圖3 各向同性球殼的形變-頻率響應(yīng)曲線仿真結(jié)果Fig.3 Deformation-frequency response simulation result of the isotropic spherical shell

圖4 壓電球殼的開(kāi)路電壓靈敏度-頻率響應(yīng)曲線仿真結(jié)果Fig.4 Sensitivity-frequency response simulation result of the piezoelectric spherical shell

3.2 壓電球殼耐壓性能仿真

第2節(jié)中的耐壓性能理論計(jì)算公式是為了方便工程應(yīng)用而總結(jié)的簡(jiǎn)化式，并且實(shí)際的壓電球殼因安裝需要會(huì)進(jìn)行開(kāi)孔，這都可能會(huì)導(dǎo)致實(shí)際耐壓能力與理論計(jì)算結(jié)果不符。為盡量準(zhǔn)確地得到壓電球殼換能器的耐壓能力，通過(guò)有限元分析軟件Workbench 分別對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜力仿真和特征值屈曲仿真。

3.2.1 結(jié)構(gòu)靜力仿真

結(jié)構(gòu)靜力仿真可以得出結(jié)構(gòu)承受載荷時(shí)結(jié)構(gòu)各處的應(yīng)力分布，因此已知材料的最大許用應(yīng)力即可仿真出其能承受的最大許用壓力。建立球殼的三維模型，并在球殼模型上設(shè)置安裝孔。將球殼采用六面體法劃分網(wǎng)格，在安裝孔內(nèi)圓柱面和下平面設(shè)置輥支撐，在壓電球殼換能器的外表面施加壓力并不斷改變壓力的大小，對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜力分析。仿真發(fā)現(xiàn)，當(dāng)外表面施加的壓力達(dá)到28 MPa時(shí)，壓電球殼最大應(yīng)力為151 MPa，其應(yīng)力分布如圖5所示(為了方便觀察內(nèi)部應(yīng)力將壓電球殼沿中線剖開(kāi)顯示)。需要注意的是最大應(yīng)力只發(fā)生在安裝孔上圓角的邊界線處，剩余其他地方的最大應(yīng)力均小于該壓電材料的安全許用應(yīng)力91.9 MPa，所以根據(jù)仿真壓電球殼的最大許用壓力可以達(dá)到28 MPa。而根據(jù)公式(6)可求得該壓電球殼換能器的最大許用壓力為36.8 MPa，可見(jiàn)球殼打孔后的耐壓強(qiáng)度低于完整球殼的理論強(qiáng)度。仿真中安裝孔處極少地方出現(xiàn)的應(yīng)力集中現(xiàn)象，超出了安全許用應(yīng)力，對(duì)壓電球殼的耐壓是否有影響還有待耐壓試驗(yàn)驗(yàn)證。

圖5 壓電球殼結(jié)構(gòu)靜力仿真結(jié)果Fig.5 Static structural simulation result of the piezoelectric spherical shell

3.2.2 特征值屈曲仿真

特征值屈曲仿真可以得到薄殼結(jié)構(gòu)的各階屈曲模態(tài)以及其對(duì)應(yīng)的臨界失穩(wěn)壓力。在壓電球殼換能器外表面施加1 MPa 的壓力，對(duì)其進(jìn)行特征值屈曲分析。仿真結(jié)果顯示，其第一階屈曲模態(tài)如圖6所示，第一階波數(shù)n= 4，符合球殼失穩(wěn)特征。第一階屈曲載荷因子為3379，故其第一階臨界載荷為3379 MPa。由于第一階為屈曲載荷的最低值，這意味著在理論上壓力達(dá)到3379 MPa 時(shí)，該壓電球殼結(jié)構(gòu)才會(huì)發(fā)生失穩(wěn)。而根據(jù)公式(7)可求得該壓電球殼換能器的周向失穩(wěn)臨界壓力為2970 MPa，與仿真結(jié)果基本符合。

圖6 壓電球殼特征值屈曲仿真結(jié)果Fig.6 Eigenvalue buckling simulation result of the piezoelectric spherical shell

有限元仿真結(jié)果表明，該壓電球殼換能器的其最大許用壓力為28 MPa，而其臨界失穩(wěn)壓力為3379 MPa，這表明當(dāng)外部壓力持續(xù)增大時(shí)，該壓電球殼換能器最先發(fā)生的是強(qiáng)度失效，也說(shuō)明其安全耐壓深度為2800 m。

4 球形耐壓水聽(tīng)器研制及性能測(cè)試

4.1 球形耐壓水聽(tīng)器研制

圖7 球形耐壓水聽(tīng)器樣品Fig.7 The spherical pressure-resistant hydrophone

本文采用徑向極化空氣背襯壓電球殼換能器作為聲學(xué)接收敏感元件，設(shè)計(jì)并制作了一種球形耐壓水聽(tīng)器。該球形耐壓水聽(tīng)器所用的壓電球殼外半徑為15 mm，球殼厚度為3 mm，球殼所用壓電陶瓷材料為P-51。壓電球殼的內(nèi)部是空腔，最外面灌封了一層透聲橡膠，起到絕緣、密封和保護(hù)的作用，透聲橡膠的厚度為3 mm。球形耐壓水聽(tīng)器的實(shí)物如圖7所示，整個(gè)水聽(tīng)器的直徑為36 mm。

4.2 球形耐壓水聽(tīng)器性能測(cè)試

4.2.1 接收靈敏度測(cè)試

將制作完成的球形耐壓水聽(tīng)器置于駐波管中，采用比較法測(cè)試其低頻開(kāi)路接收靈敏度。將球形耐壓水聽(tīng)器和標(biāo)準(zhǔn)水聽(tīng)器同時(shí)懸掛于駐波管中同一高度上，改變駐波管聲源發(fā)射頻率，同時(shí)記錄二者的輸出電壓，通過(guò)比較法得到球形耐壓水聽(tīng)器的接收靈敏度。所用駐波管只能產(chǎn)生50～1000 Hz 的合格駐波，因此本次的測(cè)量頻段為50～1000 Hz。球形耐壓水聽(tīng)器的靈敏度曲線實(shí)測(cè)結(jié)果如圖8所示。由測(cè)試結(jié)果可見(jiàn)該球形耐壓水聽(tīng)器在50～1000 Hz頻段的靈敏度約為-198.4 dB，與理論值基本吻合。在50～1000 Hz范圍內(nèi)，靈敏度起伏不超過(guò)±0.5 dB。

圖8 球形耐壓水聽(tīng)器靈敏度實(shí)測(cè)結(jié)果(50～1000 Hz)Fig.8 Sensitivity measurement result of the spherical pressure-resistant hydrophone at 50～1000 Hz

圖9 球形耐壓水聽(tīng)器靈敏度實(shí)測(cè)結(jié)果(1 kHz～10 kHz)Fig.9 Sensitivity measurement result of the spherical pressure-resistant hydrophone at 1 kHz～10 kHz

駐波管中只能完成1 kHz 以下的標(biāo)定，對(duì)于1 kHz～10 kHz 頻段，在消聲水池內(nèi)進(jìn)行了測(cè)量。將制作完成的球形耐壓水聽(tīng)器和標(biāo)準(zhǔn)水聽(tīng)器置于消聲水池同一位置，使用聲源播放不同頻率的單頻信號(hào)，同樣采用比較法來(lái)完成接收靈敏度測(cè)量。球形耐壓水聽(tīng)器在1 kHz～10 kHz的靈敏度曲線實(shí)測(cè)結(jié)果如圖9所示。由測(cè)試結(jié)果可見(jiàn)該球形耐壓水聽(tīng)器在1 kHz～10 kHz 頻段的靈敏度約為-198 dB，與理論值基本吻合。在1 kHz～10 kHz 范圍內(nèi)，靈敏度起伏不超過(guò)±1.4 dB。

4.2.2 自噪聲測(cè)試

為確保水聽(tīng)器能夠拾取微弱聲信號(hào)，需要水聽(tīng)器具有較低的等效自噪聲。將球形耐壓水聽(tīng)器置于電磁屏蔽、阻尼減振的真空罐內(nèi)，使用噪聲極低的BK-3050 信號(hào)采集卡對(duì)其進(jìn)行自噪聲測(cè)試。球形耐壓水聽(tīng)器的等效自噪聲頻譜如圖10中紅色實(shí)線所示。圖10中黑色虛線為最早研究海洋噪聲的Kundson 所總結(jié)的0 級(jí)海況海洋背景噪聲譜級(jí)線[9]。根據(jù)Kundson 曲線，0 級(jí)海況下海洋背景噪聲譜級(jí)約為44 dB@1 kHz，需要注意的是此數(shù)據(jù)為1948年的研究結(jié)果。近年來(lái)，隨著全球航運(yùn)業(yè)務(wù)快速發(fā)展，海洋背景噪聲正在逐年增大。圖10中藍(lán)色點(diǎn)劃線為2013年南中國(guó)海0 級(jí)海況背景噪聲譜級(jí)線[10]，可見(jiàn)該球形耐壓水聽(tīng)器的等效自噪聲譜級(jí)在10～1500 Hz 區(qū)間內(nèi)均低于或等于0 級(jí)海況海洋背景噪聲，在1500～5000 Hz 區(qū)間內(nèi)略微高于0 級(jí)海況海洋背景噪聲。其在1000 Hz 處的等效自噪聲譜級(jí)為46.5 dB。

圖10 球形耐壓水聽(tīng)器自噪聲譜級(jí)實(shí)測(cè)結(jié)果Fig.10 Noise Spectral measurement result of the spherical pressure-resistant hydrophone

4.2.3 耐壓性能測(cè)試

為驗(yàn)證該球形耐壓水聽(tīng)器的耐壓能力，將球形耐壓水聽(tīng)器試樣放入壓力釜內(nèi)進(jìn)行打壓測(cè)試。為確保安全，測(cè)試系統(tǒng)采用高壓水加壓。前文分析其安全耐壓能力為28 MPa，這是在1.5 倍安全系數(shù)下得到的結(jié)果，也就是說(shuō)其理論上的極限耐壓能力為42 MPa。為了兼顧安全性與易用性，這里取整到30 MPa 進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試時(shí)先加壓到30 MPa，保壓3 h，泄壓，檢查水聽(tīng)器；隨后再次加壓到30 MPa，如此重復(fù)測(cè)試3次。整個(gè)加壓過(guò)程沒(méi)有發(fā)生明顯壓降。每次加壓結(jié)束后檢查被測(cè)水聽(tīng)器，外觀無(wú)損傷，測(cè)試前后稱(chēng)重一致，然后在駐波管中對(duì)其靈敏度重新進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果顯示與打壓前的靈敏度基本一致。這證明其能夠耐受3000 m水壓。

5 結(jié)論

本文采用理論公式與有限元仿真相結(jié)合的方法，利用壓電球殼結(jié)構(gòu)和材料所具有的耐壓能力，使用徑向極化空氣背襯壓電球殼換能器作為聲學(xué)接收敏感元件，設(shè)計(jì)并制作了一種球形耐壓水聽(tīng)器。該球形耐壓水聽(tīng)器的直徑為36 mm，工作頻段為50 Hz～10 kHz，低頻靈敏度為-198.4 dB，等效自噪聲譜級(jí)為46.5 dB@1 kHz，工作深度為3000 m。本文所用的空氣背襯壓電球殼方案在靈敏度較高的情況下獲得了一定的耐壓能力，若要繼續(xù)提高其耐壓深度，就要以損失其靈敏度作為代價(jià)。這種方案所能達(dá)到的耐壓能力較為有限，若水聽(tīng)器需要獲取更大的耐壓深度(如全海深)，則選擇充油式或溢流式方案會(huì)更優(yōu)。