水聽器是水下聲學信號采集的核心傳感器，主要實現(xiàn)水下聲能向電能的轉(zhuǎn)換，是水下探測、通信、監(jiān)測及工程檢測的關(guān)鍵基礎(chǔ)器件。其工作原理以壓電效應(yīng)為核心，采用壓電陶瓷、PVDF等壓電材料作為敏感單元，當水下聲波作用于敏感元件時，材料產(chǎn)生機械形變并激發(fā)交變電荷，經(jīng)前置放大、阻抗變換與信號調(diào)理后，輸出可處理的電壓信號，完成聲信號到電信號的精準轉(zhuǎn)換。水聽器具備靈敏度高、頻響特性穩(wěn)定、水下密封性強、抗干擾性好等特點，可實現(xiàn)微弱聲學信號的可靠拾取，滿足不同水深、不同頻段的測量需求。
按結(jié)構(gòu)與工作模式，水聽器可分為矢量水聽器、標量水聽器、陣列式水聽器等類型，可根據(jù)信噪比、探測距離、定位精度等指標靈活選用。其工作嚴格依賴水下密封與壓力平衡設(shè)計，普遍采用防水灌封與耐壓殼體，可適應(yīng)淺海、深海、高壓、低噪等復雜水環(huán)境。
在應(yīng)用工況方面，水聽器覆蓋海洋監(jiān)測、水利工程、工業(yè)檢測、安防預警等多個領(lǐng)域。海洋領(lǐng)域用于水聲通信、海底地形測繪、魚類資源探測、海嘯與環(huán)境噪聲監(jiān)測;水利行業(yè)用于大壩、堤防、水下管道滲漏檢測與結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測;工業(yè)領(lǐng)域用于水下設(shè)備故障診斷、管線泄漏定位、船舶噪聲檢測;安防領(lǐng)域則用于水下入侵探測、港口與航道安全監(jiān)控。
相較于常規(guī)傳感器，水聽器對水下密封性、耐壓性、抗腐蝕性及低頻響應(yīng)要求嚴苛，可在靜態(tài)靜水、動態(tài)流場、高背景噪聲等復雜工況下穩(wěn)定工作。
作為水下聲學感知的核心設(shè)備，水聽器以可靠的聲電轉(zhuǎn)換原理與廣泛的工況適應(yīng)性，成為水下信息獲取不可或缺的關(guān)鍵裝置，為水下工程、資源勘探、安全防護與科學研究提供精準、穩(wěn)定的聲學數(shù)據(jù)支撐，在涉水領(lǐng)域具備不可替代的工程價值。
