Гидрофон

Гидрофо'н (от гидро... и греч. phone — звук), гидроакустический звукоприёмник, Г. являются электроакустическими преобразователями и применяются в гидроакустике для прослушивания подводных сигналов и шумов, для измерительных целей, а также как составные элементы направленных приёмных гидроакустических антенн. Наиболее распространены Г., основанные на электродинамическом, пьезоэлектрическом и магнитострикционном эффектах. Электродинамические Г. по принципу действия не отличаются от воздушных электродинамических микрофонов, если не считать особенностей конструкции, связанных с изоляцией от воды.

  В пьезоэлектрическом Г. используется прямой пьезоэффект (см. Пьезоэлектричество) некоторых кристаллов (сегнетова соль, кварц, дигидрофосфат аммония, сульфат лития и т.д.), при котором переменная деформация кристалла вызывает появление переменных поверхностных электрических зарядов и соответственно переменной электродвижущей силы на электродах-обкладках. Широко пользуются пьезоэлектрическими керамическими материалами (типа керамики титаната бария, титаната-цирконата свинца и др.). Чувствительные элементы пьезоэлектрических Г. изготавливают в виде пакетов прямоугольной или цилиндрической формы.

  Магнитострикционные Г. основаны на обратном магнитострикционном эффекте (см. Магнитострикция) некоторых ферромагнитных металлов (в основном никеля и его сплавов), при котором деформация вызывает появление переменной магнитной индукции в магнитопроводе и как следствие — переменной эдс на обмотке. Чувствительные элементы Г. (сердечники) набираются, как правило, из тонких пластин для избежания потерь на токи Фуко (см. Вихревые токи).

  Г., предназначенные для измерительных целей, должны быть ненаправленными и обладать ровной частотной характеристикой во всей области исследуемых частот. Для этой цели удобно пользоваться малыми по сравнению с длиной волны полыми сферическими приёмниками из пьезокерамики, совершающими сферические симметричные колебания.

  Одна из важнейших характеристик Г. — чувствительность, представляющая собой отношение электрического напряжения к звуковому давлению в мкв/бар; она лежит в пределах от долей мкв/бар для малых (диаметром в несколько мм) керамических сферических приёмников до сотен мкв/бар для пакетов из пьезоэлектрических кристаллов. Для увеличения чувствительности (а также для устранения шунтирующего действия кабеля) пользуются Г. с предварительными усилителями, которые монтируются в одном корпусе с приёмником и вместе опускаются в воду.

  Лит.: Тюрин А. М., Сташкевич А. П.. Таранов Э. С., Основы гидроакустики, Л., 1966.

  Б. Ф. Курьянов.

Гидроформинг

Гидрофо'рминг, один из способов переработки нефтепродуктов. См. риформинг.

Гидрофтальм

Гидрофта'льм (от гидро... и греч. ophthalmos — глаз), водянка глаза, увеличение у детей глазного яблока при врождённой глаукоме.

Гидрохимия

Гидрохи'мия, наука о химическом составе природных вод и закономерностях его изменения в зависимости от химических, физических и биологических процессов, протекающих в окружающей среде. Г. как наука о химии гидросферы является частью геохимии и одновременно частью гидрологии. Г. имеет большое значение для развития ряда смежных наук: петрографии, минералогии, почвоведения, гидрогеологии, гидробиологии и др. Знание химического состава воды (определяющего её качество) необходимо для таких областей практической деятельности, как водоснабжение, орошение, рыбное хозяйство; гидрохимические сведения важны для оценки коррозии строительных материалов (бетон, металлы), для характеристик минеральных вод, при поисках полезных ископаемых (нефть, рудные месторождения, радиоактивные вещества) и т.д. Изучение химического состава воды приобретает громадное значение при борьбе с загрязнением водоёмов сточными водами. В России начало изучения Г. связано с работами М. В. Ломоносова и т. н. академическими экспедициями 18 в. Теперь изучение химического состава воды ведётся в различных научных и высших учебных заведениях, в лабораториях предприятий промышленности и транспорта, в санитарных и гигиенических учреждениях и инспекциях, в лабораториях системы водоснабжения. Особенно важны стационарные гидрохимические работы, проводимые на станциях (морских, речных, озёрных) гидрометеорологической сети Гидрометслужбы. В СССР издано большое число научных работ по Г., существует постоянный печатный орган «Гидрохимические материалы» (с 1915); в 1921 создан единственный в мире Научно-исследовательский институт гидрохимии, в соответствующих вузах читается курс Г.

  На современном этапе развития Г. можно различать следующие её разделы: 1) Формирование химического состава природных вод. Этот раздел включает изучение воды как растворителя сложного комплекса минералов земной коры и исследование химических процессов, происходящих в воде при взаимодействии с породами, почвами, организмами и атмосферой. Рассматривается растворимость веществ, встречающихся в природе, их состояние в растворе и стабильность, а также сорбционные, обменные, окислительно-восстановительные процессы и многие др. К этому разделу, весьма близкому геохимии, следует отнести общие вопросы круговорота веществ и вопросы миграции элементов в гидросфере.

  2) Химический состав и гидрохимический режим определённых видов природных вод, зависимость их изменений от физико-географических условий окружающей среды. Этот обширный раздел близко примыкает к гидрологии, и его частями являются химия рек и озёр, химия моря, химия подземных и атмосферных вод.

  Химия поверхностных вод изучает химический состав воды в реках, озёрах, искусств. водоёмах, его изменения по территории или акватории и по глубинам, сезонные суточные колебания, а также условия формирования состава в зависимости от окружающей среды. Большое значение приобретает прогнозирование химического состава водохранилищ, создаваемых в засушливых областях, и борьба с загрязнениями, вносимыми в водоёмы. Исследования соляных озёр, богатых минеральным сырьём, очень важны для химической промышленности.

  Химия моря, тесно примыкающая к океанологии, наряду с изучением солёности, биогенных веществ и растворённых газов в зависимости от гидродинамических, гидрометеорологических и гидробиологических факторов, изучает формы и содержание микроэлементов, генезис и процессы метаморфизации органических веществ, процессы взаимодействия морской воды с речной и морскими донными осадками и пр.

  Химия подземных вод включает изучение химического состава грунтовых, пластовых, артезианских, минеральных вод и вод нефтяных месторождений. Важнейшие направления здесь — формирование состава вод, процессы взаимодействия воды с окружающими породами, происходящие под высокими давлениями и часто повышенными температурами при замедленном водообмене и своеобразных микробиологических условиях. Большое значение издавна имеет изучение минеральных вод, весьма разнообразных по составу и происхождению.

  3) Методика гидрохимических исследований. Этот раздел является специальной ветвью аналитической химии, применительно к специфике анализа природных вод. В настоящее время в Г. широко применяются методы спектроскопии, хроматографии, полярографии, меченых атомов и др. физико-химические методы. Большой раздел анализа — определение компонентов загрязнений воды.