Precision Acoustics NH2000 is a 2.0 mm diameter needle hydrophone with a PVDF sensing element. Its calibrated frequency band is 0.1 MHz to 10 MHz, and it is optimised for measurements below 2 MHz. Typical probe sensitivity is 3.5 V/MPa.
Precision Acoustics NH2000 是英国 Precision Acoustics Ltd 生产的一款 2.0 mm 针式水听器（needle hydrophone），采用 28 μm 厚镀金 PVDF 压电薄膜作为敏感元件。它的标定频带为 0.1 MHz – 10 MHz（100 kHz–10 MHz），核心设计目标是 2 MHz 以下的低频高灵敏度测量；典型探头灵敏度 3.5 V/MPa。NH2000 不能单独使用，必须搭配 HP1 潜水式前置放大器 + DC Coupler 供电耦合器组成水听器系统。它主要用于低频换能器表征、治疗超声/声场声压测量，以及在信号较弱时做 10 MHz 以内的测量。
NH2000 是什么（What is the Precision Acoustics NH2000）
NH2000 属于 Precision Acoustics 的针式水听器（needle hydrophone）系列。该系列有效敏感元件直径覆盖 4.0 mm 至 0.04 mm，型号数字即代表敏感元件直径——NH2000 = 2.0 mm 直径。
PVDF 探头水听器有一条基本规律：敏感面积越大，灵敏度越高、可测声压越低，低频响应越好；但方向性越强（高频尤甚）、空间平均（spatial averaging）越明显。 NH2000 的取舍是“高灵敏度 + 低频”，因此它是整个系列里低频表现最好、灵敏度第二高的型号（仅次于 4.0 mm 的 NH4000）。
官方对它的定位原文是：a high sensitivity device optimised for applications below 2 MHz（面向 2 MHz 以下应用优化的高灵敏度探头），同时 suitable for measurements in the 100 kHz to 10 MHz range（适用于 100 kHz–10 MHz 范围测量）。它最忠实的平坦区间是 400 kHz – 6 MHz（±2 dB）。
NH2000 核心参数（Key Specifications）
下表数据来自 Precision Acoustics NH2000 技术数据表（TDS，依据 IEC 62127-3 编制）与产品页；典型灵敏度数据由英国国家物理实验室（NPL, London）标定。
| 参数 Parameter | 规格 Specification |
|---|---|
| 型号 Model | NH2000 |
| 制造商 Manufacturer | Precision Acoustics Ltd（英国） |
| 产品类型 Product type | 针式水听器 Needle hydrophone |
| 敏感元件 Active element | 2.0 mm 直径圆盘；28 μm 厚镀金 PVDF 薄膜 |
| 换能方式 Transduction | 压电转换 Piezoelectric（PVDF） |
| 水听器重量 Weight | 2.5 g（探头本体） |
| 频带 Frequency band | 0.1 MHz – 10 MHz（100 kHz–10 MHz） |
| 优化频段 Optimised for | < 2 MHz |
| 典型灵敏度 Sensitivity | 3.5 V/MPa（0.5–8 MHz 平均；≈ −229.1 dB re 1 V/µPa） |
| 个体灵敏度差异 | ±3 dB（不同探头之间） |
| 平坦度 Bandwidth | ±2 dB：0.4 – 6 MHz；±4 dB：0.1 – 10 MHz |
| 最低标定频率 | 30 kHz |
| 测量不确定度 Uncertainty | 0.1–1 MHz：9%；1–8 MHz：14%；9–15 MHz：18% |
| 系统输出阻抗 Output impedance | 50 Ω（探头电容 27 ± 4 pF） |
| 噪声等效声压 NEP | 17 Pa（由前置放大器噪声约 60 µV rms / 100 MHz 带宽决定） |
| 上限声场 Upper field | 设计用于 ≤ 10 MPa；前置放大器约 200 kPa（700 mV pk-pk）起非线性 |
| 工作 / 存储温度 | 5 °C – 50 °C（> 60 °C 可能造成永久损坏） |
| 温度灵敏度系数 | 约 +0.6 % / °C（标定温度 19–25 °C） |
| 耐水浸 Immersion | 可完全浸没，耐受 2 m 水柱静压 |
| 使用朝向 Orientation | 针尖正对声源方向 |
| 所需配套 System | 水听器 + HP1 潜水式前置放大器 + DC Coupler（含电源） |
关于动态下限的说明：表中 17 Pa 为噪声等效声压（NEP），指受前置放大器噪声限制、水听器理论上可分辨的最小声压，是探头/系统本身的指标。而实际测量下限还会受数据采集设备分辨率影响——例如示波器若最小分辨率为 0.5 mV，按 3.5 V/MPa 换算，其可显示的最小信号约为 143 Pa。两者不是同一概念：NEP 是噪声底限，采集分辨率是仪器显示极限。
特点（Key Features）
- 低频高灵敏度：典型 3.5 V/MPa，是检测低频微弱声场的理想选择。
- 宽频带覆盖：0.1 MHz – 10 MHz；±2 dB 平坦区 0.4 – 6 MHz，覆盖诊断与治疗超声常见低频段。
- PVDF 薄膜敏感元件：28 μm 镀金 PVDF，脉冲响应快、波形保真度高。
- 系统化配套：与 HP1 潜水式前置放大器、DC Coupler 完全兼容，可组成完整水听器系统。
- 逐支校准：每支探头单独标定，可提供可溯源（NPL）校准数据。
- 可定制：可按需求提供直角弯头、侧向探测等特殊结构定制（具体以原厂确认为准）。
适用与不适用场景（Applications）
适合做什么
- 2 MHz 以下低频声场测量：低频换能器表征（transducer characterisation）是它的主场。
- 500 kHz – 1 MHz 应用：例如低频神经调控（neuromodulation）阵列、低频治疗超声的声压/声场测量。
- 需要高灵敏度的弱信号测量：在较高频率但信号很弱时可用（需注意方向性与空间平均影响）。
- 按 IEC 62127 系列做的超声声场表征：TDS 即按 IEC 62127-3 编制，灵敏度可溯源至 NPL。
- 医用超声诊断探头表征与 HIFU 声场检测：用于声场分布测量与设备声压验证。
- 需要到 10 MPa 的较高声压场：设计声场上限 10 MPa；更高需加在线衰减器。
不适合 / 需谨慎的场景
- 20 MHz 以上高频场：2.0 mm 孔径空间平均严重、方向性强，应选 NH0200（0.2 mm）或 NH0075（0.075 mm）。
- 10 MHz 处于量程边缘：可以测，但仅保证在 ±4 dB 平坦度内，需谨慎解读。
- 需要高空间分辨率 / 最小空间平均：应选更小孔径型号。
- 超过 10 MPa 的强场：有损坏风险，须先咨询供应商或加衰减器。
- 高压但未加衰减：前置放大器约 200 kPa 就会非线性，需加 20 dB 衰减器。
配套附件与系统组成（Accessories）
- HP1 潜水式前置放大器：针式水听器必需，提供阻抗缓冲与约 8 dB 增益。
- DC Coupler 供电耦合器：为前置放大器供电。
- Booster Amplifier（增强放大器）：弱信号场景可选，增益 > 25 dB，带宽 50 kHz – 125 MHz。
- 在线衰减器（Attenuator）：高压场（> 约 200 kPa）防止前置放大器饱和，衰减 20 dB ± 3 dB。
- 水听器支架 / L 型支架：用于把敏感元件精确置于旋转中心。
- 测量端需 50 Ω 端接。
如何选型（How to Choose）
- 如果最低测量频率在 1 MHz 以下，且需要高灵敏度 → 优先考虑 NH2000。
- 如果测量主要在 1 MHz 以上、追求宽带宽与更好方向性 → 选 NH1000 / NH0500 / NH0200。
- 如果既要覆盖 500 kHz，又要覆盖到 10 MHz（甚至更高） → 单支探头很难同时最优，通常需要组合或明确取舍（见对比表）。
- 如果信号极弱（低频治疗超声、微弱声场） → NH2000 的高灵敏度是优势。
NH2000 vs NH0200：频率范围、灵敏度与适用场景对比
结论先说：NH2000（2.0 mm）面向 2 MHz 以下的低频高灵敏度测量，±4 dB 覆盖 0.1–10 MHz；NH0200（0.2 mm）面向 高频宽带、最小空间平均，±4 dB 覆盖 1–35 MHz。两者不是替代关系，而是低频 / 高频两端的分工。
| 对比项 | NH2000（2.0 mm） | NH0200（0.2 mm） |
|---|---|---|
| 敏感元件直径 | 2.0 mm | 0.2 mm |
| 典型灵敏度 | 3.5 V/MPa（0.5–8 MHz） | 55 mV/MPa（2–12 MHz） |
| ±2 dB 带宽 | 0.4 – 6 MHz | 5 – 25 MHz |
| ±4 dB 带宽 | 0.1 – 10 MHz | 1 – 35 MHz |
| 主要优势 | 低频高灵敏度、可测极弱信号 | 方向性宽、空间平均最小、高频性能好 |
| 主要代价 | 方向性强、空间平均明显，高频误差大 | 灵敏度低约 60 倍，低频响应差 |
| 典型应用 | 低频换能器表征、500 kHz–1 MHz 神经调控/治疗超声声场 | 诊断超声、HIFU 高频声场、需高空间分辨率测量 |
| 推荐频率 | < 2 MHz 为主，可用至 10 MHz（降级） | 1 MHz 以上，典型 2–12 MHz |
常见问题（FAQ）
NH2000 能测 10 MHz 超声吗？
可以，但 10 MHz 是其量程边缘。官方频带为 0.1–10 MHz，±4 dB 平坦度上限正好是 10 MHz，±2 dB 上限只有 6 MHz。在 10 MHz 时，2.0 mm 大孔径会带来明显的方向性收窄与空间平均误差，读数需谨慎解读。如果主要工作是 10 MHz 以上、且需要准确空间分布，应选 NH0200。
NH2000 的频率范围到底是多少？
标定频带 0.1 MHz – 10 MHz（即 100 kHz–10 MHz），最低标定频率 30 kHz。其中 ±2 dB 平坦区为 400 kHz – 6 MHz，是它最忠实的工作区间。
NH2000 的灵敏度是多少？
典型探头灵敏度 3.5 V/MPa（0.5–8 MHz 平均，约 −229.1 dB re 1 V/µPa），个体差异约 ±3 dB。这是水听器系统（含 HP1 前置放大器、50 Ω 端接）的端接灵敏度。
NH2000 需要配什么附件？
必须配 HP1 潜水式前置放大器（提供约 8 dB 增益、50 Ω 阻抗缓冲）+ DC Coupler 供电耦合器。高压场（> 约 200 kPa）建议加 20 dB 在线衰减器以防前置放大器饱和；测量端需 50 Ω 端接。
NH2000 最大能测多大声压？
探头设计声场上限 10 MPa（超过此值损坏风险升高；该系列历史上曾用于 > 50 MPa 场）。但在约 200 kPa 以上，前置放大器会先出现非线性，此时应加在线衰减器。
NH2000 的噪声等效声压是多少？
噪声等效声压（NEP）约 17 Pa，这是受前置放大器噪声限制的理论最小可测声压。实际测量下限还取决于数据采集设备的分辨率，例如示波器 0.5 mV 分辨率对应约 143 Pa 的最小可显示信号。
需要多久标定一次？
做绝对声压测量的针式水听器建议至少每 12 个月标定一次，并每月用参考源核查一次，以便更早发现灵敏度漂移。
NH2000 能用在别的液体里吗？
可以用于蓖麻油、矿物油等液体，但标定是在水中完成的，换介质会改变声阻抗负载并影响灵敏度。禁止使用浓酸、浓碱和强有机溶剂（如醛类、酮类、DMC、DMF）。
资料来源（Source / References）
- Precision Acoustics Ltd — 2.0 mm needle hydrophone 官方产品页
- Precision Acoustics Ltd — NH2000 技术数据表（TDS V1 0222，PDF）
- Precision Acoustics Ltd — Hydrophone Product Selector（PDF）
- 标准：IEC 62127-1 / -3；IEC 61157；JCGM 100:2008。
Prepared by: One Hammer Technology (Shanghai) Co., Ltd.
Last updated: 2026 年 9 月
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