DE1283127B

DE1283127B - Unterwassermikrophonanordnung

Info

Publication number: DE1283127B
Application number: DES89397A
Authority: DE
Original assignee: Electronique Appliquee SA
Current assignee: Electronique Appliquee SA
Priority date: 1963-02-05
Filing date: 1964-01-31
Publication date: 1968-11-14
Also published as: GB993830A; FR1355675A; US3284760A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

GlOk

Deutsche Kl.: 74 d-6/06

Nummer: 1283 127

Aktenzeichen: P 12 83 127.5-35 (S 89397)

Anmeldetag: 31. Januar 1964

Auslegetag: 14. November 1968

Anmelder:

Societe Anonyme l'Electronique Appliques, Paris

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. Prinz, Dr. rer. nat. G. Hauser
und Dipl.-Ing. G. Leiser, Patentanwälte,
8000 München-Pasing, Ernsbergerstr. 19

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 5. Februar 1963 (923 762)

Die Erfindung bezieht sich auf eine Unterwasser- Unterwassermikrophonanordnung

mikrophonanordnung mit mehreren entlang einem

Kabel zu einer Kette aneinandergereihten Hydropho-

nen, von denen jedes einen koaxial zu der Kette liegenden Hohlzylinder aus piezoelektrischem Mate- 5 rial enthält, der auf der Außenseite und auf der Innenseite mit Elektroden versehen ist.

Es sind bereits Hydrophone bekannt, die einen
Hohlzylinder aus piezoelektrischem Material enthalten, der auf der Außenseite und auf der Innenseite io
mit Elektroden versehen ist. Ein bekanntes Hydrophon dieser Art ist zur Verwendung für sich allein,
also nicht in einer Kette bestimmt und soll bei Resonanz arbeiten, wobei die Resonanzfrequenz durch
die Dicke des Hohlzylinders bestimmt ist. Aus diesem 15
Grund weist der Hohlzylinder auch eine wesentlich
größere Dicke als bei anderen bekannten Hydro- ·

phonen auf. Dieser Hohlzylinder ist zwischen zwei *

starre Metallplatten fest eingeklemmt. Diese Metall- gleich. Sie weisen piezoelektrische Hohlzylinder auf, platte ist zwar von den Stirnseiten des Hohlzylinders 20 an deren Stirnseiten Metallplatten anliegen, welche durch Gummiringe isoliert, die zugleich die Abdich- die Schallwellen übertragen.

tung gewährleisten sollen. Infolge des starken An- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

preßdrucks kann aber nicht verhindert werden, daß Unterwassermikrophonanordnung zu schaffen, die von den starren Metallscheiben Schallwellen auch aus mehreren entlang einem Kabel zu einer Kette auf die Stirnseite des Hohlzylinders übertragen wer- 25 aneinandergereihten Hydrophonen besteht und eine den. Deshalb kann mit diesem Hydrophon keine aus- ausgeprägte Richtwirkung aufweist,
geprägte Richtwirkung erzielt werden. Infolge des Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht,

starren Aufbaus der beiden Scheiben ist auch kein daß der Hohlzylinder zwischen zwei an seinen beiden inneres Versteifungsglied vorgesehen, sondern die Stirnseiten anliegenden Scheiben aus einem Schall-Versteifung wird durch den piezoelektrischen Hohl- 30 wellen nicht übertragenden plastischen Material gezylinder selbst bewirkt, gegen welchen die beiden halten ist, daß die beiden Scheiben auf scheibenstarren Metallscheiben mittels einer Zugschraube an- förmigen Flanschen eines im Inneren des Hohlzylingepreßt sind. ders ohne Berührung mit diesem angeordneten Ver-

Bei einem anderen bekannten Hydrophon ist der steifungsglied aufliegen, daß die Außenseite des Hohlpiezoelektrische Hohlzylinder einfach durch Gummi- 35 Zylinders von einem mit den beiden Scheiben dicht pfropfen gegen das Eindringen von Wasser verschlos- verbundenen Mantel umgeben ist, und daß die Länge sen. Diese Gummipfropfen übernehmen keine Haltewirkung, und es ist auch kein inneres Versteifungsglied vorgesehen. Ein solches Hydrophon wäre daher
für den Zusammenbau zu einer Kette nicht geeignet. 40

Bei einem weiteren bekannten Einzel-Hydrophon wird eine Richtwirkung dadurch erzielt, daß eine piezoelektrische Platte zwischen zwei Teile aus Gummi oder einem ähnlichen Material eingefügt ist,

die in einem Metallgehäuse sitzen. Das eine Gummi- 45 einzelne Hydrophon ist so aufgebaut, daß jede Überteil bildet ein Fenster für die Übertragung der Schall- tragung von Schallwellen auf die Stirnseiten des wellen. Auch ein solches Hydrophon wäre nicht für piezoelektrischen Zylinders mit Sicherheit verhindert den Zusammenbau zu einer Kette geeignet. wird. Dies wird dadurch erreicht, daß der Hohl-

Es ist andererseits bekannt, mehrere Hydrophone zylinder zwischen zwei an seinen beiden Stirnseiten entlang einem Kabel zu einer Kette aneinanderzu- 50 anliegenden Scheiben aus einem Schallwellen nicht reihen. Bei diesen bekannten Kettenanordnungen sind übertragenden plastischen Material gehalten ist. Diese alle Hydrophone untereinander möglichst genau Scheiben können dadurch sehr weich und biegsam

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der Hohlzylinder der zur Kette aneinandergereihten Hydrophone von der Mitte nach beiden Seiten abnimmt.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung der gestellten Aufgabe wirken zwei Maßnahmen zusammen: Ein besonderer Aufbau jedes der aneinandergereihten Hydrophone und eine unterschiedliche Bemessung der verschiedenen Hydrophone in der Kette. Jedes

Claims

ό 4

gehalten werden, daß sie von einem inneren Ver- sehen, welche das Kabel 1 umschließen, damit das steifungsglied gestützt werden, das jedoch nicht in Element an diesen Stellen abgedichtet wird und Berührung mit dem Hohlzylinder steht. Der piezo- gleichzeitig im Zusammenwirken mit dem Versteielektrische Zylinder selbst braucht also keine mecha- fungsglied 10 die Auswirkungen der auf das Kabel nischen Kräfte aufzunehmen. Er wird durch einen 5 beim Auslegen der Anordnung ausgeübten Zugkräfte mit den beiden Scheiben dicht verbundenen äußeren gedämpft werden. Der auf die Schwingungen anMantel in der richtigen Lage gehalten und zugleich sprechende Zylinder 10 wird zwischen diesen Scheigegen das Eindringen von Wasser abgedichtet. Auf ben eingeklemmt gehalten. Er steht daher nicht in Grund dieses Aufbaus und der unterschiedlichen Berührung mit den Flanschen der Spule, so daß die Bemessung der Länge der Hohlzylinder der zu einer io an der Oberseite und der Unterseite des Elements Kette aneinandergereihten Hydrophone ist es dann ankommenden Druckwellen über diese Flansche möglich, eine ausgeprägte Richtwirkung der ganzen nicht auf den Zylinder 10 übertragen werden. GeAnordnung zu erzielen, die insbesondere zur Folge gebenenfalls können in den Scheiben 13 und 23 kreishat, daß die Unterwassermikrophonanordnung auf runde Rippen 14 bzw. 24 angebracht werden, damit die Bodenechos und Oberflächenechos der aufzu- 15 die Lage des Zylinders 10 für den Zusammenbau befangenden Geräusche nicht merklich ansprechen. stimmt wird, wobei diese Rippen aber vorzugsweise Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nicht mit der Innenwand am oberen und unteren Zeichnung dargestellt. Darin zeigt Rand des Zylinders in Berührung kommen. Ein F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Unter- weicher zylindrischer Mantel 12, der mit ringförmiwassermikrophonanordnung nach der Erfindung, 20 gen Rändern 27 versehen ist, wird gegen die Außen-F i g. 2 eine Ausführungsform eines Hydrophons Seite des Zylinders 10 angelegt und bewirkt in Verder Anordnung von F i g. 1 und bindung mit den ringförmigen Schultern der Teile 13 F i g. 3 eine andere Auführungsform eines Hydro- und 23 zugleich die feste Verbindung der Teile und phons der Anordnung von Fig. 1. die Abdichtung des Elements an diesen Stellen. Die in Fig. 1 gezeigte Unterwassermikrophon- 25 Dieser Mantel kann ebenfalls aus einem plastischen anordnung besteht aus einer Kette von Hydrophonen Material, wie Gummi od. dgl., bestehen, aber durch 2, 3, 4, die entlang einem Kabel 1 in bestimmter Weise sein enges Anliegen an der Außenseite des Zylinders verteilt und derart unterschiedlich ausgeführt sind, 10 werden die Druckwellen ohne merkliche Dämpdaß sie einen sich beispielsweise nach dem Gesetz fung auf den Zylinder übertragen,
von Tchebyscheff ändernden Einfluß ausüben, 30 Bei der in Fig. 3 dargestellten anderen Ausfühder zur Folge hat, daß das Strahlungsdiagramm keine rungsform erfolgt die Umhüllung des Elements direkt merklichen vertikalen Keulen aufweist. Bei dem dar- durch die Haltescheiben für den schwingungsempgestellten Beispiel sind sechs Hydrophone in drei findlichen Zylinder. Zu diesem Zweck sind diese Paaren 2,2; 3,3 und 4,4 vorgesehen, wobei die beiden Scheiben mit Seitenwänden versehen, welche die Hydrophone jedes Paares einander gleich und symme- 35 gleiche Höhe wie der Zylinder haben und an den irisch zu der Ebene angeordnet sind, die senkrecht Enden mit Klemmrändern versehen sind. Die Scheibe zum Mittelpunkt der Kette steht. Die Hydrophone 2 33, die wieder mit einer Ansatzbuchse 35 ausgestattet sind am größten und die Hydrophone 4 am kleinsten ist, ist mit einer Seitenwand 32 geformt, welche in bemessen, damit ein Strahlungsmaximum in dieser dem ringförmigen Rand 34 endet, während die Ebene erhalten wird. 40 Scheibe 43, die wieder mit einer Ansatzbuchse 45 Zwei Ausführungsbeispiele eines der Hydrophone ausgestattet ist, mit einer Seitenwand 42 geformt ist, 2, 3, 4 sind in F i g. 2 und 3 im Längsschnitt dar- die in dem ringförmigen Rand 44 endet. Die gegengestellt. Das Hydrophon enthält einen piezoelektri- seitigen Abmessungen sind so gewählt, daß nach dem sehen Zylinder 10, dessen Höhe den das gewünschte Einsetzen des Versteifungsglieds 16 und des piezo-Strahlungsdiagramm bestimmenden unterschiedlichen 45 elektrischen Zylinders 10 in das Halbgehäuse 43 nur Einfluß der Hydrophone ergibt. Im Inneren des noch das Halbgehäuse 33 aufgesteckt zu werden Zylinders 10 ist ein Versteifungsglied 16 angeordnet, braucht, damit die Innenteile endgültig festgehalten das die Form einer Spule mit Flanschen hat, deren werden und das Gehäuse vollständig abgedichtet ist. Außendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser Die Wände 32 und 42 liegen eng aneinander und an des Zylinders 10 ist. Ein Ausschnitt 20 ermöglicht 50 der Außenseite des Zylinders 10 an, welche der Höhe das Spleißen des Hydrophonkabels 1, damit An- nach zwischen den Teilen 43 und 44 eingeklemmt ist, Schlüsse 17 usw. zu Klemmen 26 usw. hergestellt wer- sobald er eingesetzt ist. Daher können die in F i g. 2 den können, von denen Litzen 18 und 19 ausgehen, dargestellten Rippen 14 und 24 entfallen; sie können die an den Elektroden 21 und 22 angelötet sind, die jedoch, falls erwünscht, an den Teilen 33 und 43 beispielsweise aus Metallisierungen bestehen, welche 55 auch beibehalten werden,
auf die Innenwand und die Außenwand des Zylinders
10 aufgebracht sind. Patentansprüche:

Das Versteifungsglied 16 kann aus zwei Stücken

bestehen, die entlang einer vertikalen Ebene zusam- 1. Unterwassermikrophonanordnung mit meh-

mengefügt sind, damit das Kabel eingeklemmt wird, 60 reren entlang einem Kabel zu einer Kette anein-

wodurch die schädlichen Auswirkungen der auf das andergereihten Hydrophonen, von denen jedes

Kabel ausgeübten Zugkräfte beseitigt oder herab- einen koaxial zu der Kette liegenden Hohlzylinder

gesetzt und der Zusammenbau erleichtert werden. aus piezoelektrischem Material enthält, der auf

Aus F i g. 2 ist zu erkennen, daß an die Außen- der Außenseite und auf der Innenseite mit Elek-

seiten der Flansche der Spule 16 zwei runde Schei- 65 troden versehen ist, dadurchgekennzeich-

ben 13 und 23 aus einem plastischen Material, bei- net, daß der Hohlzylinder (10) zwischen zwei

spielsweise Gummi od. dgl., angelegt sind. Diese an seinen beiden Stirnseiten anliegenden Scheiben

Scheiben sind mit Ansatzbuchsen 15 und 25 ver- (13, 23; 33, 43) aus einem Schallwellen nicht

übertragenden plastischen Material gehalten ist, daß die beiden Scheiben (13, 23; 33, 43) auf scheibenförmigen Flanschen eines im Inneren des Hohlzylinders (10) ohne Berührung mit diesem angeordneten Versteifungsglied (16) aufliegen, daß die Außenseite des Hohlzylinders (10) von einem mit den beiden Scheiben (13, 23; 33, 43) dicht verbundenen Mantel (12; 32, 34, 42, 44) umgeben ist, und daß die Länge der Hohlzylinder (10) der zur Kette aneinandergereihten Hydro- ίο phone (2, 3,4) von der Mitte nach beiden Seiten abnimmt.

2. Unterwassermikrophonanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die beiden Scheiben (13,23; 33,43) koaxial nach außen ragende Buchsen (15, 25; 35, 45) zur dichten Durchführung des Kabels (1) angeformt sind.

3. Unterwassermikrophonanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Versteifungsglied (16) koaxial zum Hohlzylinder (10) liegt und einen Ausschnitt (20) aufweist, durch den die Verbindung (18,19) zwischen dem Kabel (1) und den Anschlußklemmen der Elektroden (21, 22) des Hohlzylinders (10) geführt sind, und daß das Kabel (1) durch das Versteifungsglied (16) verläuft.

4. Unterwassermikrophonanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (12) ein von den Scheiben (13, 23) getrenntes Teil ist.

5. Unterwassermikrophonanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (32, 42) als Doppelmantel aus zwei auf der Außenseite des Hohlzylinders (10) übereinanderliegenden Teilen gebildet ist, von denen jedes eine Verlängerung einer der beiden Scheiben (33, 43) darstellt, und daß jedes dieser Teile mit einem Rand (34, 44) versehen ist, der mit dem anderen Teil zusammenwirkt.

6. Unterwassermikrophonanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Scheibe (13, 23) eine innere ringförmige Rippe (14, 24) aufweist, deren Durchmesser etwas kleiner als der Innendurchmesser des Hohlzylinders (10) ist.

7. Unterwassermikrophonanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Versteifungsglied (16) aus zwei entlang einer Diametralebene zusammengefügten Teilen besteht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1 247 068;
USA.-Patentschriften Nr. 2 618 698, 2 708 742,
864 073, 2 928 068.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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