DE1548376A1

DE1548376A1 - Hydrophon fuer seismische Seemessungen

Info

Publication number: DE1548376A1
Application number: DE19661548376
Authority: DE
Inventors: Bartels Dipl-Ing Erwin; Werner Voigt
Original assignee: PRAKLA GmbH
Current assignee: PRAKLA GmbH
Priority date: 1966-02-12
Filing date: 1966-02-12
Publication date: 1970-05-21

Description

Hydrophone für seismische Seemessungen Die Erfindung betrifft ein Hydrophon für seismische Seemessungen, insbesondere zur Verwendung als Druckempfänger in sogenannten Streamern.
Es ist bereits bekannt, bei seismischen Seemessungen auf der ganzen Länge in vorbestimmter Tiefe gehaltene MeBkabel zu verwenden, die ausser einem Zugseil auch die AnschluBleitungen der einzelnen mit Hydrophonen besetzten Empfangskanäle sowie die Hydrophone selbst enthalten. Diese Kabel sind mit einer ölfüllung versehen, die zugleich die Xörperschallübertragung auf die Hydrophone bewirkt.
Bei der Benutztmg der bisher bekannten Hydrophone, insbesondere der magnetostriktiven oder piezoelektrischen hat es sich als ein erheblicher Nachteil erwiesen, daß derartige Hydrophone stets ein festes mechanisches Gebilde (Zylinderringe usw.) darstellen, das sowohl bei Biegungen des Meßkabels einen steifen Bereich ergibtals auch gegen die bei Seemessungen unvermeidlichen Druckbelastungen, z. B. beim oberlaufen von Rollen, empfindlich ist, Dadurch werden laufend langwierige Reparaturen erforderlich, die oft die wertvollsten Stunden eines Arbeitstages aufzehren.
Die Erfindung dtellt sich die Aufgabe, die genannten Nachteile der Hydrophone zu vermeiden und insbesondere die derstellung wesentlich zu vereinfachen und zu verbilligen. Dies wird dadurch erreicht, da# das Hydrophon aus biesamen elektrisch leitenden B elegungen besteht, zwischen denen sich ein pastenförmiges piezoelektrisches Maberial befindet, wobei durch eine dünne, elektrisch isolierende Zwischenlage eine gegenseitige Ee der @rang der Belegungen verbindert wird.
@ vorteilhaft wird als elektrisch isolierende Z wischenlage ein Netz aus in den Ereuzungspunkten miteinander verschweißten feinsten Nylonfäden verwandt, da durch den dadurch möglichen geringen Abstand der beiden z.B. durch Aufdampfen eines Metallniederschlages auf Kunststofffolie hergestellten. Belege eine besonders hohe Kapazität des Hydrophones. Dadurch bleibt der niedrige Ausgangswiderstand von beispielsweise wenigen hundert Ohm für die mit einer Spur verbundenen Wandler auch zur unteren Grenze des seismischen Frequenzbandes wirksam.
Das Hydrophon kann als ebener rechteckiger flacher Beutel durch VerschmeiBung der Ränder entsprechander Kunstfolien aufgebaut sein, wobei das Abstandsnetz in die Ränder mit eingesiegelt ist und die zu zwei Anschlüssen herausgefiihrten Belegungen als aufgedampfte/Metallschichten bis nahe an die Rader heranreichen. Fin solcher flacher Beutel kann im Meßkabel z. B. zylinderförmig eingelegt sein. Es ist auch möglichdas Hydrophon aus zwei konzentrisch ineinander liegenden Folienschläuchen aufzubauen, deren den inneren Ringraum begrenzende Flächen metallisiert sind und ein schlauchförmiges Abstandsnetz i an mit pastenförmigen piezoelektrischen Material gefüllten Ringraum eingelegt ist. Durch Versiegeln von quer durch den Schlauch geführten Trennstellen können zylinderförmige Hydrophone beliebiger Länge herOestellt werden.
Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der Darstellung zweier Ausführungsbeispiele in den beigefügten Zeichnungen nocher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 eine auseinandergezogen gezeichnete perspektivische Ansicht eines rechtckigen Hydrophones und Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein schlauchfumiges Hydrophon.
Pas in der Figur 1 dargestellte rechteckige Hydrophon besteht aus zwei Folien 1 une 3,die die Aussenflächen desselben bilden. Zwischen den Folien 1 und 3 befindet sich ein Abstandsnetz2, das aus unststoffasern hoher Feinheit, beispielsweise 20 den. aufgebaut ist. Zur Unterbindung einer Verschiebung der Kreusungspankte sind diese durch Knotung, Schweißung, Klebung und anderen an sich bekannten Festhaltemitteln festgelegt. Die lnnenseiten der Folien l und 3 sind mit einer dolmen metallenen oder sonstigen elektrisch leitenden Auflage 4 versehen, die in an sich von Kondensatoren und anderen Bauelementen bekannter Weise mit je einem nicht dargestellten Anschlußdraht versehen sind.
Bei der Herstellung wird zunächst eine Verklebung der von der Metallfolie freien Randstreifen der Foli. en 1 u. 3 vorgenommen, wobei das Abstandsnetz 2 in den Randstreifen mit eingesiegelt wird und noch eine Einfülloffnung für die pastenförmige elektrostriktive oder piezoelektrische Taste verbleibt. Nach dem Einfüllen wird durch zwei im geringen Abstand sich parallel gegeniiberliegende Abstreifer oder malien die überschüssige Paste und Luft ausgetrieben, so daß das Hydrophon nahezu blattförmig ist. Zur endgültigen Verwendung kann das so aufgebaute Hydrophon in nahezu@beliebge Formen gebracht werden, die gegen Verformunger weitgehend wnempfindlich sind.
Bei dem zylinderförmigen Hydrophon nach Fi. 2 sindzwei schlauchformige Kunststoffolien 5 und 7 konzentrisch ineinandergelegt und liegen auf der lnnen-bzw. Aussenfläche eines ebenfalls schlauchförmigen Abstandsnetzes 6, das hinsichtlich des feineren Aufbaues dem Netz 2 entspricht.
Die von den metellischen Belegungen frein Randstreifen der Folien 5 und 7 sind unter Zwischenlage der Ränder des Netzes 6 miteinander verbu. nden und bilden die Ränder 9 des Hydrophones. ln dem durch die Folien 5 und 7 gebildeten Schlauch ist pastenförmiges elektrostriktives Material ein-. jebracht.
Zur Ausrichtung der elektrostriktiven Elemente der Paste 8 wird ein Gleichspannungssto# an die Belegungen 4 gelegt, d@ von verhältnismä#ig geringem absoluten Betrage sein kans) da infolge des geringen Abstandes von wenigen B zwischen den Belegungen 4 schon bei geringer Spannung eine zur Ausrichtung gentigende elektrische Feldstärke entsteht. Es genügt, die Ausrichtung-je nach der Viskosität des Materiales- in mehr oder weniger großen zeitlichen Abständen zu wiederholen.
Die dargestellten Hydrophone können infolge der Biegsamkeit bis zu ai g so groBen Dimensionen hergestellt werden, daB sich Kapazitäten bis zur Großenordnung von S ergeben.

Claims

Patentansprüche 1. Hydrophon für seismische Messungen, dadurch gekenn-Zeichnet, da# sich zwischen zwei elektrisch leitenden biegsamen Folien (4, 1,3,5,7) ein pastenförmiges piezoelektrisches oder elektrostriktives Material (8) befindet und durch eine dünne elektrisch isolierende F. wischenlage (2, 6) eine gegenseitige Berührung der Belegungen verhindert wird.
2. Hydrophon nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, , da# die elektrisch isolierende Zwischenlage (2, 6) aus eiaem Netz von Kunststoffäden besteht,
3. Hydrophon nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Xunststoffasern des Netzes an den Knotenpunkten gegenseitig festgelegt sind.
4. Hydrophon nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, da# die elektrisch leitenden biegsamen Folien aus aufgedampften Belegungen (4) von Ku@ststoffolien (1, 3, 5, 7) bestehen.
5. Hydrophon nach einem der vorangehenden AnsprAche, dadurch gekennzeichnet, da# die Folien (1, 3, 5, 7) und das Netz (6) konzentrisch ineinanderliegende Schläuche bilden.

L e e r s e i f e