DE1583162C - Unterwasserschallquelle - Google Patents

Description

uelle bei guter Eignung, insbesondere Steuerbarkeit, Ir die hier in Betracht kommenden Frequenzen und ohem Wirkungsgrad aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Jnterwasserschallquelle der eingangs erwähnten Art -.5 ladurch gelöst, daß die aus einem Werkstoff vor-■estimmter Abbrandeigenschaften bestehende Hochpannungselektrode zentral in einem schalldurchässigen, länglichen, käfigartig ausgebildeten, zylin-Irischen oder mehreckigen Querschnitt aufweisenden .laumgitter angeordnet ist, dessen nichtisolierte, im vesentlichen parallel zu der Hochspannungselektrode ingeordnete, sich in der Längsrichtung des Raumgitters erstreckende Gitterstäbe die zweite Elektrode oilden und in einem Abstand von der unbedeckten Spitze der Hochspannungselektrode angeordnet sind, der etwas größer ist als der für den Betrieb mit ausschließlich elektrodenbegrenztem Funkenstreckenplasma maximaler Ausdehnung erforderliche, und daß die Isolation der Hochspannungselektrode und ihre Dicke so gewählt sind, daß ihre Abbrandgeschwindigkeit beim Betrieb der Funkenstrecke mit der der Hochspannungselektrode selbst im wesentlichen übereinstimmt.

Eine solche Unterwasserschallquelle ergibt wegen der erfindungsgemäßen besonderen gegenseitigen Lage und Ausbildung der Hochspannungselektrode und der diese umgebenden, käfigartig gestalteten Masseelektrode einen auch beim Abbrand der Hochspannungselektrode unveränderlich bleibenden Elektrodenabstand, wegen des Verbleibs eines gewissen, durch Seewasser hindurchführenden Stromwegs jenseits der maximalen Plasmablasenausdehnung und somit eines entsprechenden ohmschen Widerstands keine Anpassungsschwierigkeiten bei der Auslegung der zugehörigen Hochspannungsquelle und wegen der Kürze dieses Seewasser-Stromwegs und der geringen Abschirmwirkung der Masseelektrode infolge ihrer käfigartigen Form einen hohen Wirkungsgrad sowie eine große Ausgangsleistung bei bester Eignung und Steuerbarkeit gerade für die hier in Betracht kommenden Frequenzen in der Größenordnung von z. B. 100 Hz.

Zweckmäßig besteht die Isolation der Hochspannungselektrode aus einem Kunststoff, wie Neopren, Polyurethan, Nylon, Epoxyharz od. dgl.

Im einzelnen wird zweckmäßig an dem der freien Spitze der Hochspannungselektrode gegenüberliegenden Ende derselben ein isolierender Stecker zum Anschluß an eine elektrische Hochspannungsquelle vorgesehen.

Günstige Abbrandverhältnisse ergeben sich für die Hochspannungselektrode, wenn der Außendurchmesser der Isolation das Anderthalb- bis Dreifache des Durchmessers der Hochspannungselektrode beträgt.

Dem gleichen Ziel wird dadurch gedient, wenn die Hochspannungselektrode aus Messing und ihre Isolation aus Neopren vom zweifachen Außendurchmesser der Elektrode besteht, während der Stecker aus Neopren besteht.

Eine günstige Form der Masseelektrode ergibt sich, wenn der Querschnitt des Raumgitters dreieckig ist.

Größere Leistungen der Unterwasserschallquelle lassen sich bei Verwendung einer Mehrzahl von in dem gleichen Raumgitter zueinander fluchtend angeordneten Hochspannungselektroden erzielen.

Insbesondere können zweckmäßig drei Hochspannungselektroden vorgesehen werden.

Als Hochspannungsquelle für jede Hochspannungselektrode hat sich die Verwendung eines bis auf etwa 4 kV aufgeladenen Speicherkondensators von hoher Kapazität bewährt.

Der Erfindungsgegenstand ist an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht in zum Teil schematischer Darstellung einer typischen Unterwasserfunkenstrecke nach dem bisherigen Stande der Technik,

F i g. 2 teils einen Schnitt durch eine, teils eine Ansicht auf eine einfache Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes,

F i g. 3 einen Schnitt durch eine Hochspannungselektrodeneinheit,

F i g. 4 eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes, bei «welcher eine Mehrzahl von Funkenstrecken in einer Reihe angeordnet sind,

F i g. 5 eine graphische Darstellung der relativen Schwingungs-Frequenzkurven für Impulse aus unterschiedlichen Spannungen.

F i g. 1 zeigt eine Funkenstrecke der »nicht eingehüllten« Bauart, also mit außerhalb des maximalen Ausdehnungsbereichs der Plasmablase liegender Masseelektrode, nach dem Stande der Technik, wobei eine längliche Hochspannungselektrode 10, ausgenommen an einem Ende, mit einem Isolator 15 bedeckt ist, der ein Isolierband od. dgl. sein kann. Eine zweite Elektrode 19, die normalerweise Massepotential aufweist, ist von dem freiliegenden Ende der Hochspannungselektrode 10 entfernt angeordnet. Der Abstand zwischen der Elektrode 19 und dem frei liegenden Ende der Elektrode 10 ist vorbestimmt, um zu gewährleisten, daß sich die Elektrode 19 außerhalb des Bereichs der maximalen Ausdehnung der sich bei der Entladung um die Spitze der Elektrode 10 herum bildenden Plasmablase befindet, um damit das vorerwähnte Problem einer Schein-Widerstandsanpassung zu beheben. Dadurch, daß der größte Teil der Elektrode 10 mit Isolierung 15 bedeckt ist und nur ein kleiner Teil dem Meerwasser ausgesetzt bleibt, wird der aus der Elektrode 10 emittierte Strom am freiliegenden Ende konzentriert, so daß beim Entladen von Impulsen hoher Energie über das Ende der Elektrode 10 an diesem Ende eine hohe Stromdichte entsteht. Die Elektroden 10 und 19 sind mittels eines Koaxialkabels 13 an eine nicht dargestellte Hochspannungsquelle angeschlossen. Wenn der Elektrode 10 von einer solchen Quelle ein Hochspannungsimpuls zugeführt wird, bildet sich am frei liegenden Ende der Elektrode rasch eine Plasmablase, die sich sehr schnell bis auf eine maximale Größe, welche eine Funktion der entladenen Energie und der Ausbildung, d. h. der Bauweise, der Funkenstreckeneinheit ist, ausdehnt. Die Blase bildet sich durch ohmsches Erhitzen des Meerwassers bis zur Dampfphase, und sie dehnt sich beim Ansteigen des Entladungsimpulses sehr rasch aus. Die Größe der Blase ist eine Funktion der Entladungsenergie und der Stromdichte im Entladungsweg. An der Elektrode 19 bildet sich keine Blase, da dort die Stromdichte nicht ausreichend groß ist, um das Wasser in Dampf umzuwandeln. Mit dem Erweitern der Plasmablase durch die Entladungsenergie erreicht sie eine Maximalgröße, die in F i g. 1 durch die den »Energie-

netzbereich« umschließende gestrichelte Linie dargestellt ist. Die mittels einer Funkenstrecke durch elektrische Entladung erzeugten nutzbaren Schallwellen entstehen während der anfänglichen Ausdehnung der Plasmablase. Die Größe der Blase und die blitzschnelle Geschwindigkeit ihrer Ausdehnung sind bei den Kenndaten des emittierten Schalls wichtige Faktoren. Die innerhalb dieses Bereichs verbrauchte, die Blase bildende Entladungsenergie trägt zu dem erzeugten Schall bei, jedoch geht samtliehe außerhalb dieses Bereichs verbrauchte elektrisch Energie verloren. Der durch das Plasma fließende Strom muß auf seinem Wege zur Elektrode 19 außerdem auch durch die Meerwasserbereiche außerhalb der Blase hindurchfließen. Dieser Stromnuß ist in F i g. 1 mit Hilfe der Linie 11 schematisch dargestellt. Je größer der Trennungsabstand zwischen den Elektroden 10 und 19 ist, um so länger ist der Stromweg durch das Wasser und um so mehr Energie geht folglich verloren.

F i g. 2 zeigt eine Ausführurigsform des Erfindungsgegenstandes, die in ihrer Bauweise einfach und in ihrer Arbeitsweise äußerst wirksam ist. Bei dieser Ausführungsform ist eine Hochspannungselektrode 10 in einem Isolierkörper 15 mittig angeordnet, wobei ein Koaxialleiter 13 zur Erregung der Elektrode 10 dient. Die Erdelektrode 20 ist ein käfigartiges Bauteil, beispielsweise ein zylindrisches Gitterwerk, bei welchem die Elektrode 10 im wesentlichen entlang der Achse des Zylinders angeordnet ist. Der das Gitterwerk der Elektrode 20 von dem frei liegenden Ende der Elektrode 10 trennende Abstand ist gleich dem Radius des Zylinders und so vorbestimmt, daß gewährleistet ist, daß er nur wenig größer ist als der in Fig. 1 gezeigte »Energienutzbereich«, der gleich der maximalen Größe der durch die Energieentladung über dem Ende der Elektrode 10 erzeugten Plasmablase ist. Die Elektrode 20 muß einen hohen Prozensatz an offener Fläche aufweisen, da der Hauptzweck der Funkenstrecke das Emittieren von akustischer Energie ist und eine geschlossene Elektrode den Schall erheblich dämpfen würde. Das Gitterwerk der Elektrode 20 ist so ausgebildet, daß es im wesentlichen sämtliche während der Entstehung der Plasmablase erzeugte akustische Energie durchläßt und eine wirksame Masseelektrode bildet, die knapp außerhalb der Plasmablase bei deren maximaler Ausdehnung angeordnet ist. Bei einer solchen Elektrodenanordnung fließt der Strom zwischen der Plasmablase und der Elektrode 20 nur über eine kurze Strecke durch das Meerwasser, so daß gewährleistet ist, daß der größte Teil der Entladungsenergie zum Bilden der Blase verwendet wird und nur ein sehr geringer Teil im Wasser außerhalb der Blase verlorengeht. Obwohl die Elektrode 20 als zylindrischer Käfig dargestellt ist, kann sie auch in anderen Formen ausgebildet sein. Der zylindrische Käfig wird jedoch bevorzugt, weil er aus nachstehend noch näher zu erläuternden Vorteilen die Elektroden 10 und 20 in paralleler Anordnung zueinander enthält.

F i g. 3 zeigt eine Elektrodeneinheit 25, die die Lebensdauer der Funkenstreckenelektroden erheblich verlängert. Die Hochspannungselektrode 10 ist ein länglicher Stab aus einem elektrisch leitenden Metall, beispielsweise Messing. Dieser ist mit einem Isolator 15 überzogen, der um den Stab herum im Spritzoder Preßformverfahren geformt werden kann. Vorzugsweise ist das isolierende Material ein aufgeformter Neoprenmantel, jedoch können auch andere hochgradig widerstandsfähige Isolatoren, wie beispielsweise Polyurethan, Nylon, Epoxyharze u. dgl., verwendet werden, sofern sie gute Bindungs- bzw. Hafteigenschaften aufweisen.

Es ist bekannt, daß in Salzwasser betriebene Hochspannungselektroden sich in einem durch die Energie der Entladung und die Anzahl der Entladungen bedingten Ausmaß abnutzen. Es wurde oben herausgestellt, daß es wesentlich ist, die gesamte Hochspannungselektrode mit Ausnahme eines kleinen Oberflächenbereichs abzudecken bzw. zu isolieren, damit der Stromfluß auf einen kleinen Bereich konzentriert und somit eine zur Schaffung der Plasmablase hohe Stromdichte erzeugt wird. Wenn die die Elektrode 10 bedeckende Isolierung 15 sehr dünn ist, ist es äußerst wahrscheinlich, daß sie infolge der Hochspannungsentladungen bricht, auseinanderbröckeln und abfallen wird, und in diesem Fall werden dann größere Oberflächenbereiche der Elektrode 10 freigelegt, wodurch die Stromdichte herabgesetzt wird, bis eine Plasmablase sich nicht mehr bilden bzw. entstehen kann. Wenn andererseits die Isolation 15 zu dick ist, bleibt sie bei der Abnutzung der Elektrode 10 erhalten, die in die Isolierung zurücktritt. In diesem Fall nimmt die Länge des Entladungsweges mit dem Zurücktreten des freiliegenden Endes der Elektrode 10 in die Isolierung 15 hinein zu, bis der Stromweg zum Erzeugen einer Entladung zu groß wird, womit die Vorrichtung zu diesem Zeitpunkt betriebsunfähig wird.

Es wurde nun gefunden, daß es für den Isolator 15 einen Stärkenbereich gibt, in welchem die beiden vorerwähnten Probleme dadurch gelöst werden, daß die Abnutzung der Isolierung mit im wesentlichen der gleichen Geschwindigkeit wie der Abbrand der Elektrode 10 vor sich geht. Für die vorerwähnte Klasse von Isolatoren werden die besten Ergebnisse dann erzielt, wenn die Stärke der Isolierung 15 annähernd gleich dem Radius der Elektrode 10 ist. Die Isolierung kann jedoch mehr oder weniger hiervon abweichen und einen im Bereich des Anderthalb- bis Dreifachen des Durchmessers der Elektrode 10 liegenden Durchmesser haben. Wenn die Abmessungen in diesem Bereich liegen, erreicht man eine im wesentlichen gleichmäßige Abnutzung der Elektrode 10 und des Isolators 15 mit einer daraus folgenden Verlängerung der Lebensdauer der Elektrodeneinheit 25.

An einem Ende der Elektrodeneinheit 25 ist ein wasserdichter elektrischer Stecker 17 angebracht, der die Einheit 25 in ihrer richtigen Lage hält und ihren elektrischen Anschluß bewirkt. Der Stecker 17 ist aus einem isolierenden Material, vorzugsweise aus dem gleichen Material wie der Isolator 15, hergestellt, so daß es möglich ist, die gesamte Einheit 25 in einem einzigen Arbeitsgang durch Aufformen des Isolators 15 und des Steckers 17 auf die Elektrode 10 zu bilden. Auf dem Stecker 17 ist eine Wulst 18 vorgesehen, um die Einheit in ihrer zugehörigen Fassung sicher zu halten.

Ein wesentlicher Vorteil der Elektrodeneinheit 25 und insbesondere des Steckers 17 besteht darin, daß sich diese leicht entfernen und in kürzester Zeit auswechseln lassen. Bisher wurden zu diesem Zweck abgedichtete Verbindungen verwendet, die, bevor eine neue Elektrodeneinheit eingesetzt werden könnte.

aufgeschnitten werden mußten, um einen Verbindungsbolzen zu entfernen. Dies war ein zeitraubender Vorgang, und die gesamte Einrichtung war während seiner Durchführung betriebsunfähig.

Es wurde z.B. eine Elektrodeneinheit25 hergestellt unter Verwendung einer Messingelektrode 10 mit einem Durchmesser von etwa 4,5 mm, auf die ein Neoprenmantel mit einem Durchmesser von etwa 9 mm aufgeformt wurde. Die Nutzlänge der Einheit betrug von dem Stecker 17 bis zur freiliegenden Spitze etwa 30 cm. Eine solche Einheit wurde in der Einrichtung nach F i g. 4 verwendet, in der aus einer 4-kV-Quelle 2000 J entladen wurden, wobei sich die Lebensdauer der Elektrode als ausgezeichnet erwies. Eine Anzahl von auf diese Weise hergestellten Einheiten lieferte bei dieser Energiehöhe über 100 000 Entladungen.

Es wurde weiterhin gefunden, daß es für Funkenstrecken eine optimale Betriebsspannung gibt. F i g. 5 zeigt in einer graphischen Darstellung zwei Kurven, ad· die den Frequenzbereich aus Entladungen von bis auf verschiedene Spanungshöhen aufgeladenen Kondensatoren darstellen. Die Kurve A stellt einen 4-kV-Impuls dar, wobei zu bemerken ist, daß der abgeflachte Gipfel der Kurve im Niederfrequenzbereich nahe 100 Hz liegt, der sich für seismische Unterwasserüberwachung als die am meisten erwünschte Betriebsfrequenz erwiesen hat. Bei 100 Hz wird eine stärkere Durchdringung des Meeresbodens erreicht, so daß also die Gesamtergebnisse aus der seismischen Überwachung vermehrt werden. Die Kurve B in F i g. 5 veranschaulicht einen höheren akustischen Ausgang aus Impulsen von 10 bis 20 kV. Dieser gesteigerte akustische Ausgang verschiebt sich in die höheren Frequenzbereiche hinein, als sie gegenüber einer mit Hilfe der Kurve A angegebenen 4-kV-Entladung erzeugt werden. Obwohl die Kurve B im Ausgang eine höhere Relativamplitude aufweist, wird die Amplitudenerhöhung durch die Verschiebung dieser Kurve auf die unerwünschten höheren Frequenzen mehr als aufgewogen. Die optimalen Betriebsbedingungen für eine Funkenstrecke bringt demzufolge ein Impuls im Bereich von 4 kV aus einem Speicherkondensator mit hoher Kapazität.

Auf Grund der Tatsache, daß das meisterwünschte akustische Signal mittels eines Impulses von annähernd 4 kV erzeugt wird, ist das Mittel zur Erhöhung der Amplitude des Ausgangssignals in dem gewünschten Frequenzbereich nicht eine erhöhte Spannung, sondern vielmehr die gleichzeitige Zündung mehrerer solcher Vorrichtungen. Eine diesem Prinzip entsprechende Einrichtung ist in Fig. 4 dargestellt. Hier sind drei Elektrodeneinheiten 25 im Aufbau nach F i g. 3 linear in gleichem Abstand von zu ihnen parallelen tragenden Metallteilen 20 angeordnet, die in der Entladungseinrichtung als Erdelektroden dienen. Die Halterung ist als ein im Querschnitt dreieckiger Rahmen dargestellt, dessen Bestandteile aus elektrisch leitendem Metall, beispielsweise aus rostfreiem Stahl, bestehen. Verstrebungen 27 schaffen die erforderliche bauliche Festigkeit, wobei mit den Verstrebungen 27 verschweißte Arme 28 die elektrische Fassung 30 für jede Elektrodeneinheit 25 in ihrer richtigen Lage halten. Jede Elektrodeneinheit 25 ist mit Hilfe eines eigenen Kabels 13 an ein einziges Sammelkabel 29 und von diesem über einen gemeinsamen Schalter an Energiequellen, üblicherweise an Kondensatoren, angeschlossen, so daß ein gleichzeitiges Zünden der Elektrodeneinheiten 25 gewährleistet ist.

Außer dem im Querschnitt dreieckigen Rahmen können auch andere Ausbildungen, wie beispielsweise der zylindrische Käfig nach F i g. 2, rechteckige Formen usw., verwendet werden. Wesentlich ist aber, daß die Seitenteile 20 des Rahmens zu der Elektrodeneinheit 25 parallel angeordnet sind und daß der Mindestabstand der Teile 20 von der jeweiligen Hochspannungselektrode etwas mehr als die maximale Ausdehnung der Plasmablase ist.

Aus den oben erörterten Gründen werden die Elektrodeneinheiten 25 und der z. B. in seinem Querschnitt dreieckige Halter 20 zueinander parallel gehalten, wobei sich die Elektrode 10 von den Längsseitenteilen des Halters 20 im wesentlichen in jeweils gleichem Abstand befindet. Mit dem Betrieb der Einrichtung nutzen sich die Hochspannungselektrode 10 und der Isolator 15 mit im wesentlichen konstanter und gleicher Geschwindigkeit ab. Dabei erhält die parallele Anordnung den vorbestimmten Abstand, der, wie oben erwähnt, für den einwandfreien Betrieb der Einrichtung wesentlich ist.

Ein vieradriges Kabel 29 mit je einer für jede Elektrodeneinheit 25 eigenen Ader 13 und mit einer gemeinsamen Erdleitung ist so mit Neopren überzogen, daß es die elektrische Energie liefern und zugleich als Schleppmittel für die Einrichtung nach F i g. 4 dienen kann. Die durch Stecker verbindbaren Elektrodeneinheiten 25 lassen sich in weniger als 1 Minute entfernen und ersetzen, was ein großer Vorteil ist im Hinblick darauf, daß der Zeitverlust auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden kann. Bei der bevorzugten Ausführungsform nach F i g. 4 sind drei Elektrodeneinheiten 25 dargestellt, jedoch können in Abhängigkeit von der zu bewältigenden Aufgabe auch mehr oder weniger Elektrodeneinheiten verwendet werden. Diese aus drei Elektroden bestehende Funkenstreckenreihe ist eine passende und bequem zu handhabende Größe, die trotzdem im optimalen Frequenzbereich Schallimpulse mit hoher Amplitude erzeugt. Eine solche aus rostfreiem Stahl hergestellte Einrichtung kann etwa 200 cm lang sein und auf jeder ihrer drei Seiten eine Breite von etwa 25 cm aufweisen bei einem Gesamtgewicht von etwa 12,70 kg. Die Eingangsenergie kann pro Impuls zwischen 500 bis 7500 J schwanken, wobei die Einrichtung in einer so schnellen Folge gezündet werden kann, wie sich ihre elektrische Schaltung aufladen und auslösen läßt, d. h. üblicherweise mit 4 Impulsen pro Sekunde bei 500 J.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 209 529/18

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Unterwasserschallquelle für ozeanographische Messungen, Navigations- oder ähnliche Zwecke, die aus einer elektrischen Entladungsvorrichtung mit einer, abgesehen von einer unbedeckten Spitze, isolierten Hochspannungselektrode und einer zweiten, an Erdpotential liegenden Elektrode besteht, die beide über ein Kabel an eine Hochspannungsquelle angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die aus einem Werkstoff vorbestimmter Abbrandeigenschaften bestehende Hochspannungselektrode (10) zentral in einem schalldurchlässigen, länglichen, käfigartig ausgebildeten, zylindrischen oder mehreckigen Querschnitt aufweisenden Raumgitter (25) angeordnet ist, dessen nichtisolierte, im wesentlichen parallel zu der Hochspannungselektrode (10) angeordnete, sich

in der Längsrichtung des Raumgitters (25) erstreckende Gitterstäbe (20) die zweite Elektrode bilden und in einem Abstand von der unbedeckten Spitze der Hochspannungselektrode (10) angeordnet sind, der etwas größer ist als der für den Betrieb mit ausschließlich elektrodenbegrenztem Funkenstreckenplasma maximaler Ausdehnung erforderliche, und daß die Isolation (15) der Hochspannungselektrode (10) und ihre Dicke so gewählt sind, daß ihre Abbrandgeschwindigkeit beim Betrieb der Funkenstrecke mit der der Hochspannungselektrode (10) selbst im wesentlichen übereinstimmt.

2. Unterwasserschallquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolation (15) aus einem Kunststoff, wie Neopren, Polyurethan, Nylon, Epoxyharz od. dgl., besteht.

3. Unterwasserschallquelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem der freien Spitze der Hochspannungselektrode (10) gegenüberliegenden Ende derselben ein isolierender Stecker (17) zum Anschluß an eine elekirische Hochspannungsquelle vorgesehen ist.

4. Unterwasserschallquelle nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der Isolation (15) das Anderthalbbis Dreifache des Durchmessers der Hoch-Spannungselektrode (10) beträgt.

5. Unterwasserschallquelle nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochspannungselektrode (10) aus Messing und ihre Isolation (15) aus Neopren vom zweifachen Außendurchmesser der Elektrode besteht, während der Stecker (17) aus Neopren besteht.

6. Unterwasserschallquelle nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Raumgitters (25) dreieckig ist.

7. Unterwasserschallquelle nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von in dem gleichen Raumgitter zueinander fluchtend angeordneten Hochspannungselektroden (10).

8. Unterwasserschallquelle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß drei Hochspannungselektroden (10) vorgesehen sind.

9. Unterwasserschallquelle nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Hochspannungsquelle für jede Hochspannungselektrode (10) ein bis auf etwa 4 kV aufgeladener Speicherkondensator von hoher Kapazität dient.

Die Erfindung betrifft eine Unterwasserschallquelle für ozeanographische Messungen, Navigations- oder ähnliche Zwecke, die aus einer elektrischen Entladungsvorrichtung mit einer, abgesehen von einer unbedeckten Spitze, isolierten Hochspannungselektrode und einer zweiten, an Erdpotential liegenden Elektrode besteht, die beide über ein Kabel an eine Hochspannungsquelle angeschlossen sind.

Bei bekannten Unterwasserschallquellen dieser Art (vgl. z. B. USA.-Patentschrift 1152 697) oder ähnlicher Bauweise findet während des Betriebs eine fortschreitende Zerstörung bzw. ein Abbrand der Hochspannungselektrode sowie ihrer Isolation statt. Dies führt zu einer ständigen Veränderung des Abstands der beiden Elektroden der Funkenstrecke, die sich auf die zur Erzeugung des den Unterwasserschallimpuls liefernden Funkens erforderliche, an die beiden Elektroden zu legende Betriebsspannung und damit auch auf die Ausgangsleistung der Unterwasserschallquelle verändernd auswirkt und komplizierte Steuermaßnahmen zur Kompensation dieser Änderungen sowie einen hohen Leistungsaufwand erfordert, der auch durch den verhältnismäßig langen, durch das Seewasser zwischen den weit auseinander liegenden Elektroden führenden Stromweg bedingt wird.

Diese bekannten mit einer elektrischen Entladungsvorrichtung arbeitenden Unterwasserschallquellen lassen sich in Abhängigkeit von der Anordnung der Masseelektrode in zwei Klassen einteilen. Bei der Funkenstrecke von »eingehüllter« (englisch: »merged«) Bauart, wird mit einem ausschließlich durch die Elektroden begrenzten Funkenstreckenplasma maximaler Ausdehnung gearbeitet, d. h., die maximale Ausdehnung des Funkenstreckenplasmas reicht stets von der einen bis an die andere Elektrode heran. Auf diese Weise werden zwar die Verluste infolge des Stromdurchgangs durch das Seewasser niedrig gehalten, jedoch ist für die Speisung der Funkenstrecke zur Widerstandsanpassung ein sehr induktionsarmer Stromkreis erforderlich, da das Plasma selbst einen sehr niedrigen Widerstand hat.

Bei der Funkenstrecke von »nicht eingehüllter« Bauart (»unmerged«) der zweiten Klasse ist die Masseelektrode jenseits des Bereiches der maximalen Ausdehnung der Plasmablase angeordnet. Bei dieser Klasse von Funkenstrecken muß der in dem Entladungsbogen fließende Strom auf seinem Wege zur zweiten Elektrode außerhalb der Plasmablase durch das Wasser hindurchfiießen. Infolge des Stromflusses durch Wasser geht ein wesentlicher Teil der Energie verloren. Dieser verminderte Wirkungsgrad ist bei nicht eingehüllten Funkenstrecken ein wesentlicher Nachteil.

Zu den weiteren Nachteilen, die Unterwasserfunkenstrecken der vorerwähnten beiden Klassen gemeinsam haben, gehören kurze Lebensdauer, niedrige Ausgangsintensität und schlechte Frequenzsteuerung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Unterwasserschallquelle der eingangs angegebenen Art zu schaffen, die die Vorteile der beiden vorerwähnten Klassen von Unterwasserschallquellen-Funkenstrecken vereinigt, ohne ihre Nachteile zu übernehmen, d. h., die einen auch während langer Betriebsdauer praktisch unveränderlichen Elektrodenabstand bei nur geringen ohmschen Verlusten durch Seewasser-Stromweg und ohne nennenswerte Anpassungsschwierigkeiten für die Speisespannungs-