DE19704940C1 - Akustische Linsen- oder Prismavorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine akustische Linsen- oder Prismavorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

In der Wasserschalltechnik werden schallreflektierende oder schallabstrahlende Ziele mit einer Sende- und/oder Empfangsanlage geortet, die eine Vielzahl elektroakustischer Wandler, sog. Hydrophone, aufweisen. Zum Senden von Schallwellen werden Sendewandler über ein Phasennetzwerk derart angesteuert, daß ein breiter Sektor beschallt wird, wie es beispielsweise in der DE-PS 40 24 353 beschrieben ist. Beim Empfang werden durch Laufzeitkompensation aus Empfangssignalen von Empfangswandlern benachbarte Richtcharakteristiken gebildet, die den beschallten Sektor überdecken. Die Peilgenauigkeit wird durch den Öffnungswinkel der Richtcharakteristiken bestimmt. Aus der Zeit zwischen Senden und Empfangen wird die Entfernung zum Ziel ermittelt.

Mit einer passiven Sonaranlage werden Ziele gepeilt oder geortet, die Geräusche, z. B. Fahrgeräusche, abstrahlen. Die Konfiguration der Empfangswandler wird abhängig vom Empfangsfrequenzbereich gewählt. Für eine Anordnung auf einer Zylinderbasis oder längs der Kontur eines Wasserfahrzeugs ist eine Signalverarbeitung mit Laufzeitkompensation zur Richtungsbildung in der DE-OS 21 36 780 angegeben.

Eine andere Möglichkeit der Richtungsbildung ist in der US 4 551 826 beschrieben, bei der die elektronische Signalverarbeitung durch eine akustische Linsenvorrichtung ersetzt wird. Ebene einfallende Schallwellen aus der Richtung vom Ziel werden durch eine doppelte konkave Linse mit einem Brechungsmedium, dessen Schallgeschwindigkeit größer als die Ausbreitungsgeschwindigkeit im Wasser ist, auf ihre Brennebene fokussiert. Der Fokuspunkt gibt die Einfallsrichtung an. Umgekehrt liefert eine punktförmige Schallquelle am Fokuspunkt über die doppelte konkave Linse eine Schallwelle, die in die gleiche Richtung ausgesendet wird. Statt einer punktförmigen Schallquelle in der Brennebene wird ein elektroakustischer Wandler mit einer Brechungslinse zwischen der doppelten konkaven Linse und der Brennebene angeordnet, deren Brechungsmedium genauso wie die doppelt konkave Linse eine Schallgeschwindigkeit aufweist, die größer als die Schallgeschwindigkeit im Medium zwischen Brechungslinse und doppelt konkaver Linse ist. Dieser elektroakustischer Wandler ist als Sende- oder Empfangswandler einsetzbar. Die doppelt konkave Linse und die Brechungslinse sind aus syntaktischem Schaum angefertigt, das Medium dazwischen ist ein Silikongummi. Die Eigenschaften der Richtcharakteristik dieser akustischen Linsenvorrichtung sind abhängig von der Form der Linse, den Schallgeschwindigkeiten des Linsenmaterials und des Mediums zwischen den Linsen und der geometrischen Anordnung der Linsen zueinander. Der gesamte Aufbau ist aufwendig zu fertigen, da von der Maßhaltigkeit die Eigenschaften der Richtcharakteristiken abhängen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine akustische Linsen- oder Prismavorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die sich durch einen einfachen und justierbaren Aufbau auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 gelöst. Als Brechungsmedium für die Linse oder das Prisma wird eine elektro- oder magnetorheologische Flüssigkeit verwendet, die sich in einer Umgußform mit der äußeren gewünschten Form der Linse befindet. Elektrorheologische Flüssigkeiten sind bekannt und beispielsweise in "Technischer Einsatz neuer Aktoren", J.D. Jendritza et al., Expert-Verlag 1995, Seite 64 ff. beschrieben. Sie sind Suspensionen aus einer nichtpolaren Trägerflüssigkeit mit geringer, elektrischer Leitfähigkeit und niedriger Permittivitätszahl (z. B. leichte Öle, wie Transformatorenöle, Silikonöle, Paraphine, Kohlenwasserstoffverbindungen), in die polarisierbare Feststoffteilchen mit vergleichsweise hoher Permittivitätszahl dispergiert sind. Durch Einfluß eines elektrischen Feldes wird die Viskosität der elektrorheologischen Flüssigkeit beeinflußt, wobei die Zunahme des Fließwiderstandes von der Stärke des angelegten Feldes abhängt. Damit kann die Schallgeschwindigkeit in der elektrorheologischen Flüssigkeit durch die Stärke des elektrischen Feldes variiert werden. Ohne elektrisches Feld ist sie kleiner als die Ausbreitungsgeschwindigkeit in Wasser und im wesentlichen bestimmt durch die Schallgeschwindigkeit der Trägerflüssigkeit. Sie kann auf die Ausbreitungsgeschwindigkeit in Wasser oder durch weitere Erhöhung des elektrischen Feldes auf höhere Werte bis zu 2000 m/s eingestellt werden. Da die Dichte der elektrorheologischen Flüssigkeit keiner Schwankung unterworfen ist, wird durch Variation der Stärke des Feldes allein die Viskosität oder der Elastizitätsmodul der elektrorheologischen Flüssigkeit eingestellt und die Brechungszahl sowie auch die akustische Impedanz der Linse festgelegt, die von der eingestellten Schallgeschwindigkeit abhängen. Abhängig von den bündelnden oder streuenden Eigenschaften, die die akustische Linsenvorrichtung einnehmen soll, wird ihre äußere Form gestaltet und das elektrische Feld auf eine solche Stärke eingestellt, daß die gewünschten Brechungseigenschaften erfüllt werden.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Linsenvorrichtung besteht darin, daß ein fertigungstechnisch komplizierter Aufbau mit engen Toleranzen wegen des einstellbaren elektrischen Feldes nicht notwendig ist, um die gewünschten Eigenschaften der gesamten Linsenvorrichtung zu erhalten. Die äußere Form der Linse wird durch einen Umguß mit eingebetteten Elektroden in einfacher Weise hergestellt. Die Brechungseigenschaften werden nicht nur durch die gekrümmte Formgebung der Linse, sondern im wesentlichen von der Viskosität der elektrorheologischen Flüssigkeit bestimmt. Versuche haben gezeigt, daß der Elastizitätsmodul durch Vergrößern der elektrischen Feldstärke um den dreifachen Wert von 0,7 kV/mm auf 2,1 kV/mm so zunimmt, daß sich die Flüssigkeit verfestigt und sich der Wert der Schallgeschwindigkeit mehr als verdoppelt.

Die Dimensionierung der äußeren Form der Linsenvorrichtung nach Anspruch 1 erfolgt abhängig von der Ausbreitungsgeschwindigkeit im angrenzenden Wasser und einer mittleren Schallgeschwindigkeit der elektrorheologischen Flüssigkeit. Bei einer Sammellinsenform ist die Fokusentfernung und damit die Bündelungscharakteristik durch Variation der Stärke des elektrischen Feldes veränderbar. Bei Erhöhung der Stärke des elektrischen Feldes wird die Schallgeschwindigkeit größer und parallele Schallstrahlen werden aufgeweitet, so daß die Sammellinse streut. Bei einer Verkleinerung der Stärke des Feldes wird die Schallgeschwindigkeit kleiner und die ehemals parallelen Schallstrahlen fokussiert, ohne daß die äußere Form der Linse verändert wird. Versuche haben gezeigt, daß die Schallgeschwindigkeit von ca. 1000 m/s entsprechend der verwendeten Trägerflüssigkeit, z. B. Silikonöl, auf mehr als 2000 m/s variiert werden kann, bei der die dispergierten Feststoffteilchen polarisiert sind und die elektrorheologische Flüssigkeit vom flüssigen in den festen Aggregatzustand gewechselt hat. Auch bei einer äußeren konkaven Linsenform ist das Bündelungsverhalten ausgehend von einer Fokussierung durch Variation der Stärke des elektrischen Feldes veränderbar, so daß bei Vergrößerung der Schallgeschwindigkeit sich der Schallstrahlenverlauf aufweitet.

Der Vorteil der akustischen Linsen- oder Prismavorrichtung nach Anspruch 1 besteht darin, daß die äußere Linsenform nicht allein ausschlaggebend für den Schallstrahlverlauf ist, sondern daß durch Variationen der Schallgeschwindigkeit im Brechungsmedium bei Verwendung der gleichen äußeren Form unterschiedliche Eigenschaften je nach Anwendung eingestellt werden können. Die Fertigung einer solchen akustischen Linsen- oder Prismavorrichtung ist wesentlich vereinfacht, da Nachjustierungen nicht notwendig sind, sondern lediglich das elektrische Feld variiert zu werden braucht, um die gewünschte spezifizierte Eigenschaft zu erzielen.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Weiterbildungen der akustischen Linsen- oder Prismavorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3 besteht in ihrem Aufbau, bei dem z. B. quaderförmige Kammern für die magneto- oder elektrorheologische Flüssigkeit verwendet werden. Zur Approximation an eine vorgesehene äußere Form werden gleiche Grundflächen und unterschiedliche Höhen der Kammern gewählt. Wenn zusätzlich jede Kammer mit einer individuellen Stärke des Feldes beaufschlagt wird und somit eine vorgebbare Brechungszahl aufweist, ist jede spezielle Gesamtwirkung der Linse erzielbar. Es ist also nicht mehr notwendig, die Kontur von Linsen nach einem speziellen Programm in ihren Krümmungen zu schleifen, vielmehr vereinfacht sich der Aufbau durch Verwenden von einzelnen Kammern ganz erheblich, deren einzelne Wirkungen im eingebauten Zustand einstellbar sind.

Gemäß der vorteilhaften Weiterbildung der akustischen Linsen- oder Prismavorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5 werden die Kammerwände mit einer schalldurchlässigen Gießmasse hergestellt, deren Schallgeschwindigkeit ungefähr der Ausbreitungsgeschwindigkeit im Wasser entspricht. Vorteilhaft können Gummis oder Kunststoffe, wie z. B. Polyurethan, verwendet werden, die auch sonst in der Wasserschalltechnik üblicherweise eingesetzt werden.

Zur Erzeugung des elektrischen Feldes befinden sich Elektroden an gegenüberliegenden Wandungen der äußeren Form der gesamten Linse, die mit einer Hochspannungsquelle verbunden sind. Die Hochspannungsquelle liefert zur Erzeugung des elektrischen Feldes Spannungen in der Größenordnung von einigen tausend Volt und ist variabel von Null bis zu einer oberen Grenze. Bei einem Kammeraufbau weist die Hochspannungsquelle unterschiedliche Anzapfungen auf, die mit den Elektroden der einzelnen Kammern verbunden sind.

Besonders vorteilhaft ist die Weiterbildung nach Anspruch 7, da durch eine niederfrequente Wechselspannung der Hochspannungsquelle eine Durchmischung der elektrorheologischen Flüssigkeit erzeugt wird.

Die Anwendung akustischer Linsen- und Prismavorrichtungen ist bereits aus der DE-PS 9 77 889 bekannt. Dort wird ein Prisma eingesetzt, um parallele Schallstrahlen um einen vorgebbaren Winkel abzulenken. Eine solche dort angegebene Anwendung ist in einfacher Weise durch die erfindungsgemäße Linsen- und Prismavorrichtung herstellbar, wobei durch die Stärke des Feldes der Ausfallwinkel der Schallstrahlen einstellbar ist.

Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße akustische Linsenvorrichtung im Zusammenhang mit einem Sende- oder Empfangswandler einsetzbar wie es in der Weiterbildung nach Anspruch 8 angegeben ist. Die Krümmung der Außenfläche wird abhängig von der Eigenrichtcharakteristik der verwendeten Sende- oder Empfangskeramik so gestaltet, daß deren Eigenrichtcharakteristik aufgehoben wird und die Eigenschaft der akustischen Linsenvorrichtung allein durch die in der elektrorheologischen Flüssigkeit eingestellte Schallgeschwindigkeit bestimmt wird. Eine Vergrößerung des Öffnungswinkels der Eigenrichtcharakteristik der Sende- oder Empfangskeramik wird erreicht, indem die Schallgeschwindigkeit größer als die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Schall im Wasser gewählt wird. Dann hat die gesamte Linsenvorrichtung die Charakteristik einer streuenden Linse. Durch Verkleinern der Schallgeschwindigkeit wird eine ebene, zylinderförmige Schallwelle ausgesendet oder eine dynamische Fokussierung erwirkt.

Der besondere Vorteil der akustischen Linsenvorrichtung nach Anspruch 8 besteht darin, daß im Sendefall die an die Sendekeramik angelegte Spannung von gleicher Größenordnung ist wie die Spannung zum Erzeugen des elektrischen Feldes, so daß die dafür notwendige Durchschlagsfestigkeit bei üblicherweise verwendeten Umgußmaterialien gegeben ist und das Umgußmaterial eine Schallgeschwindigkeit aufweist, die ungefähr der von Wasser entspricht.

Die akustische Linsenvorrichtung nach Anspruch 8 mit einer Empfangskeramik bringt den Vorteil mit sich, daß ihr Öffnungswinkel für Schallstrahlen verkleinert wird.

Bei der akustischen Linsenvorrichtung nach Anspruch 9 wird die äußere Form durch einzelne Kammern approximiert, die jeweils getrennt ansteuerbare Elektroden aufweisen. Die Sende- oder Empfangskeramik befindet sich in einer Gußform und ist im Umgußmaterial eingebettet. Parallel zur Stirnfläche der Sende- oder Empfangskeramik befinden sich Kammern mit magneto- oder elektrorheologischen Flüssigkeiten, deren Höhen unterschiedlich sind. Jede Kammer ist durch getrennt ansteuerbare Elektroden in ihrer Brechungszahl einstellbar. Durch diesen Aufbau ist das Brechungsverhalten der akustischen Linsenvorrichtung allein durch das Anlegen elektrischer Spannungen einzustellen und zu variieren, da die einzelnen Kammern getrennt ansteuerbar sind. Für eine Fokussierung ist die angelegte elektrische Spannung klein. Durch Vergrößern wird die Schallgeschwindigkeit in den einzelnen Kammern vergrößert, so daß auch ein paralleler Strahlengang mit einer konvex gekrümmten Außenfläche erzeugt werden kann.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels für eine akustische Linsen- und Prismavorrichtung im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine konvexe Linsenvorrichtung mit einer Sendekeramik,

Fig. 2 eine konvexe Linsenvorrichtung mit variablem Öffnungswinkel,

Fig. 3 eine konkave Linsenvorrichtung und

Fig. 4 eine konkave Linsenvorrichtung mit Kammern und

Fig. 5 eine Prismavorrichtung.

Fig. 1 zeigt einen akustischen Sendewandler für die Wasserschalltechnik mit einer Sendekeramik 10, die in einen schalldurchlässigen Umguß mit der Schallgeschwindigkeit c₁ in einer Gußform eingebettet ist. Die Sendekeramik 10 hat eine Eigenrichtcharakteristik, deren Öffnungswinkel β1 beträgt. Zur Aufweitung des Öffnungswinkels ist eine akustische, konvexe Linse 11 parallel zur Stirnfläche 12 der Sendekeramik 10 angeordnet. Die konvexe Linse 11 hat eine nach außen gewölbte Wandung 13, die ebenfalls mit Umgußmaterial der Schallgeschwindigkeit c₁ wasserdicht verkleidet ist. Die Schallgeschwindigkeit c₁ des Umgusses ist gleich der Ausbreitungsgeschwindigkeit des umgebenden Wassers. In die äußere Wandung 13 ist eine Elektrode 14 eingebettet, die zusammen mit einer Gegenelektrode 15 im Umguß parallel zur Stirnseite 12 der Sendekeramik 10 eine Form 16 für eine elektrorheologische Flüssigkeit bildet. Die elektrorheologische Flüssigkeit ist das Brechungsmedium der Linse 11 und weist eine Schallgeschwindigkeit c₂ auf, die größer als die Schallgeschwindigkeit c₁ des Umgusses ist. Die Elektrode 14 und die Gegenelektrode 15 sind über Kabel 17, 18 mit einer Hochspannungsquelle 19 verbunden. Am Ausgang der Hochspannungsquelle 19 steht eine Spannung von 2000 V an, deren Größe die Schallgeschwindigkeit c₂ der elektrorheologischen Flüssigkeit einstellt. Die Spannung ist entweder eine Gleichspannung oder eine mit einer geringen Frequenz schwankende Wechselspannung, die etwa ½ Hz bis 1 Hz beträgt. Der sich durch die Linse 11 einstellende Öffnungswinkel α2 ihrer Richtcharakteristik ist größer als der Öffnungswinkel β1 der Eigenrichtcharakteristik der Sendekeramik 10, so daß ein größerer Sektor beschallt wird, wie der Verlauf von Schallstrahlen I, II, III, IV, V zeigt. Die Sendekeramik 10 ist über Sendekabel 20, 21 mit einem Wechselspannungsgenerator 22 verbunden, dessen Amplitude in der Größenordnung den Werten der Spannung der Hochspannungsquelle 19 entspricht und deren Frequenzbereich auf die Sendekeramik 10 abgestimmt ist.

Mehrere Sendewandler gemäß Fig. 1 können in eine Sendebasis eingebaut werden. Abhängig von Einbauvorschriften ist die Gußform für die Sendewandler zu wählen.

Wird anstatt der Sendekeramik 10 eine Empfangskeramik verwendet, so werden innerhalb des Sektors mit dem Öffnungswinkel α₂ Schallwellen empfangen und die Kabel 20, 21 werden mit einem Verstärker verbunden.

Fig. 2 zeigt die gleiche Linsenvorrichtung mit der Linse 11 im Zusammenhang mit der Sendekeramik 10, die sich dadurch unterscheidet, daß die Hochspannungsquelle 19 eine in ihrer Größe variierbare Spannung liefert. Abhängig von der Spannung werden in der elektrorheologischen Flüssigkeit der Linse 11 unterschiedliche Schallgeschwindigkeiten c_i erzeugt, die die Brechungszahlen des Brechungsmediums der Linse 11 in der Kammer 15 und damit den Öffnungswinkel α_i ihrer Richtcharakeristik verändern.

Bei der Schallgeschwindigkeit c_i = c₁, die gleich der Schallgeschwindigkeit c₁ des Umgusses ist, beträgt der Öffnungswinkel α_i = α₁ = β₁ dem Öffnungswinkel β1 der Eigenrichtcharakteristik der Sendekeramik 10. Die Linse 11 hat keinerlei Wirkung. Ihre Richtcharakteristik ist gleich der Eigenrichtcharakteristik der Sendekeramik 10. Die in der Fig. 2 strichpunktiert eingezeichneten Schallstrahlen sind mit der Schallgeschwindigkeit c₁ gekennzeichnet. Sie treten unverändert in die Linse 11 ein und verlassen die Linse 11 ohne Richtungsänderung.

Durch Erhöhen der Spannung der Hochspannungsquelle 19 wird die Schallgeschwindigkeit auf einen Wert c_i = c₂, der größer als die Schallgeschwindigkeit c₁ des Umgusses ist, erhöht. Die Linse 11 streut. Ihre Richtcharakteristik hat einen größeren Öffnungswinkel α₂ < α₁ als die Eigenrichtcharakteristik der Sendekeramik 10. Der zugehörige Schallstrahlenverlauf ist in Fig. 2 durch durchgezogene Linien gekennzeichnet. Der Schallstrahl wird beim Übergang vom Umguß mit der Schallgeschwindigkeit c₁ in die Kammer der Linse 11 stärker vom Lot weggebrochen wegen der größeren Schallgeschwindigkeit des Brechungsmediums der Linse 11. Die eingezeichneten Schallstrahlen sind mit c₂ < c₁ gekennzeichnet.

Bei einer Erniedrigung der Spannung stellt sich eine Schallgeschwindigkeit c₃ < c₁ ein und die Linse 11 bündelt. Die Richtcharakteristik der Linsenvorrichtung hat einen Öffnungswinkel α₃ < α₁, der kleiner ist als der Öffnungswinkel β₁ der Eigenrichtcharakteristik der Sendekeramik 10. Die zu c₃ < c₁ gehörigen Schallstrahlen sind gestrichelt dargestellt.

Fig. 3 zeigt eine konkave Linsenvorrichtung. Eine Sendekeramik 30 befindet sich in einer Gußform 31. Die Sendekeramik 30 ist in einen Umguß mit der Schallgeschwindigkeit c₁ eingebettet. Die Schallgeschwindigkeit c₁ entspricht ungefähr der Ausbreitungsgeschwindigkeit für Schall in Wasser. Die konkave Linse 32 besitzt eine Außenelektrode 33, die der äußeren Krümmung der Linse 32 folgt und in den gleichen Umguß eingebettet ist wie die Sendekeramik 30. Parallel zur Stirnseite 34 der Sendekeramik 30 befindet sich eine ebene Innenelektrode 35, die zusammen mit der nach innen gekrümmten Außenelektrode 33 eine Form für die elektrorheologische Flüssigkeit mit der Schallgeschwindigkeit c_i bildet. Die Außen- und Innenelektroden 33 und 35 sind mit der Hochspannungsquelle 19 verbunden. Durch Variation der Spannung am Ausgang der Hochspannungsquelle 19 wird die Schallgeschwindigkeit c_i der konkaven Linse 32 variiert, so daß die konkave Linse 32 bei einer Schallgeschwindigkeit c₃ < c₁ Schallwellen auf einen Fokuspunkt F₃ fokussiert. Das Schallstrahlbündel wird bei größeren Schallgeschwindigkeiten c_i = c₂ aufgeweitet, wobei der Öffnungswinkel der so gebildeten Richtcharakteristik für eine Schallgeschwindigkeit c_i = c₁ am größten ist.

Fig. 4 zeigt die Möglichkeit, ein paralleles, schwenkbares Schallstrahlenbündel zu erzeugen, indem eine konkave Linse 40 aus einzelnen Kammern 420, 421, 422, 423 für die elektrorheologische Flüssigkeit zusammengesetzt wird. Die Kammern 420, 421, . . ., approximieren die äußere Form der konkaven Linse 40. Ihre Elektroden sind parallel zur Stirnfläche 42 der Sendekeramik 41 angeordnet. Die Elektroden in der äußeren Wandung des Umgusses der Linse 40 sind einzeln über Kabel 50, 51, 52, 53 mit der Hochspannungsquelle 19 verbunden. Ihre Gegenelektroden 54 sind untereinander verbunden und ebenfalls mit der Hochspannungsquelle 19 über das Kabel 54 verbunden. An die unterschiedlich hohen Kammern 420, 421, . . ., werden eine unterschiedliche Hochspannung gelegt, so daß die die Sendekeramik 41 verlassenden Schallstrahlen so gebrochen werden, daß sie die Linse 40 als paralleles Schallstrahlenbündel verlassen.

Durch Variationen der einzelnen Spannungen an den Elektroden ist ein Schwenken des parallelen Schallstrahlenbündels möglich. Die Schallgeschwindigkeiten c₁₀, c₁₁, c₁₂, c₁₃ sind sämtlich größer oder gleich der Schallgeschwindigkeit c₁ des Umgusses oder des umgebenden Mediums. Für Schallgeschwindigkeiten c₃ < c₁ fokussiert die konkave Linse 40, wie es auf der linken Hälfte der Fig. 4 angedeutet ist, wobei der Fokuspunkt F₃ durch Variation der Schallgeschwindigkeit c₁ in den Kammern auf der Achse A verschoben wird.

Fig. 5 zeigt eine Prismavorrichtung 60, die aus Kammern aufgebaut ist. Wie im Zusammenhang mit Fig. 4 beschrieben, wird die elektrorheologische Flüssigkeit in die einzelnen Kammern elektrischen Feldern unterschiedlicher Stärke ausgesetzt, so daß von einer Sendekeramik ausgehende Schallstrahlen die Prismavorrichtung 60 als paralleles, schwenkbares Schallstrahlenbündel verlassen.

Claims (9)

1. Akustische Linsen- oder Prismavorrichtung in der Wasserschalltechnik mit einem Brechungsmedium, dessen Schallgeschwindigkeit von der Ausbreitungsgeschwindigkeit in Wasser abweicht, dadurch gekennzeichnet, daß eine Form als Brechungsmedium eine Füllung mit einer magneto- oder elektrorheologische Flüssigkeit aufweist und einem magnetischen oder elektrischen Feld ausgesetzt ist, daß die Schallgeschwindigkeit (c_i) im Brechungsmedium durch die Stärke des Feldes auf Werte, die kleiner, gleich oder größer als die Ausbreitungsgeschwindigkeit im Wasser einstellbar ist.

2. Akustische Linsen- oder Prismavorrichtung nach Vorrichtung 1, gekennzeichnet durch einen Aufbau aus einzelnen Kammern (410, 411, . . .) für die Flüssigkeit, die die Form approximieren.

3. Akustische Linsen- oder Prismavorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine individuelle Einstellung des Feldes für jede Kammer (410, 411, . . .).

4. Akustische Linsen- oder Prismavorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Wandungen (13) der Form aus einem schalldurchlässigen Umguß bestehen.

5. Akustische Linsen- oder Prismavorrichtungen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff des Umgusses eine Schallgeschwindigkeit, die ungefähr der Ausbreitungsgeschwindigkeit (1) im Wasser entspricht, aufweist.

6. Akustische Linsen- oder Prismavorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des elektrischen Feldes Elektroden (14, 15) in gegenüberliegenden Wandungen, zwischen denen sich die magneto- oder elektrorheologische Flüssigkeit befindet, vorgesehen sind und mit einer einstellbaren Hochspannungsquelle (19) verbunden sind.

7. Akustische Linsen- oder Prismavorrichtung nach . . ., dadurch gekennzeichnet, daß die Hochspannungsquelle (19) eine niederfrequente Wechselspannung, vorzugsweise im Frequenzbereich bis 1 Hz, erzeugt.

8. Akustische Linsenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 für einen Sende- oder Empfangswandler, gekennzeichnet durch eine Gußform mit einer Sende- oder Empfangskeramik (10, 30, 41), die in ein Umgußmaterial eingebettet ist, und einer parallel zur Stirnfläche (13, 34) der Sende- oder Empfangskeramik angeordneten Elektrode und einer gegenüber der Stirnfläche konkav oder konvex gekrümmten Außenfläche mit Gegenelektrode (14, 33), die die Form (12, 32) für die magneto- oder elektrorheologische Flüssigkeit bilden.

9. Akustische Linsenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 für einen Sende- oder Empfangswandler, gekennzeichnet durch eine Gußform (11) mit einer Sende- oder Empfangskeramik, die in ein Umgußmaterial eingebettet ist, durch eine Vielzahl parallel zur Stirnfläche (42) der Sende- oder Empfangskeramik angeordneten Kammern (410, 411, . . .) für die magneto- oder elektrorheologische Flüssigkeit, durch unterschiedliche Höhen der Kammern (410, 411, 412, . . .), die eine konvex- oder konkavgekrümmte Außenfläche (400) der Form approximieren, und durch für jede Kammer (410, 411, 412, . . .) getrennt ansteuerbare Elektroden (420, 421, . . .) parallel zur Stirnfläche (42).