Kondensatormikrophon für Unterwasserschall Zum Empfangen von Unterwasserschallsignalen
ist bereits vorgeschlagen worden, Kondensatorempfänger zu benutzen. Bei diesen Empfängern
«-erden durch die Schallwellen die Belegungen eines Kondensators voneinander entfernt
oder einander genähert und die dadurch entstehenden Kapazitätsänderungen in elektrische
Ströme umgeformt. Man hat auch bereits vorgeschlagen, als Empfänger Kondensatoren.
z. B. Papierkondensatoren, zu benutzen, bei welchen durch Zusammenpressen des Dielektrikurns
und den damit verbundenen Bewegungen der Belegungen ebenfalls Kapazitätsänderungen
entstehen.Condenser microphone for underwater sound For receiving underwater sound signals
it has already been proposed to use condenser receivers. With these recipients
«-Earths the occupancy of a capacitor away from each other by the sound waves
or approached each other and the resulting changes in capacitance into electrical
Streams transformed. Capacitors have also been proposed as receivers.
z. B. paper capacitors to use, in which by compressing the dielectric
and the associated movements in occupancy also changes in capacity
develop.
Zum Empfang von Unterwasserschall= Signalen wird gemäß der Erfindung
ein Kondensatormikrophon verwendet, bei welchem die Schallwellen zwischen die starren
und unbeweglichen Platten eines Kondensators geleitet werden, so daß durch die durch
die Schallwellen hervorgerufenen Änderungen der Dielektrizitätskonstanten Kapazitätsänderungen
entstehen. Derartige Mikrophone sind bereits zum Empfang von Schallwellen in Gasen
benutzt worden. Ihre Anwendung zum Empfang von Unterwasserschallsignalen ist jedoch
besonders vorteilhaft, weil sie gegen mechanische Beschädigungen, beispielsweise
durch Druckwellen, außerordentlich unempfindlich sind und außerdem eine verzerrungsfreie
Umwandlung von Schallwellen in elektrische Ströme gestatten. Wegen der guten Leitfähigkeit
des See- bzw. Flußwassers ist es zweckmäßig, die Kondensatorplatten in ein mit einem
Dielektrikum gefülltes Gefäß einzuschließen.To receive underwater sound = signals, according to the invention
a condenser microphone is used in which the sound waves between the rigid
and immovable plates of a capacitor are passed so that through the
Changes in the dielectric constant caused by the sound waves, changes in capacitance
develop. Such microphones are already used to receive sound waves in gases
been used. However, their application for receiving underwater sound signals is
particularly advantageous because they protect against mechanical damage, for example
due to pressure waves, are extremely insensitive and also a distortion-free
Allow conversion of sound waves into electrical currents. Because of the good conductivity
of the lake or river water, it is useful to put the capacitor plates in one with a
Enclose dielectric filled vessel.
Abb. i zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. i, a, 3 und 4
sind starre Metallplatten, die durch die Isolierstücke 5 voneinander getrennt sind.
6 sind zwei ebenfalls aus Isoliermaterial bestehende Platten, mit deren Hilfe die
Platten i bis 4 in ihrer Lage gehalten werden. Das Plattensystem ist in das zylindrische
Gefäß 7 eingeschlossen, das an beiden Enden durch eine dünne Membran 8 abgeschlossen
ist. Das Innere des Gefäßes ; wird mit einem Dielektrikum (z. B. C51) gefüllt. Schall-
bzw. Druckwellen, die auf die Membran 8 treffen, pflanzen sich in das Innere des
Zyinders 7 fort und verändern dadurch die Dielektrizitätskonstante des Dielektrikums
und somit die Kapazität zwischen den Platten i bis a..Fig. I shows an embodiment of the invention. i, a, 3 and 4
are rigid metal plates which are separated from one another by the insulating pieces 5.
6 are two plates, also made of insulating material, with the help of which the
Plates i to 4 are held in place. The plate system is in the cylindrical
Enclosed vessel 7, which is closed off at both ends by a thin membrane 8
is. The inside of the vessel; is filled with a dielectric (e.g. C51). Sound-
or pressure waves that hit the membrane 8, plant themselves in the interior of the
Zyinders 7 and thereby change the dielectric constant of the dielectric
and thus the capacity between plates i to a ..
Um die Kapazitätsänderungen der in Abb. i dargestellten Vorrichtung
in elektrische Ströme umzuwandeln, eignet sich besonders die in Abb. z dargestellte
Schaltung. Die hondensatorplatten i und 3 sowie a und 4 sind miteinander verbunden
und bilden die Belegungen des Kondensators g. Dieser Kondensator
liegt
mit der Selbstinduktion io zusammen in einem Schwingungskreise, der von der Elektronenröhre
i i erregt wird. Wird durch die Schallwellen die Kapazität des Kondensators 9 verändert,
so ändert sich die Eigenschwingungszahl dieses Schwingungskreises. Ein zweiter in
derselben Weise aufgebauter Schwingungskreis besteht aus der unveränderlichen Kapazität
12, der Selbstinduktion 13 und der Elektronenröhre 14 und weicht in seiner Eigenfrequenz
nur wenig von der des anderen Schwingungskreises ab. Beide Schwingungskreise wirken
zusammen induktiv auf die Transformatorwindungen 15, die am Gitter der als Gleichrichter
geschalteten Elektronenröhre 16 liegen. In der Spule 17 fließt dann ein der Schwebungsfrequenz
entsprechender Strom. Die Schwebungsfrequenz ändert sich bei geringen Änderungen
der Kapazität 9 sehr stark. Die in ihrer Eigenschwingungszahl durch den Kondensator
9 beeinflußte Schwehungsfrequenz wirkt auf den Schwingungskreis 18, i9, der so abgestimmt.ist,
daß seine Eigenschwingungszahl in der -Nähe der Schwebungsfrequenz liegt und zwar
derart, daß die Änderungen der ankommenden Frequenz auf dem aufsteigenden oder abfallenden
Aste der Resonanzkurve liegen. Durch die Änderungen der Schwebungsfrequenz wird
dieser Schwingungskreis also schwächer oder stärker erregt. Eine als Detektor geschaltete
Elektronenröhre 2o macht die Änderungen der Schwebungsfrequenz im Telephon 21 hörbar.
Durch Einschalten weiterer Verstärker kann man auch sehr schwache Druckwellen hörbar
machen. Zum Nachweis der Änderungen der Schwebungsfrequenz kann man auch die bekannten
Methoden des Phasensprunges (Änderungen der Phasenverschiebung beim Durchgang durch
die Resonanzlage) verwenden.To the changes in capacitance of the device shown in Fig. I
To convert it into electrical currents, the one shown in Fig. z is particularly suitable
Circuit. The capacitor plates i and 3 and a and 4 are connected to one another
and form the assignments of the capacitor g. This capacitor
lies
with the self-induction io together in an oscillation circuit, that of the electron tube
i i is excited. If the capacitance of the capacitor 9 is changed by the sound waves,
this changes the natural frequency of this oscillation circuit. A second in
The oscillatory circuit constructed in the same way consists of the invariable capacity
12, the self-induction 13 and the electron tube 14 and differs in its natural frequency
only slightly from that of the other oscillation circle. Both oscillation circles work
together inductively on the transformer windings 15, which act as a rectifier on the grid
switched electron tube 16 are. The beat frequency then flows in the coil 17
corresponding current. The beat frequency changes with small changes
capacity 9 very strong. The natural frequency through the capacitor
9 influenced oscillation frequency acts on the oscillation circuit 18, i9, which is so tuned,
that its natural frequency is close to the beat frequency and that
such that the changes in the incoming frequency on the rising or falling
Branches of the resonance curve. By changing the beat frequency,
this oscillation circuit is therefore less or more excited. One switched as a detector
Electron tube 2o makes the changes in the beat frequency in the telephone 21 audible.
By switching on further amplifiers one can also hear very weak pressure waves
do. To prove the changes in the beat frequency one can also use the known
Methods of the phase jump (changes in the phase shift when passing through
the resonance position).
Die Einrichtung gemäß der Erfindung zeichnet sich durch hohe Empfindlichkeit
aus, die für alle Frequenzen gleichmäßig ist.The device according to the invention is characterized by high sensitivity
that is uniform for all frequencies.