JP2001502789A - 水中低周波音源 - Google Patents

水中低周波音源

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Abstract

(57)【要約】 加圧気泡を形成して気泡を吐出口(7)からプルームに向ける気泡発生装置(1)と、変動圧力を気泡プルームの基部に加えて気泡プルームを調節し(8)、これによって低周波音波の供給源を作り出す低周波音源(2)とを組み込んだ音響発生システムを記載する。低周波音波を発生させて送出する方法も記載する。

Description

【発明の詳細な説明】 水中低周波音源 本発明は、音を発生する装置に関し、特に水中での用途において低周波の音を 発生させることに関する。 水中でのコミュニケーションに使用される変換器(トランスデューサ)、ソナ ー、およびその他の計器類の作動周波数を低くするために、多くの努力が費やさ れてきた。低周波音を測定し記録することは比較的簡単であるが、このような音 を発生させることは比較的困難である。低周波変換器の電流発生は一般に、引張 り柔軟性をもつ(flextensional)カプセルの内部で作動する圧電材料または磁 気ひずみ材料に基づくもので、このカプセルは、装置によって引き起こされる水 の変位あるいは移動を増大し、こうしてこの動作をさらに効率的にする。しかし ながらこの変換器は、所与の動作効率度を維持するためには変換器のサイズを作 動周波数に反比例して増大しなければならないという欠点がある。したがって、 サイズ、重量およびコストを考慮すると、既存の変換器の使用可能な低周波数と しては200Hz位に限られる。装置は周波数が低くなるにつれてま すます共鳴あるいは反響し、これによって使用可能な周波数範囲を制限する。 米国特許第3437170号は、所定のエネルギースペクトルを有する波を発 生する様々な容積をもった多くのチャンバから水中で気泡を放出あるいは吐出す る音響発生装置を開示している。また米国特許第3493072号も、加圧ガス が水中チャンバから瞬間的に放出されて、変動基本周波数をもつ気泡を作り出す 、海上地震探査用の音響発生装置を開示している。 本発明は、従来の技術によるシステムのいくつかの欠点を克服することのでき る改善された低周波音響発生システムを対象とする。 したがって本発明によれば、音響発生システムは、加圧気泡を形成するための 気泡発生手段、吐出口からプルームあるいは上昇流(plume)の中に気泡を向け る手段、および気泡のプルームを調整すべく気泡のプルームの基部に変動圧力を 加える手段を備え、変動圧力を加える手段は低周波音源を含み、これによって、 吐出口の近くに位置することが好ましい低周波音波の供給源が作られる。使用の 際は、音響発生システムは海水などの液体媒質の中に沈められていることが好ま しい。 本発明のもう一つの態様によれば、上記のような音響発生システムを使用して 既知の低周波数の音を発する方法が提供される。 水中における気泡のプルームは普通でない音響特性、すなわち音を方向付ける 性質を持っている。水中の(気泡としての)空気のわずかな割合、一般的には1 0分の1または100分の1パーセントが、音の速度に実質的な変化を生じさせ る。もっと高い割合での気泡の存在は音速をさらに低下させて、数パーセントの 空気の場合には最低の約35ms-1になる。気泡のプルームでは、空気の最大濃 度は流れの軸に沿って見られ、したがって音は、最低音速に向かう回折によって プルームの内部に閉じ込められる。さらにプルームの音響インピーダンスは、そ の形成箇所における非常に低い値から、気泡が分散して水の中に吸収される箇所 における高い値まで、その長さに沿って連続的に変化する。この結果、プルーム 形成箇所における空気容積の変化によって生ずる小さな圧力変化が、プルームの 端部において、さらに最終的には周囲の流体中において(わずかな容積変化を伴 うにもかかわらず)大きな圧力変化を発生させることができるという状況になる 。プルームへの空気供給をパルス 化あるいは脈動させることによって達成される効果は、空気中におけるらつぱや メガホンの効果と非常によく似ている。したがって、気泡を発生させるためだけ に必要な小さな供給源を利用して、プルームのネック(首部)における容積変化 を利用して高レベルの低周波音を発生させることが可能である。 本発明では、水中のような密度がより高い流体の中で使用するための改善され た低周波変換器を作るために、プルームのこれらの性質を利用する。空気などの 低密度の媒質においては、大きな音の変位を起こさせるために必要な力は小さく 、またスピーカなどの発生装置がフレキシブルシステムの大きな変位を具体化す る。密度がより高い媒質においては、小さな変位を起こさせるためにより大きな 力が必要であり、装置は非常に硬い圧電要素をベースにする傾向がある。さらに 、効率的で広帯域の音響を発生するためには、装置の作用領域は一般的に波長に 比べて大きくしなければならない。水中では、100Hzの周波数で波長は15 メートルである。したがって、この周波数では既存の変換器は共鳴を起こして非 効率的になる傾向がある。本発明は、従来の変換器における上記の問題を克服す るために必要であるよりはるかに扱いやすく実用的なサイズの効率的で 広帯域の低周波音響発生装置を提供する。したがって、水中において100Hz 未満で作動する変換器が実用的な提案とされる。 このように気泡プルームの性質を利用することは、上述の各米国特許に記載さ れているような空気またはガスを水中で使用する他の音源とは著しく異なるもの である。一つまたは複数の気泡の突然の膨張を起こさせるために圧縮空気を使用 する装置が使用可能である。しかしながらこれらの装置は衝動的で共鳴を起こし 、インピーダンスを変換させるために気泡の性質を利用するものではない。ここ で説明する装置は、音を連続的に送出し、広範囲の周波数にわたって作動可能で ある。 本発明による音響発生システムは、音響測深、遠距離通信、例えば魚群を突き とめるための魚群探知などの適用範囲のための低周波音源として使用することも できる。これらのシステムはまた、例えば機雷掃海、潜水艦探知などの軍用すな わち海軍用として使用することもできる。低周波における水中での音の減衰は小 さく、これによって本発明による装置を使用して長距離にわたる信号伝達が可能 になる。 気泡の形成は、所定のサイズおよび速度を有するパルスまた は気泡の形で吐出口から放出される加圧ガスをチャンバに導くことによって実施 することが好ましい。したがって、気泡形成手段は、加圧ガスをチャンバに導く 手段と、所定のサイズおよび速度をもつパルスまたは気泡の形で吐出口からのガ スの放出を制御する手段とを有することが好ましい。パルスは、バルブまたは回 転セクタディスクなどの適当な遮断装置によって得ることができる。こうして、 所要周波数で作動するバルブまたはその同等物を介して圧縮ガスを放出すること によって音が発生する。形成される気泡プルームは、音を方向付ける(チャネリ ングする)ためのしくみを提供し、空気から水などの液相に音エネルギーを移す ように作用する。 気泡を調整する手段は、好ましくは5〜1000Hz、さらに好ましくは20 〜1000Hzである周波数範囲を有する低周波音源であり、例えばスピーカ、 フォグホーンなどである。本発明は、音源が従来の技術による装置では実際の有 効限界である200Hz未満の周波数範囲を有するという特別の利点を提供し、 100Hz未満の周波数では水中で長距離にわたって減衰が低いという特別の利 点を提供する。このように本発明は、例えば長距離のソナーまたはコミュニケー ションに適用するた めに、水中における長距離信号発生のための低周波音響送出装置(トランスミッ タ)における使用に特に適している。 同じ一般的基礎原理を採用する気泡雲の別の性質に基づく本発明の代替態様が 、浅水中において適用するために提案されている。浅水中におけるようにプルー ムの高さが限られるところでは、プルームの中に誘導される波はプルームに沿っ て移動し、水の表面とプルームが発生する箇所との両方において反射する。これ がプルームの共鳴挙動あるいは共鳴作用すなわち特定の周波数をもたらし、この 特定の周波数において、プルーム内部の高い音響レベルが、プルームの基部と表 面との間における音の多重反射の結果として発生する。 この作用は、アクチュエータによって、すなわち音を発生するかまたは一種の 振動様式でプルームの基部を変位させる何らかの方法によって引き起こされる。 この実施形態では、上述の一般的な音響発生システムは、反射波の到着に応答し て音波を強化して共鳴作用を引き起こすように構成されたアクチュエータを追加 的に備えている。共鳴作用を引き起こすために使用できるアクチュエータの具体 例として、水中スピーカー、フォグポーンまたはサイレン、プルームへの空気の 供給を調整する空 気弁、及びプルームを揺する圧縮空気によって駆動されるパネルが挙げられる。 プルームが励起される追加の方法は、プルーム中の音圧を上げることによって 起動される気泡発生装置への供給路にバルブを設け、これによってバルブは反射 波の到着によって開き、プルームの基部においてさらにガス泡を放出し、または アクチュエータがプルームの中へ音を注入するようにさせることである。音圧が 上昇するとバルブは開き、こうして音圧をさらに上昇させるが、これと反対に音 圧が低下するとバルブは閉じる。この作用はプルームにおける音の共鳴を強化し 、非常に高いレベルの音を実現する。 気泡シートが発生するように、直線形状の気泡発生手段および音源(例えば、 直線発生器および音源またはこれらの直線列)とを使用して、一つの線に沿って プルームを発生させる場合には、このプルームは、魚群を探知するためまたは水 泳者がある領域に入らないように阻止するために非常に適するような高レベル音 の障壁になる。上述のような水中共鳴音波発生装置の配列を包含する水中音響障 壁を製造することができる。 本発明はまた、既知の低周波数の音を液体媒質中に発する方 法であって、 液体中に加圧ガス泡を発生させる段階と、 気泡をプルームの中に向ける段階と、 気泡のプルームの基部に変動圧力を加えて気泡のプルームを調整する段階とを 備えており、この変動圧力が好ましくは吐出口のそばに位置する低周波音源によ って加えられ、これによって低周波音波の供給源が作り出されることを特徴とす る方法を提供する。 この方法は、気泡発生チャンバに加圧ガスを導き、ガスを所定のサイズおよび 速度をもつパルスまたは気泡の形でチャンバの吐出口から放出することによる気 泡発生を含むことが好ましく、パルスまたは気泡は、バルブまたは回転セクタデ ィスクなどの適当な遮断装置によって発生させることが好ましい。 上述のように、この方法を、ソナーなどのためまたは浅水に適した水中におけ る長距離低周波音響信号の送出方法として使用して、水中共鳴音波発生方法を得 ることができ、この場合、水面および音源における反復反射によって発生する共 鳴波を引き起こすためにアクチュエータが使用され、反射波の到着によって生起 されるようなプルームの音圧上昇に応答してさらに加 圧ガス泡が発生し、これによって共鳴効果を強化する任意の追加段階を伴う。さ らにこの方法は、気泡シートを発生させるように変更すれば、水中障壁を発生さ せる場合に特に効果的である。 本発明を、単なる例示として添付の図面の第1図から第6図を参照して以下に 説明する。 第1図は、本発明の原理を取り入れた水中低周波音響送出装置を示す図である 。 第2図から第4図までは、本発明による音源によって利用される気泡プルーム の音響作用を示すグラフである。 第5図は、本発明による水中での作動における音源および気泡プルームを組み 合わせた概略図である。 第6図および第7図は、本発明の原理を取り入れた浅水中において使用するた めの音響共鳴システムを示す図である。 第1図の音波発生システムは、フォグホーン2の入口に連結された加圧空気ま たはその他の適当なガスの供給源1を含む。この供給源はバルブ(図示せず)に 接続され、このバルブは、水中に通されたときに気泡を形成することのできる空 気のパルスあるいは脈動を形成するように、ある周波数で開閉するよう に構成されている。フォグホーンは、水中聴音器(ハイドロフォン)のチェーン 4によって支持されたチャンバ3中に封入されている。チャンバは、シンターガ ラス(sintered glass)の二つの領域6、7を有する下方に向いている延長部5 を有する。第一領域6は薄いダイアフラム8によって取り囲まれ、第二領域7は 周囲の同軸開放管9への吐出口孔を提供する。 使用する場合には、パルス化された空気がフォグホーンに流入してチャンバ延 長部5に沿って通過する。気泡のプルームは第二領域7の吐出口孔から浮かび上 がって、管9の上端から出て行く。延長部5と管9との間の環状空間に沿って通 過する気泡は、チャンバ3からの脈動空気流によってひき起こされるダイアフラ ム8の動きによって調整(モジュレート)される。 本発明の代替実施形態では、連続気泡流が、空気などの圧縮ガスの供給源から プルーム中に流される。気泡プルームのスロート部の周りに、ほぼ5〜100H zの範囲の低周波信号を送出することのできる拡声器あるいはスピーカ形態の低 周波音源が配置されている。スピーカは気泡に作用、すなわち気泡を「絞り(ス クイーズし)」、スピーカの周波数と同じ周波数で音を発するプルームを生成す る。 第1図に示す装置の作動原理及び本発明のその他の類似の実施形態を、下記の ように第2図から第4図を参照して説明することができる。水中の気泡発生装置 には空気または別のガスの連続流が供給される。気泡発生装置は、浮力の効果で 水中を上昇する気泡のプルームを形成するように設計されている。またほぼ水平 のプルームを形成することが望まれる場合もあり、この場合には、気泡発生装置 は、気泡の上昇速度が音源の前進速度と比べて低い速度で水中を引っ張られる。 プルームは、これが気泡発生装置から離れるにつれて、一般的には7度程度の開 口角度で分散する。気泡発生装置の近くでは、プルームは一般的には5〜10容 量パーセントの空気を含有する。気泡発生装置から遠ざかるにつれて空気の割合 は、プルームの分散と水中への空気の溶解につれて急速に減少する。一般的には 、プルームに沿った約200メートルの距離で、空気は溶解してプルームの効果 的な存在は消滅する。 この装置の作動原理はプルームの音響作用を理解することによって明らかにな る。流体中における音速は次の式によって得られる。 Cp=(B/p) ただし、Bは流体の体積弾性率、すなわち流体の圧縮率を表すパラメータであり 、pは流体の密度である。したがって密度の増加は流体中の音速を低下させるこ とになり、体積弾性率の増加(すなわち流体のコンプライアンスの低下)は音速 を上昇させることになる。 気泡プルームにおける混合物などガスと流体の混合物については、その性質は 一般に二つの媒質の性質の複合物としてモデル化することができる。プルームの 場合には、混合物の密度はかなり一定であり、プルームの形成位置における水中 の空気含有率5%では、混合物の密度は水の密度の約95%である。しかしなが ら、非常に低い水の圧縮率に加えられる空気の圧縮率によって体積弾性率は大き く減少する(圧縮率は増加する)(第2図を参照)。 一般的な減少量は0.1%程度またはそれ未満であり、この数字を上記の式に 代入すると、プルーム形成位置におけるプルームの中の音の速度は一般的には5 0m/秒またはそれ未満であると決定することができる。この速度はプルームに 沿ってほぼ指数関数的に上昇し、プルームが終わると自由水の値に達する。 この作用は、気泡プルームの内部に音を閉じ込める傾向がある。プルームのこ の特徴は次のように説明することができる。プルームの内部および外部の両方を 伝搬する波を考える。これは第3図に示されている。短時間後、波面が歪んでい る。プルーム内部の波の部分はプルーム外部の波の部分に対して遅れている。音 エネルギーの伝搬方向を表す波面に対する垂直線を引くと、音はプルームの軸に 向かって回折しており、プルームの端で周囲の水に出てくるまで閉じ込められて いることがわかるであろう。 本発明はこれらの性質を適用して、ここに記載するようなプルームが音響変成 装置として利用できるという、これまでに確認されていない結論に達する。音に 対する流体のインピーダンスの測定値は、密度と音速との積pCによって得られ るRaylsの単位で表す音響インピーダンスである。空気は450Rayls という低い音響インピーダンスを有するが、水は1.5×107Raylsとい う高い音響インピーダンスを有する。この結果、空気中において大きな音の移動 を発生させるために必要な力は小さいが、水中において小さな音の移動を発生さ せるために必要な力は大きい。スピーカなどの空気中で音を出すために設計 される装置はフレキシブルシステムの大きな移動を受け入れるが、水中用に設計 される装置は非常に硬い圧電素子をベースにする傾向があり、圧電素子の移動は 比較的小さい。 その上、効率的で広帯域の音の発生のためには、装置の活動領域は波長に対し て一般的に大きなものでなければならない。媒質が空気である場合には、これは ほとんど問題にならないが、水中において100Hzの周波数では波長は15メ ートルである。したがって、これらの周波数における既存の変換器は共鳴して効 率的でない傾向がある。気泡プルームの作用を活用して、従来の変換器における 上記の問題を克服するために必要であるよりもはるかに扱いやすく実用的なサイ ズの、効率的で広帯域の低周波音響発生装置を実現する。 第4図は、気泡プルームの長さに沿って局部音響インピーダンスを正規化され た音響インピーダンスの関数として表したグラフである。インピーダンスの発生 箇所近くではインピーダンスは非常に小さいが、その端部においては水のインピ ーダンスに達していることがわかる。インピーダンスの変化は、音の局部波長あ たりほぼ一定である。したがって、プルームは非常に効率的な変成装置として作 用する。この効果は空気中における 警笛またはスピーカに非常に似ており、これは、適当に防水された従来のスピー カなどの低インピーダンス音源をプルームの端部の水の周囲に音を送り込むため に使用できることを意味する。音源は圧力下におけるガスの交替流(alternatin g flow)によって移動するダイアフラムでもよい。いずれの場合でも音源はプル ーム内の一か所に置くことができ、これによってプルームの局部インピーダンス はその音源のインピーダンスに合致する。 プルームのさらに別の性質は、エネルギー保存の結果として、高い変位におけ る音源における低圧が、低い変位にもかかわらずプルームの端部の水中において 高い圧力に変換することである。 第5図は典型的な実施形態を示す。プルームは気泡発生装置10によって発生 する。プルームは水を通じて上昇し、分散し溶解して消滅する。プルーム12の 一カ所にはドライバあるいは励振器11があり、ここではプルームの音響インピ ーダンスすなわち機械インピーダンスはドライバの内部インピーダンスに一致す る。一般的には、これは空気中におけるスピーカに似ている。別法として、制御 弁によって調整される速度で空気を 供給することによってエアバッグの容積が変化する、弾力性のあるエアバッグを ドライバとして使用することもできる。ドライバによってひき起こされる局部圧 力の変化は、プルームを通じて上方(UP)に伝搬し、気泡プルームが分散する 位置で水の中に発散される。発散表面の面積は大きいので、原則として現在のシ ステムの周波数よりもはるかに低い周波数の音が発生し、高い効率が保持される 。効率的な作動のためには、音源の表面積を半波長程度の直径にしなければなら ない。10Hzでは、これは端から端までが150メートルである構造を意味し 、これは剛性構造をもつ従来の変換器のための限定された実用的な提案であるが 、この値の幅を持つ気泡プルームを発生させるのははるかに容易である。 第6図と第7図は、浅水すなわち数メートルから数10メートル水深のための 装置を示し、水の表面と気泡発生位置からの反復反射によって作られる共鳴シス テムとして作動するように構成されている。 第6図はこのシステムの一般的な実施形態を示す。一本の多孔管(ポーラスパ イプ)21が水中で気泡のプルームを発生させる。この管には供給管22を経て 圧縮された空気またはガス が供給される。この供給はバルブ23によって制御される。多孔管は気泡のシー ト24を発生させ、気泡のシートは水の表面28に上昇する。囲い中にあるエア ホーン25に上記または別の圧縮空気供給部によって圧縮空気が供給されると、 エアホーンは音を発生し、この音は多分ゴム製である可撓性チューブ26中に導 かれる。こうして音は可撓性チューブを介して気泡プルーム中に結合され、その 中で高レベルの音が発生する。可撓性チューブから排出される空気またはガスは 水の中に分散されるか、または図示のようにプルーム発生に役立つように使用さ れてもよい。もう一つのバルブ27によって、エアホーンへの空気供給を調整す ることができる。 別の典型的な実施形態を第7図に示す。同じ配置をもつ圧縮空気または圧縮ガ ス供給部22、バルブ23、及び多孔管21を使用して、気泡プルームを発生さ せる。この場合には、プルーム内の音は一つまたは複数のスピーカアセンブリ3 4を準備することによって発生され、このアセンブリの詳細は第7c図に示され 、防水囲い36の中に入れられたハイファイシステムに使用されるものと同じス ピーカ35から成っている。このスピーカは前後に変位することのできる可撓性 ダイアフラム37 を備え、スピーカが発生させる変位を可能にし、こうして音を気泡プルームの中 に導く。 スピーカアセンブリ34は、ダイアフラムが気泡プルーム38の中にあるよう に配置される(第7b図)。スピーカは電気信号によって駆動され、これは、ス ピーカを地上における一つまたは複数の増幅器及び信号発生器に接続する電線を 通じて行うことができる。したがってスピーカは正弦波信号、掃引正弦波信号、 またはその他の信号によって駆動される。 上記の両実施形態は、気泡プルームの内部に、プルームから離れて急速に減衰 するであろう高レベルの音を生起するために使用できる。これはまた、音をよけ る魚を誘導する有効な手段、またはダイバーがある領域に入ることを防ぐ有効な 手段として使用することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ネドウエル,ジェラミー・ロス イギリス国、ハンプシヤー・エス・オー・ 32・1・エー・エイチ、ビシヨツプス・ウ オーザム、チエイス・ミル、サバコーステ ツク・リミテツド(番地なし)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.加圧気泡を形成するための気泡発生手段と、吐出口からプルームの中に気泡 を向ける手段と、気泡のプルームを調整すべく気泡のプルームの基部に変動圧力 を加える手段とを備える音響発生システムであって、変動圧力を加える手段が低 周波音源を含み、これによって低周波音波の供給源が作り出されることを特徴と する音響発生システム。 2.前記低周波音源が前記吐出口の近くに位置する、請求の範囲第1項に記載の 音響発生システム。 3.前記泡発生手段は、加圧ガスをチャンバに導く手段と、所定のサイズおよび 速度をもつパルスまたは気泡の形での前記吐出口からのガスの放出を制御するパ ルス発生手段とを有する、請求の範囲第1項または第2項に記載の音響発生シス テム。 4.前記パルス発生手段が適当な遮断装置を含む、請求の範囲第3項に記載の音 響発生システム。 5.前記遮断装置がバルブ、回転セクタディスクまたはその同等物である、請求 の範囲第4項に記載の音響発生システム。 6.請求の範囲第1項から第5項のいずれか一項に記載の音響 発生システムを備える、水中で長距離信号を発生させるための低周波音響送出装 置。 7.請求の範囲第1項から第5項のいずれか一項に記載の音響発生システムを含 み、さらに、音波を強化して共鳴作用を引き起こすように反射波の到着に応答す るアクチュエータを備えた水中共鳴音波発生装置。 8.前記プルーム中の音圧を上げることによって起動されるバルブを前記気泡発 生装置への供給部に含んでおり、反射波の到着によって前記バルブが開き、プル ームの基部において気泡をさらに放出する、請求の範囲第7項に記載の水中共鳴 音波発生装置。 9.気泡のシートが形成されるような直線形状を有する気泡発生手段及び音源を 含む、請求の範囲第7項または第8項に記載の水中共鳴音波発生装置。 10.請求の範囲第7項または第8項に記載の水中共鳴音波発生装置を複数並べ て備える水中音響障壁。 11.既知の低周波数の音を液体媒質中に発する方法であって、 液体中に加圧気泡を発生させる段階と、 気泡をプルームの中に向ける段階と、 気泡のプルームの基部に変動圧力を加えて気泡のプルームを調整する段階とを 備えており、前記変動圧力が低周波音源によって加えられ、これによって低周波 音波の供給源が作り出されることを特徴とする方法。 12.気泡発生チャンバに加圧ガスを導き、ガスを所定のサイズおよび速度をも つパルスまたは気泡の形でチャンバの吐出口から放出することによって、気泡の 発生が行われる請求の範囲第10項に記載の方法。 13.パルスが適当な遮断装置によって生起される請求の範囲第11項に記載の 方法。 14.請求の範囲第10項から第12項のいずれか一項に記載の方法を使用する 、水中における長距離低周波音響信号の送出方法。 15.共鳴波を引き起こすためにアクチュエータが使用される、請求の範囲第1 0項から第12項のいずれか一項に記載の方法を含む水中共鳴音波発生方法。 16.反射波の到着によって生起されるようなプルームの上昇音圧に応答してさ らに加圧気泡が発生し、共鳴効果を強化する、請求の範囲第16項に記載の方法 。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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GB0123987D0 (en) * 2001-10-05 2001-11-28 Bae Sema Ltd Underwater sound source
US7126875B2 (en) * 2003-10-20 2006-10-24 State Of California, Department Of Transportation Underwater energy dampening device
US7349292B1 (en) * 2005-08-24 2008-03-25 The United States Of America Represented By The Secretary Of The Navy Increased effective aperture for receive arrays
US7266046B1 (en) 2006-06-26 2007-09-04 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Miniature low frequency acoustic transmitter
US8162297B2 (en) 2006-07-06 2012-04-24 Exxonmobil Upstream Research Co. Diverse bubble size generation
US8331194B1 (en) * 2010-04-26 2012-12-11 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Underwater acoustic waveguide
US8331198B2 (en) 2011-03-21 2012-12-11 Teledyne Instruments, Inc. Gas-filled bubble sound source
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3177466A (en) * 1960-09-29 1965-04-06 United Aircraft Corp Artificial sound channel
US3437170A (en) * 1966-12-12 1969-04-08 Texas Instruments Inc Control of energy spectrum in marine seismic exploration
US3493072A (en) * 1967-12-29 1970-02-03 Texas Instruments Inc Marine seismic exploration energy source
JPH07203579A (ja) * 1993-12-28 1995-08-04 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 水中音源装置

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