JPH07505705A - 水中聴音装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 水中聴音装置 発明の背景 本発明は曳航されるストリーマ内に配置される水中聴音装置に関する。

本発明は液体が充填された一般的な配置形態よりはむしろ固体が充填された被曳 航ストリーマ内に配置される水中聴音装置に関する。

本明細書において用いられている水中聴音器という用語は曳航されるストリーマ 内に配置される音響センサを含む。

被曳航ストリーマは数個の部分からなり、各部分がそれ自体の機能及び特徴とを 有する。ストリーマの作用部分には、適正な深度で曳航船の背後で互いに一定の 関係において配置された大部分の音響センサを含む。センサが水中において対象 となる音源から発せられた音響波を検出するのに有効であるためには、水中聴音 器が可能な限りその環境及び曳航システムから発せられる外来雑音の影響を受け ないことが確保されていることが望ましい。

典型的な雑音源は波の作用及び海生動物によって発せられる海鳴つと、被曳航体 のすべての要素の上方の水流によって生じる雑音及び曳航船からの励振及び曳航 船の方向に対して一定の角度で曳航されるケーブル部上方の交差水流によって生 じる振動からなる。

各雑音源には共に波数スペクトラムと称される波の速度と周波数とによって特徴 づけられる波のスペクトラムが関係している。雑音源から生じる波浪励振は被曳 航ストリーマ構造のセンサを含んでいる作用部分において波を励振する。波はセ ンサ内においても発せられる。このような波は構造波と称される。

音響的対象の領域は波数スペクトラムの僅かな範囲に存在し且つ単一の波の速度 によって特徴づけられるが、雑音は広い範囲に及んでいる。もし被曳航ストリー マ内に存在する構造波が対象となる音響波数の窓内にあれば、その構造波に一致 する本来の音響的対象はそのような構造波の存在によって遮蔽される。

構造波を除去するには２つの方法がある。ひとつは、構造波が音響波数の窓の外 側に置かれるようにストリーマの構造を設計することである。これは通常、構造 波を音響波の速度よりも遅くすることによって達成される。しかし、構造波が高 周波数で音響波空間に戻ることを防止することはできない。

他の方法は、水中聴音器を構造波に対してその感度を低下するように配置するこ とである。本発明は構造波によって励振され得る水中聴音装置内の励振機構に対 して雑音の減衰或いは消音を提供する水中聴音装置を提供する。しかし、この場 合における困難な点は、不適当に雑音が減衰或いは消音されることによってその 配置における音響的感度が減少されることである。

ストリーマ上方の水流から生じる乱流境界層雑音は幅広い波数スペクトラムの雑 音を発生する。この乱流境界層雑音のろ過は水流雑音の波長との比較によって水 中聴音器の音響的窓を大きくすること、即ち、それぞれ別個のセンサの数を増や し、各センサ間の距離を適切に設けることによって達成され得る。しかし、この ような配置は同時にある構造波に対しては感度が良くなるという利点を有するが 、減衰に対する注意深い選択によってこれを打ち消すことができる。

もし音響センサを取り巻く媒体内で発せられた波が高周波数帯で十分に減衰され なければ、この種のフィルタ作用の有効性はなくなる。

しかし、他の構造的雑音も水中聴音器に影響を及ぼし、上述の各センサ間の距離 を適切に設ける配置によってこの雑音を軽減することはできない。

発明の概要 それ故、本発明の目的は簡易であるが有効な方法によって従来の装置の欠点のい ずれかひとつを除去するか或いは最小にする或いは少なくとも公衆に対して有益 な選択を提供する水中聴音装置を提供することである。

概して、減衰特性を有する非固体媒体が充填されたハウジング内に水中聴音器を 配置することは望ましい騒音低減を与えてくれる。

従って、ひとつの形態において本発明はハウジング内に配置された少なくともひ とつの水中聴音器を含み、ハウジングがその両端部において硬質の栓によって閉 じられ、且つ音響波を減衰させる液状或いは半液状の充填材が充填されている、 被曳航ストリーマ内における水中聴音装置を提供することにある。

音響波減衰機能を提供する非固体充填材層はいくつかの形態で存在する。充填材 はゲルでもよい。この場合、必要ならば、要求された特性を達成するために、ゲ ルはその流動状態を変化させてもよい。そのようなゲルの特性のひとつは、かな り高粘性のゲルとして水中聴音器内に配置され得ることである。ずれ応力を受け ると、粘性は低下され得る。ゲルは好ましくは、被曳航ストリーマの動作温度で 半液状の状態にあり、構造波がゲルの中に侵入したどきに、ミクロのレベルにお いて液状になるように選定されるか或いは構成される。このようにして、構造波 のエネルギーは放散されて、音響波減衰効果が生じる。

或いは、液体を用い、音響センサをパフフル手段によって取り囲むことによって も音響波を減衰させることができる。バッフル手段は固体であり、液体がそれを 通って強制的に流されると、構造波を減衰させるように作用する。使用可能なバ ッフル手段は音響センサの周囲に配置された連続気泡構造体である。

ハウジングが構造波エネルギーを消散することができる定形可能な材料から構成 される場合には、そのハウジングの材料は水中聴音器によって捕獲されたエネル ギーを減少させることができる。

本発明の他の実施態様は固体の被曳航ストリーマの基本的な構造との関係におい て理解される。それらのうちのひとつの形態をここで簡単に記載し且つ後に詳細 に記載する。固体のストリーマはセンサを含んでいる中央芯材からなる。この中 央芯材はひもの層によって囲まれている。このひもの層は主強化部材を含んでい てもよいし含まなくてもよい。この層は通常編組層によって所定位置に保持され ている。この組立体にはゲルがすべての空所を満たすように充填される。ゲル充 填層はカバーによって覆われる。高い抗張力部材がカバーに設けられてもよい水 流による雑音或いは振動によって生じた雑音によって抗張力部材が励振されると 、それによってハウジングの栓が励振される。これによって、可撓性のハウジン グを伸縮させることによって充填材内に膨張波が励起される。また、外延波も発 生される。このような膨張波及び外延波は定形可能な材料によって減衰すること が可能である。

それ故、ハウジングが弾性変形可能であり、それによって減衰効果が提供される ように及びハウジング内の減衰媒体が栓によって励起された波を減衰させるよう に水中聴音器を形成してもよい。

管内で端部の栓に対して規則的なパターンで水中聴音器を配置することによって さらに雑音源を減衰させることができる。

カバー内に応力部材が設けられた場合には、カバーがその応力部材によって引９ 張られたり弛緩されると芯材に圧縮力が生じる。この圧縮力は進行波として発せ られる。変形可能なハウジングが音響センサに隣接して周方向に強化されると、 このような雑音は克服され得る。

それ故、水中聴音装置はハウジング内で規則正しい距離をおいて設けられた複数 の音響センサを有し、そのハウジングは通常可撓性材料から構成されるが、各セ ンサに隣接して横方向に剛性を有する。

或いは規則正しい距離をおいて設けられた各音響センサは剛性壁を有する複数の ハウジングの各々に収納されてもよい。

或いはまたはさらに、ハウジング内で両方向に伝搬する類似の構造波を無効にす るために、水中聴音器をハウジング内で対称的に配置することによって雑音の低 減効果を高めることができる。

図面の簡単な説明 本発明に対する理解をさらに高めるため、好ましい実施例を図面を参照して記載 する。図面中、 第１図は本発明の第１実施例のレイアウトを示す部分略平面図である。

第２図は本発明の第２実施例のレイアウトを示す部分略平面図である。

第３図は本発明の第３実施例のレイアウトを示す部分略平面図である。

第４図は一種の固体ケーブル内における水中聴音器の配Ｉの位置を示す横断面図 である。

好ましい実施例 水中聴音装置は音響センサまたは水中聴音器１を含む。水中聴音器１はハウジン グ２内に収容されている。ハウジング２は開放した両端部を有する円筒状をなす 。それらの開放端部は栓によって閉じられている。各実施例において、この栓は 剛性栓３の形をとる。水中聴音器１はハウジング２内で所定位置に保持されてい る。このハウジング２には液体或いはゲルである充填材４が充填されている。

第１図に示された第１実施例において、ハウジングはポリウレタン或いはゴム製 の管のような可撓性の管から形成されている。栓は高密度ポリウレタンで作られ てもよい。充填材は炭化水素のような液体であり、商標ｒｌｓＯＰＡＲＪを付し て販売されているものでもよい。水中聴音器はそれぞれ規則的な間隔を置いて配 置され且つ両端部の栓からも一定の間隔が置かれている。

第２実施例においては、ハウジングは炭素繊維層のような非可撓性の管から構成 されている。その剛性管は放射方向への圧縮の排除のためには役立つが、端部の 栓によって発生された音波を減衰するにはうまく作用しない。栓は第１実施例と 同様に剛性形である。充填材は第１実施例と同様に液状アあり、連続気泡構造体 の内に保持されている。このようなユニットが数個、−直線に並べられ且つ規則 正しく間隔を置かれている。これによって、乱流境界雑音が減少される。さらに 、水中聴音装置内の液体は水流による雑音の波数スペクトラムにおけるいくつか の波数に対してフィルタ作用を提供するように変更されてもよい。

第３実施例は第１図に示されたのに類似する構造からなる。水中聴音器は規則正 しい間隔をおいて配置されている。ハウジングの長さは乱流境界雑音の排除を許 す。ハウジングの壁は可撓性を有するが、補強片５によって横方向に補強されて いる。補強片は水中聴音器に一致するように間隔をおいて配置されている。補強 片はカバーによって発生される放射方向への圧縮に対して反発するのに役立ち、 そのような雑音源に対して水中聴音器を遮蔽することができる。この実施例にお いてハウジング内に充填された充填材はゲル状であり、そのようなゲルの一例と して商標ｒＯＰＴＩＦＩＬＬＪ或いはｒｌＮｓＪＥＬＬＪを付して販売されてい るものがある。

水中聴音器の詳細は記載されていないが、そのようなセンサは主に圧電震換から 始まる技術においてよく知られていて、適当な水中聴音器が使用され得る。

さて、ストリーマ内での水中聴音装置の位置に戻る。ハウジング２は充填材４に よって取り巻かれた水中聴音器ｌを有する被曳航ストリーマに対して中央に位置 決められる。ハウジング２の周囲には複数の充填材ひも６が設けられている。

これらの充填材ひも６は通常、ポリプロピレンのような弾性化合物であり、組ひ も７によって所定位置に保持されている。この組ひもと充填材ひも層は、流動状 態が摩擦或いは熱によって変化可能なゲルを広範に支持する。このゲルが充填さ れた層はゲル層の周囲に紙片を螺旋状に巻いて形成された紙包８によって取り巻 かれている。商標ｒＫＥＶＲＡＲＪ或いはｒＶＥＣＴＲＡＮＪを付して販売され ている材料製の高張力補強部材のような補強部材９が紙包８の周囲に配置され、 これらの補強部材の周囲に内カバー１０が押出成型されている。内カバーは熱可 塑性ゴム製である。熱可塑性ポリウレタンのような耐摩耗性で不透水性材料製の 外カバー１１が内カバーを覆って押出成型されている。

本発明の実施例に関連して本発明の穐々の特徴が示され記載されてきた。しかし 、これらの特別な構成は単に発明を例示するためであり、本発明は添付した請求 の範囲によってその完全な解釈を与えられるものであることは理解されなげれ補 正書の写しく翻訳文）提出書 （特許法第１８４条の７第１項） 平成　６年　８月１９日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ハウジング内に配置された少なくともひとつの水中聴音器を含み、ハウジン グがその両端部において硬質の栓によって閉じられ、且つ音響波を減衰させる液 状或いは半液状の充填材が充填されている、被曳航ストリーマ内における水中聴 音装置。 ２．規則正しく一定距離をおいて設けられた複数の音響センサを含むことを特徴 とする請求の範囲第１項に記載の被曳航ストリーマ内における水中聴音装置。 ３．充填材がせん断力によってその流動状態を変化可能なゲルであることを特徴 とする請求の範囲第１項に記載の被曳航ストリーマ内における水中聴音装置。 ４．充填材がゲルであり、構造波を減衰させるためにパッフル手段がハウジング 内に配置されていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の被曳航ストリー マ内における水中聴音装置。 ５．パッフル手段が連続気泡構造体であることを特徴とする請求の範囲第４項に 記載の被曳航ストリーマ内における水中聴音装置。 ６．ハウジングが硬質であり、ひとつの水中聴音器のみを含んでいることを特徴 とする請求の範囲第１項に記載の被曳航ストリーマ内における水中聴音装置。 ７．互いに接続されていない隣接する複数の水中聴音器からなり、各水中聴音器 が別個のハウジング内に収納されていることを特徴とする請求の範囲第６項に記 載の被曳航ストリーマ内における水中聴音装置。 ８．ハウジングがボラードの最小径部分の周囲で折曲するように弾性変形可能で あり、且つ一定の距離をおいて配置された複数の水中聴音器からなることを特徴 とする請求の範囲第１項に記載の被曳航ストリーマ内における水中聴音装置。 ９．各前記水中聴音器が横方向遮蔽手段によって膨張波から遮蔽されることを特 徴とする請求の範囲第８項に記載の被曳航ストリーマ内における水中聴音装置１ ０．管がその管内で一定の距離をおいて配置された複数の水中聴音器に一致する 一定の距離をおいて配置された片から離れて弾性変形可能であることを特徴とす る請求の範囲第９項に記載の被曳航ストリーマ内における水中聴音装置。 １１．一定の距離をおいて配置された複数の硬質の円筒が複数の水中聴音器に一 致して配置された可撓性の管に隣接して配置されていることを特徴とする請求の 範囲第９項に記載の被曳航ストリーマ内における水中聴音装置。 １２．ハウジング内で一定の距離をおいて対称的に配置された複数の水中聴音器 を含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の被曳航ストリーマ内における 水中聴音装置。