KR890000107B1

KR890000107B1 - End weighted reed sound transducer

Info

Publication number: KR890000107B1
Application number: KR1019830003403A
Authority: KR
Inventors: 에이·롭틴 래이포드
Original assignee: 마그나복스 거번먼트 앤드 인더스트리얼 일렉트-로닉스 캄파니; 지 · 디 · 로버트슨
Priority date: 1983-07-23
Filing date: 1983-07-23
Publication date: 1989-03-07
Also published as: KR850000890A

Abstract

내용 없음.No content.

Description

Electroacoustic transducer

제1도는 본 발명 실시예의 부분적인 블록 다이어그램의 분해도.1 is an exploded view of a partial block diagram of an embodiment of the invention.

제2도는 초립된 하이드로폰을 제1도 라인(202)따라 절취한 확대 단면도.FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the granulated hydrophone taken along the first FIG.

제3도는 제1도의 커버를 제거한 상태인 확대부분 평면도.3 is an enlarged plan view of a part in which the cover of FIG. 1 is removed.

제4도는 평면상에 수직배치된 리드를 갖는 제1도 봉입 방수벽의 투시도.4 is a perspective view of a first degree enclosed bulkhead with leads arranged vertically on a plane.

제5도는 한 단부에 고정된 중량을 갖춘 리드구조의 확대 부분단면도.5 is an enlarged partial cross-sectional view of a lead structure having a weight fixed at one end.

제6도는 제1도 하이드로폰의 X-Y측으로 분할된 지향성 패턴을 도시.6 shows a directional pattern divided into the X-Y side of the FIG. 1 hydrophone.

제7도는 본 발명의 하이드로폰의 수평 라인 어레이의 투시도.7 is a perspective view of a horizontal line array of hydrophones of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

20 : 하이도로폰 22 : 방수벽20: high road phone 22: water barrier

26 : 링 34,36,38,40 : 리드26: ring 34,36,38,40: lead

60,62,64,66 : 관성중량 52,54,56,58 : 홈60,62,64,66: Inertial weight 52,54,56,58: Groove

68 : 브래킷 아암 76,78 : 전극68: bracket arm 76,78: electrode

108,110 : 수평 케이블108,110: horizontal cable

본 발명은 전기음향 변환기에 관한 것으로서, 특히, 박판형(laminated)전기음향 리드 하이드르폰에 관한 것이다.The present invention relates to electroacoustic transducers and, more particularly, to laminated electroacoustic lead hydrophones.

리드 하이드폰은 미합중국 특허원 제3,603,921호에 기술된 공지된 하이드로폰이다. 상기 하이드로폰은 압전재료와 그 대향표면에 부착된 전극재표의 박판형을 가지는 가용성 탄성리드 형태인 전기음향 변환기이다. 리드는 캔틸레버(camtilever)방식으로서, 관성질량(in ertial mass)에 대해 한단부에 고정되고, 다른단부는 고정되지 않으며, 음파가 리드측면에 충돌하므로 리드는 리드편향에 대응하여 발생하는 전기출력을물결처럼 되게 한다. 미합중국 특허원 제3,803,546호에 기재된 바와같이 다른 전기음향 리드 어셈블리에 있어서, 두쌍의 박판형 리드는 중심 권성질량에 관계된다. 각 리드의 한 단부는 캔틸레버 방식으로 관성질량에 관계되고, 각쌍의 리드는 그 질량의 반대 측면으로부터 연장한다. 점성재(viscous paste)는 각 리드의 다른 단부와 하우징의 내부벽 사이에 있다. 하우징에 부딪치며 리드에 병렬인 지향성분을 가지는 음파는 리드의 압축신축성과 리드의 신축성 정도에 대응하는 전기출력을 발생한다.Reed Hydrophone is a known hydrophone described in US Pat. No. 3,603,921. The hydrophone is an electroacoustic transducer in the form of a soluble elastic lead having a thin plate shape of a piezoelectric material and an electrode material sheet attached to an opposite surface thereof. The lead is a cantilever type and is fixed to one end with respect to the inertial mass, the other end is not fixed, and the sound waves collide with the lead side, so the lead outputs the electrical output generated in response to the lead deflection. Let it be like a wave In other electroacoustic lead assemblies, as described in US Pat. No. 3,803,546, two pairs of thin plate leads are related to the center winding mass. One end of each lead is related to the inertial mass in a cantilever manner, and each pair of leads extends from the opposite side of its mass. A viscous paste is between the other end of each lead and the inner wall of the housing. Acoustic waves striking the housing and having a directional component parallel to the leads generate an electrical output corresponding to the compression and elasticity of the leads.

소정의 목적은 위해 전기음향 변환기로서 만족스럽게 사용했지만, 상기 리드 하이드로폰은 감도, 적응도, 다목적, 중량, 크기 및 장치의 복잡성과 비교적으로 값비싼 제조비용으로 제한되었다.While certain purposes have been satisfactorily used as electroacoustic transducers, the lead hydrophones have been limited to sensitivity, adaptability, versatility, weight, size and complexity of the device and relatively expensive manufacturing costs.

리드 하이드로폰은 단단하고, 원통형이며 비교적으로 낮은 질량의 외부 봉입체를 갖는다. 4개의 직립 가요성 평면 박판형 전기음향 변환기 리드는 봉입체 바닥의 내부표면에 정방형으로 장치된다. 분리 관성중량(weight)은 각 리드의 상부 에지에 고정된다. 각 전극으로부터의 전극은 종래의 처리가 회로에 접속되어, 상대적 휨으로부터 음파방으로 결정하고 이 정보를 수신 스테이션에 전송한다.Reed hydrophones are rigid, cylindrical and have relatively low mass external enclosures. Four upright flexible flat sheet electroacoustic transducer leads are squarely mounted on the inner surface of the enclosure bottom. A separate inertia weight is fixed to the upper edge of each lead. The electrodes from each electrode are connected to the circuit by conventional processing, and are determined from the relative deflection to the acoustic wave and transmit this information to the receiving station.

음향파(acousticware)가 잠긴 봉입체의 측벽에 충돌하므로서, 음향파는 관성중량을 지지하는 리드평면에 수직인 음향파의 지향상 성분에 비례하는 양으로 하나 이상의 관성중량에 대해 이동된다. 서로 직교하게 장착된 두 개의 리드는 파의 방향 검출을 위해 사인패턴과 코사인 패턴을 공급하는 것을 필요로 한다. 그러나, 두개 이상의 리드는 각각 수직방향으로 장치 되며 출력을 위해 직렬로 연결되고 감도를 향상시킨다.As acoustic waves impinge on the sidewalls of the submerged enclosure, the acoustic waves are moved relative to one or more inertial weights in an amount proportional to the directional component of the acoustic waves perpendicular to the lead plane supporting the inertial weight. Two leads mounted orthogonal to each other require supplying a sine pattern and a cosine pattern to detect the direction of the wave. However, two or more leads are each mounted vertically and connected in series for output and improve sensitivity.

리드는 중량에 관련된 봉입체의 가속물에 비례하는 양을 편향시키며, 대응하는 전기출력이 검출회로에 제공된다. 리드를 장착하는 것은 비교적 간단하고 값이싸다. 각 리드는 상기 특성 리드의 특성에 정합하도록 또는 리드로부터 특정 출력을 얻기 위해 선택한 분리중량에 고정된다. 단부중량 리드로 인하여, 비교적으로 작은 향상 리드 구조가 가능한데 왜냐하면 더 큰 리드휨 정도는 주어진 진폭의 음향파와 주어진 리드특성과 용적에 따라 일어나기 때문이다. 각각의 중량은 중량의 각 측면단부와 봉입체의 내부 표면에 고정된 각각의 강체 직립귀 사이의 점탄성 재료 패드를 부착시키므로써 진폭을 감쇄시키며, 또한, 제조, 운송, 저장 또는 배치할 때 받는 충격으로 인한 상당한 리드변형으로부터 보호한다. 대안으로 패드는 제2또는 이조(detuming)질량에 부착된다. 봉입체내의 유동매질은 수중의 하이드로폰 배열이 수평 케이블에 따라 이격될때 장점인 양성부력을 제공하기 위한 공기이며, 왜냐하면 배열된 각각의 하이드로폰은 케이블 중량을 유지하기 때문이다.The lead deflects an amount proportional to the acceleration of the enclosure relative to the weight, and a corresponding electrical output is provided to the detection circuit. Mounting leads is relatively simple and inexpensive. Each lead is fixed to a separation weight chosen to match the characteristics of the characteristic lead or to obtain a specific output from the lead. Due to the end weight leads, a relatively small enhancement lead structure is possible because a greater degree of lead deflection occurs with acoustic waves of a given amplitude and given lead characteristics and volumes. Each weight attenuates amplitude by attaching a pad of viscoelastic material between each lateral end of the weight and each rigid upright fixed to the inner surface of the enclosure, and also provides an impact upon manufacture, transportation, storage or deployment. Protects against significant lead deformation. Alternatively the pad is attached to a second or detuming mass. The flow medium in the enclosure is air to provide positive buoyancy which is an advantage when hydrophone arrays in water are spaced along a horizontal cable, because each hydrophone array maintains cable weight.

본 발명은 비교적으로 간단하고 값산 구조이며, 고감도와 다기능의 전기음향 변환기를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a relatively simple and cost-effective structure, which provides a highly sensitive and multifunctional electroacoustic transducer.

본 발명의 목적은 캔틸레버 방식으로 그들 단부중 각 단부에서 봉입체에 장착되고 각 대향단부에서 분리개별 관성질량에 제공된 리드를 가지는 리드 하이드로폰을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a reed hydrophone having leads which are mounted on the enclosure at each of their ends in a cantilever manner and provided on separate individual inertial masses at each opposite end.

본 발명의 목적은 비교적으로 적은 형상을 갖고있는 리드 하이드로폰을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a lead hydrophone having a relatively small shape.

본 발명의 다른 목적은 리드 진동의 진폭을 감쇄시키고 제조, 운반, 저장 또는 배치할 때의 충격 부하로인한 상당한 리드변형을 방지하기 위해 이전의 목적수단을 하이드로폰에 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide the hydrophone with the previous means of attenuation in order to attenuate the amplitude of the lead vibration and to prevent significant lead deformation due to impact loads during manufacture, transport, storage or placement.

본 발명의 목적은 케이블에서 하이드로폰의 수평배열을 유지하는 것을 돕게 위해 양성부력을 갖는 하이드로폰을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a hydrophone with positive buoyancy to help maintain the horizontal arrangement of the hydrophone in the cable.

이러한 목적과 장점은 본 발명의 실시예에서 도면과 함께 더 상세히 설명된다.These objects and advantages are described in more detail in conjunction with the drawings in the embodiments of the present invention.

첨부된 도면과 다음 설명에 있어서, 유사한 참조번호와 문자는 유사한 부분과, 구조 및 기능을 표시한다. 음향파는 대응하는 전기신호로 변환하기 위한 하이드로폰이 도시되고 설명되는 동안, 본 발명의 실시예는 전기신호를 대응하는 음향파 신호로 변환하는 상호 음향파 전송 기능 또는 영상기능을 할 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 고로, 본 발명은 넓은 의미로 전기음향 변환기를 포함한다.In the accompanying drawings and the following description, like reference numerals and characters indicate like parts, structures, and functions. While a hydrophone for converting acoustic waves into corresponding electrical signals is shown and described, it is understood that embodiments of the present invention may have a mutual acoustic wave transmission function or an image function for converting electrical signals into corresponding acoustic wave signals. Could be. Therefore, the present invention includes an electroacoustic transducer in a broad sense.

제1도 내지 3도에 관하여, 하이드로폰(20)은 방사외부로 연장하는 솔더(23)를 원형 기저면 방수벽 또는 베이스(22)를 구비한다. 베이스(22)의 외면홈(24)은 "0"링(26)을 꼭맞도록 수납한다. 원통형 커버(28)는 상부(30)와 링(26)에 의해 밀착하는 환형 측벽(32)을 구비하여 벽(32)의 하부 엣지는 조립상태에서 숄더(23)에 대해 용접밀봉을 할 수 있도록 설치하므로써 하이드로폰(20)이 봉입체에 공기유출 또는 액체 유입없이 잠수시킬 수 있다. 방수벽(22)과 커버(28)는 알루미늄 또는 리브 보강재 플라스틱과 같이 단단하고 얇으며 비교적으로 경량인 재료이다. 방수벽(22)평면상의 축 "X"와 "Y"는 서로 수직이다.1 to 3, the hydrophone 20 has a circular base surface bulkhead or base 22 with solder 23 extending outwardly. The outer groove 24 of the base 22 accommodates the "0" ring 26 to fit snugly. The cylindrical cover 28 has an annular sidewall 32 which is in close contact with the top 30 and the ring 26 so that the lower edge of the wall 32 can be welded against the shoulder 23 in an assembled state. By installing the hydrophone 20 can be submerged in the enclosure without air leakage or liquid inflow. The bulkhead 22 and the cover 28 are hard, thin and relatively lightweight materials, such as aluminum or rib stiffener plastic. The axes "X" and "Y" on the planar wall 22 are perpendicular to each other.

신축성잇고, 얇으며, 평면이고, 직립인 전기음향 변환기 리드(34,36,38,40)는 캔틸레버 방식으로 베이스(22)에 각각 장치되고, 그 각각은 하부에지(34a,36a,38a,40a)를 각기 가지며, 이때 에지는 베이스에서 에폭시 접착으로 각 상부표면홈(42,44,46,48)에 고정된다. 리드(34,36,38,40)는 제1쌍 즉, 리드(34,38)가 "y"축의 한 측부위에 및 "y"축에 평행하며 제2쌍, 즉, 리드(36,40)가 "x"축의 한 측부위에 및 "x"축에 평행하게 정방형으로 배치된다. 리드(34,36,38,40)상부에지(34b,36b,38b,40b)는 각 관성중량(60,62,64,66)의 홈(52,54,56,58)에 에폭시 접착으로 고정되며 관성중량은 납 또는 다른 고중량밀도 재료로 구성되어 있다. 특수한 동작 실시예에 있어서 중량(60,62,64,60)은 1/4온스이며, 4개의 중량(60-66)은 전체 1온스가 되고, 리드(34-40)는 각각 실시예의 표면(50)상에 5/8인치 연장한다. 리드의 강도는 원하는 결과를 얻도록 선택되며 리드가 더 강할수록 주어진 감도를 이루는데 필요한 중량이 더커지고, 다른 인수는 동일하다. 리드의 넓이는 전기적 임피던스에 영향을 미치며, 일반적으로 리드가 넓을수록 임피던스가 더 낮아진다.Flexible, thin, planar, upright electroacoustic transducer leads 34, 36, 38, and 40 are mounted to the base 22 in a cantilever fashion, respectively, each of which has lower edges 34a, 36a, 38a, and 40a. And each edge is fixed to each upper surface groove (42, 44, 46, 48) by epoxy bonding at the base. Leads 34, 36, 38, and 40 have a first pair, i.e., leads 34, 38 at one side of the " y " axis and parallel to the " y " Is squarely disposed on one side of the "x" axis and parallel to the "x" axis. The upper edges 34b, 36b, 38b, and 40b of the leads 34, 36, 38, and 40 are epoxy bonded to the grooves 52, 54, 56 and 58 of the respective inertial weights 60, 62, 64 and 66. Inertial weight is composed of lead or other high weight density materials. In a particular operating embodiment, the weights 60, 62, 64, 60 are 1/4 ounces, the four weights 60-66 are a total of 1 ounce, and the leads 34-40 each have a surface of the embodiment ( Extend 5/8 inches on 50). The strength of the lead is selected to achieve the desired result, the stronger the lead, the greater the weight needed to achieve a given sensitivity, and the other factors are the same. The width of the lead affects the electrical impedance, and in general, the wider the lead, the lower the impedance.

점탄성 감폭재료(67)는 각각의 중량(60,62,64,66)의 각 측면 단부사이와 그 하단부로 부터 측면 연장하는 발판(69)으로 형성된 직립 캔틸레버형 강체 브래킷 아암(68)에 결합되고, 이들의 각각은 각각의 발판(69)을 표면(50)에 고착하므로써 베이스(22)에 고정된다. 재료(67)는 고무, 폴리우레탄 바탕인 폴리에테르, 실리콘 또는 부틸과 같이 낮은 베이쇼어(Bayshore)또는 저항성 탄성재이다. 낮은 Q 또는 탄성을 갖는 재료의 상품명은 도우화학 회사 실가드(188 또는 189)이다. 하이드로폰(20)이 중량(60-66)의 임의의 이동감폭없이 작동한다면 재료(67)는 제조, 운송, 저장, 배치하는 동안 원하는 이동 응답, 장치, 열안정도, 쇼크부하에 대해 리드의 보호를 제공한다. 제3도에 도시한 바와같이, 재료(67)는 중량(60-66)의 각 단부로 부터 각각의 브래킷 아암(68)의 외부로 테이퍼형이 되어 중량이 등재된 각각의 리드 평면에 대해 횡방향으로중량이동이 증가하므로써 점차적으로 증가효과를 제공한다. 본 발명에 이용할 수 있도록 다른 감폭 구성과 위치배치를 할 수 있다.The viscoelastic damping material 67 is coupled to an upright cantilevered rigid bracket arm 68 formed of scaffold 69 extending laterally from each of the side ends of each weight 60, 62, 64, 66 and from the bottom thereof. Each of these is fixed to the base 22 by fixing the respective scaffold 69 to the surface 50. Material 67 is a low Bayshore or resistive elastic material such as rubber, polyurethane based polyether, silicone or butyl. The trade name for a material having a low Q or elasticity is Dow Chemical Company Sealguard 188 or 189. If the hydrophone 20 operates without any movement damping of the weight 60-66, the material 67 will protect the lid against the desired transfer response, device, thermal stability, and shock load during manufacturing, transportation, storage, and placement. To provide. As shown in FIG. 3, the material 67 is tapered from each end of the weight 60-66 to the outside of each bracket arm 68 and transverse for each weighted lead plane. The increase in weight movement in the direction provides an increasing effect. Other damping configurations and positioning may be employed for use with the present invention.

제4도에 도시한 구성에 있어서, 원하는 리드(34,36,38,40)가 방수벽(22)상에 장치될 경우 리드(34,38)는 상호 평면이며, 리드(36,40)는 리드(34,38)평면에 직각인 상호평면이다. 이렇게 된다면, 하이드로폰(20)은 두개의 리드만 사용하여 음향파의 방향을 찾도록 동작가능하며 한개의 리드는 각각의 두 직교 평면에 있는데, 한 평면상의 리드는 사인(sine)형 패턴을 제공하며. 다른 평면상의 리드는 코사인(cosine)형패턴을 제공한다. 비록 단일리드 소자가 공지된 "8자"형인 평면 자향성 패턴을 공급할 수 있을지라도, 동일 평면에 또는 동일 평면에 평행으로 하이드로폰 중심축에 정반대 축에 장치된 상기 두개의 소자는 상호 연결되어 향상된 대칭과 증가된 감도를 갖는 동일 형태 패턴을 제공한다.In the configuration shown in FIG. 4, when the desired leads 34, 36, 38, 40 are mounted on the watertight wall 22, the leads 34, 38 are mutually planar, and the leads 36, 40 are The leads 34 and 38 are mutual planes perpendicular to the plane. If so, the hydrophone 20 is operable to find the direction of the acoustic wave using only two leads and one lead in each of two orthogonal planes, with the leads on one plane providing a sine pattern. And The other planar leads provide a cosine pattern. Although a single-lead device can supply a planar autonomous pattern of known "8-character" type, the two devices mounted on opposite axes of the hydrophone central axis in the same plane or parallel to the same plane are interconnected and improved. It provides the same shape pattern with symmetry and increased sensitivity.

제5도를 참조로, 베이스(22)로 부터 제거된 리드(34)와 중량(60)이 도시되고 공지된 전기 음향 변환기부분으로써 공지된 것이며 간단히 기술한다. 리드(34)가 기술되는 동안, 리드(36,38,40)는 유사구조로 이해하면 된다. 리드(34)는 강체인 가요 탄성 절연판(70)중심 또는 내부면의 박편구조이며, 각각의 판은 제너럴 일렉트릭 G-10판으로서 인쇄 회로판에 사용되는 재료이다. 판(70)은 박판의 대향측면에 침착된 은 또는 구리와 같은 도전성 재료인 1밀(mil)박판(70a,70b)를 갖는다. 박판(70a,70b)은 도전성 리드(71)의 전기적으로 성호 접속된다.Referring to FIG. 5, the lid 34 and weight 60 removed from the base 22 are known and briefly described as part of the known electroacoustic transducer. While leads 34 are described, leads 36, 38 and 40 may be understood as similar structures. The lead 34 is a flake structure of the center or inner surface of the flexible elastic insulating plate 70 which is a rigid body, and each plate is a material used for a printed circuit board as a general electric G-10 board. The plate 70 has 1 mil thin plates 70a and 70b which are conductive materials such as silver or copper deposited on opposite sides of the thin plate. The thin plates 70a and 70b are electrically connected to each other by the conductive lead 71.

대향측면에 은 또는 구리와 같은 도전성 재료의 박판 전극(76,78)을 갖는 압전층(72,74)은 도전성 접합으로 박판(70a,70b)에 각각 접착된다. 절연 전기 도선(82,84)은 전극(76,78)에 전기적으로 접속된다. 층(72,74)은 편광바륨 티탄산염 또는 납 지르콘산염 티탄산염과 같은 재료로 구성되어 있다. 본 기술로 알수 있는바, 휨층(72,74)은 휨정도에 대응하는 휨라인을 따라 전압을 발생한다. 리드(34,38)의 도선(82)은상호 연결되고, 리드(36,40)의 도선(82)도 상호 연결된다. 휨이 크면 클수록 베이스(22)가까이에서 일어나므로 층(72,74)인 판(70)의 상단부 까지의 4의 거리인 단일 경도로만 상부로 연장할 대 비록 층(72,74)이 판(70)을 따라 다른 거리로 상부로 연장할지라도, 만족스러운 결과가 얻어진다. 전체 리드의 도선(84)은 이후에 기술된 지향성 처리기(88)에 접속되며, 개구(86)를 통해 베이스(22)에서 배출된 다음 개구(86)는 에폭시 접합으로 밀봉된다. 층(72,74)은 부가 출력을 위해 동일 또는 평행면 있는 변환기의 대응층에 전기적으로 접속되고 분극화된다. 반대로, 전극(76,78)에 전압인가는 층(72,74)에서 대응하는 휨을 발생시킬 것이며, 주변 매질에서 대응하는 파를 발생시킬 것이다. 파주파수와 진폭은 인가 전압의 주파수와 진폭으로 결정된다. 중량(60,62,64,66)때문에, 리드(34,36,38,40)의 높이는 상대적으로 작다. 왜냐하면 리드의 휨정도가 하이드로폰(20)의 벽에서 주어진 충격파 진폭이 증가되고 주어진 리드 특성이 향상되기 때문이다. 대향 리드는 전기적 직렬 연결되는 반면, 대안으로, 원하는 결과를 얻기위해 병렬로 연결될 수도 있다. 또한, 각 리드의 층(72,74)이 전기적 병렬로 연결되고 대향 분극되어 원하는 임피던스 특성과 다른 결과를 얻게된다.Piezoelectric layers 72 and 74 having thin electrodes 76 and 78 of a conductive material such as silver or copper on opposite sides are adhered to the thin plates 70a and 70b by conductive bonding, respectively. Insulated electrical conductors 82 and 84 are electrically connected to electrodes 76 and 78. Layers 72 and 74 are made of a material such as polarized barium titanate or lead zirconate titanate. As can be seen from the present technique, the flexure layers 72 and 74 generate voltage along the flexure line corresponding to the degree of warpage. The conductive wires 82 of the leads 34 and 38 are interconnected, and the conductive wires 82 of the leads 36 and 40 are also interconnected. The greater the deflection, the closer the base 22 is, so that the layers 72, 74 extend upwards with only a single hardness, which is a distance of four to the upper end of the plate 70, which is layers 72, 74. Satisfying results are obtained even if they extend upwards at different distances along The lead 84 of the entire lead is connected to the directional processor 88 described later, exiting the base 22 through the opening 86 and then the opening 86 is sealed with an epoxy bond. Layers 72 and 74 are electrically connected and polarized to corresponding layers of the same or parallel plane for additional output. Conversely, applying a voltage to the electrodes 76, 78 will generate a corresponding deflection in the layers 72, 74, and a corresponding wave in the surrounding medium. Wave frequency and amplitude are determined by the frequency and amplitude of the applied voltage. Because of the weights 60, 62, 64, 66, the heights of the leads 34, 36, 38, 40 are relatively small. This is because the deflection of the lead increases the shock wave amplitude given at the wall of the hydrophone 20 and improves the given lead characteristics. Opposite leads may be connected in series while alternatively, they may be connected in parallel to achieve the desired result. In addition, layers 72 and 74 of each lead are electrically connected in parallel and oppositely polarized, resulting in a different result than the desired impedance characteristics.

전기 음향 변환소자는 상업적으로 얻을수 있고 리드(34-40) 대신에 사용되며, 그러한 소자는 클리바이트 코포레이션 상품명 "비모프(Bimorph)"로 사용할 수 있고 1954년 레오 엘베라넥이 쓴 맥그로힐 북 컴파니인코포레이티드의 "음향학"170페이지, 서분에 설명된다. 다른 리드형의 전기음향 변환기는 본 발명에 사용된다. 예를들면, 판(70)은 알루미늄, 놋쇠 또는 베릴륨과 같은 도전성 재료로 구성되며, 이러한 경우 박판(70a,70b)은 층(72,74)전극을 도전성 판의 측면에 접착하는데 사용되는 도전성 접착제를 필요로 하지 않는다. 또한, 층(72,74)중 하나만 양호한 결과를 얻는데 사용된다. 본 기술로 알 수 있는 바 압전효과 재료의 많은 다른 형태 및 종류는 그 자체가 많은 다른 재료 및 크기로 되어있는 가요성 탄성 리드와 다른 조합으로 이용될 수 있다.Electroacoustic transducers are commercially available and can be used instead of leads 34-40, which can be used under the Clevelite Corporation tradename "Bimorph" and by McGraw-Hill Bookcom, written by Leo Elberanek in 1954. Panyincorporated, "acoustics", page 170, is described in the opening paragraph. Another lead type electroacoustic transducer is used in the present invention. For example, the plate 70 is made of a conductive material such as aluminum, brass or beryllium, in which case the thin plates 70a, 70b are conductive adhesives used to bond the layers 72, 74 electrodes to the sides of the conductive plate. Does not need In addition, only one of the layers 72, 74 is used to obtain good results. Many other forms and types of piezoelectric effect materials can be utilized in combination with flexible resilient leads that are themselves of many different materials and sizes, as will be appreciated by the present technology.

변환기 리드(34,36,38,40)는 도선(82,84)으로 지향성 처리기(88)에 전기적 접속된다. 처리기(88)에서, 전기 신호는 공지된 회로에 의해 수신된 음향파의 방향을 결정하도록 처리된다. 예를들면, 미합중국 특허원 제4,268,912호(참조, 제11도)기재된 것과 같은 회로는 수신된 음향파의 방향을 결정하도록 사용되는데, 이 회로는 여기에서 참고로 한다. 본 발명에 의한 하이드로폰으로 공급된 지향성과 무지향성 신호는 임의의 원하는 "사용" 또는 "처리"회로의 입력 신호로서 사용되어. 하이드로폰의 회전 또는 회전에 무관하게 음향원의 방향을 지시한다. 예를들어서 처리기(88)회로는 입사음파의 도달각도의 아크탄젠트(arc tangent)를 계산하는데 하이드로폰의 사인과 코사인 응답을 이용한다. 하이드로폰의 지향성 사인 및 코사인과 같은 패턴 출력은 무지향성 출력과 결합되어 방향 모호성(bealing ambiguity)을 제거하는데 사용하는 합성 카디오이드(cardioid)패턴을 헝성한다. 이러한 "사용"회로는 공지된 것이여서 여기에 기술하지 않는다.Converter leads 34, 36, 38, 40 are electrically connected to directional processor 88 with leads 82, 84. In the processor 88, the electrical signal is processed to determine the direction of the acoustic wave received by known circuitry. For example, circuits such as those described in US Pat. No. 4,268,912 (cf. FIG. 11) are used to determine the direction of the received acoustic wave, which circuit is incorporated herein by reference. The directivity and omnidirectional signal supplied to the hydrophone according to the present invention is used as an input signal for any desired "use" or "processing" circuit. It indicates the direction of the sound source regardless of the rotation or rotation of the hydrophone. For example, the processor 88 circuit uses the hydrophone's sine and cosine response to calculate the arc tangent of the angle of arrival of the incident sound wave. Pattern outputs, such as directional sine and cosine of hydrophones, are combined with omnidirectional outputs to form a synthetic cardioid pattern that is used to eliminate beading ambiguity. Such "use" circuits are well known and are not described herein.

처리기(88)는 변환기가 수신 모드로 사용될 때, 수신된 음향파의 진폭과 방향에 일치하는 전기적 신호를 수신하고, 전송 모드시 음향파 이동을 주변 매질로 전파하기 위해 전기적 신호를 변환기 리드(34,36,38,40)에 공급한다.Processor 88 receives electrical signals that match the amplitude and direction of received acoustic waves when the transducer is used in receive mode, and transmits electrical signals to transducer medium 34 to propagate the acoustic wave movement to the surrounding medium in transmit mode. 36, 38, 40).

제6도를 참조로, 점선패턴(90)은 8자 사인형 패턴이며 실선 8자패턴(92)은 코사인형 패턴이다. 0방향으로부터 축(94)을 따라 이동하는 음향 파면은 패턴(92)의 하부 또는 부의(megative)부분에서 리드(34,38)로 부터 최대 출력을 발생하는 반면, 180°방향으로 부터 이동하는 파면은 패턴(92)의 상부 또는 정의(Positive)부분에서 리드(34,38)로부터 최대 출력을 발생시킨다. 유사하게는 90°와 270°방향으로부터 축(96)을 따라 이동하는 음향파면은 패턴(90)의 오른쪽(Positive)과 왼쪽(negative)측 각각으로부터 최대 출력을 발생시킨다. 축(94)으로 부터 β인 화살표(98)방향으로 이동하는 파면 진폭 A는 코사인 패턴(92)인 Acosβ와 사인패턴(90)인 Asinβ와 동일한 전기적 출력을 발생시킨다.Referring to FIG. 6, the dotted line pattern 90 is an eight-character sinusoidal pattern, and the solid line eight-character pattern 92 is a cosine pattern. The acoustic wavefront moving along the axis 94 from the zero direction produces the maximum output from the leads 34 and 38 at the lower or negative portion of the pattern 92, while the wavefront moving from the 180 ° direction. Generates maximum output from leads 34 and 38 at the top or positive portion of pattern 92. Similarly, the acoustic wavefront moving along the axis 96 from the 90 ° and 270 ° directions produces a maximum output from each of the positive and left sides of the pattern 90. The wavefront amplitude A moving from the axis 94 in the direction of the arrow 98 that is β generates the same electrical output as the cosine pattern 92 Acosβ and the sine pattern 90 Asinβ.

상술한 바와같이, 각각의 두직교 평면에서 한 변환기 리드만이 파방향 검출용으로 사인 및 코사인형 패턴을 필요로 하나, 각 평면 또는 각 평면에 평행한 리드수를 증가시키므로써 하이드로폰의 감도를 개선할 수있다. 수신 모드에서, 수장된 하이드로폰(20)에 부딪치는 음파때문에 방수벽(22)이 부딪치는 음형파로 진동하게 된다. 각각의 리드(34,36,38,40)는 파진폭과 방향에 따라 진동되어 각 진동 리드에 도선(82,84)에대응하는 전기적 출력을 공급한다. 처리기(88)는 충돌파에 대한 방향과 다른 관련정보를 운반하는 전기 신호를 공급한다. 예를들면, 수중음파 탐지기 응용에 있어서, 무지향성 전기 음향 변환기(100)는 방수벽(22)의 하부 또는 외부표면의 원통형 동공(100)에 에폭시 또는 다른 보호재료로 부착시키거나 캠슐화되며 처리기(88)에 전기적으로 접속된다. 변환기(100)는 종래의 기술로 설계된 것으로서 무지향성 음향파를 수신하거나 영사하고 하이드로폰(20)과 결합하여 사용된다. 변환기(100)는 음향파를 무지향적으로 전송하며, 하이드로폰(20)은 반사파를 수신하여 음향적으로 무급전 물체의 방향과 거리를 결정한다. 또한, 변환기(100)는 하이드로폰(20)이 각 패턴을 결합하는 처리기를 사용하여 수신 모드에 있을 때 수신 모드에 스위치되어 공지된 카디오이드 수신 패턴을 헝성한다.As mentioned above, only one transducer lead in each bi-orthogonal plane requires a sine and cosine pattern for wave direction detection, but increases the sensitivity of the hydrophone by increasing the number of leads parallel to each plane or to each plane. Can be improved. In the reception mode, the sound waves that hit the stored hydrophone 20 cause the water walls 22 to vibrate with the sound waves that they hit. Each of the leads 34, 36, 38, and 40 is vibrated in accordance with the amplitude and direction of the wave to supply an electrical output corresponding to the conductors 82 and 84 to each vibrating lead. Processor 88 supplies an electrical signal that carries direction and other relevant information about the impingement wave. For example, in a sonar application, the omni-directional electroacoustic transducer 100 is attached or encapsulated with an epoxy or other protective material to the cylindrical pupil 100 of the bottom or outer surface of the bulkhead 22 and is treated with a processor. And electrically connected to 88. The transducer 100 is designed in the prior art and is used in combination with the hydrophone 20 to receive or project nondirectional acoustic waves. The transducer 100 transmits the acoustic wave in an omnidirectional manner, and the hydrophone 20 receives the reflected wave to acoustically determine the direction and distance of the non-powered object. The transducer 100 also switches to a receive mode when the hydrophone 20 is in receive mode using a processor that combines each pattern to form a known cardioid receive pattern.

벽(32)에 부딪치는 주어진 압력의 음파는 방사상 힘을 벽(32)에 전달한다. 리드(34,38)에 횡 또는 수직인 상기 힘 성분은 각각의 리드에서 대응하는 횡과 전기적 출력을 발생시키고, 리드(36,40)에 횡 또는 수직인 상기 힘 성분은 각 리드에서 대응하는 휨과 전기적 출력을 발생시킨다. 벽(32)은 원통형이므로, 모든 방향으로 부터 부딪치는-사실상 횡 또는 법선 단면을 가진다. 부딪치는 파압력을 받는 벽(32)의 면적이 크면 클수록, 중량(60-66)에 관한 베이스(22)를 이동할 수 있는 힘이 더 커지며 리드(34-40)의 휭도 더 커진다. 또한 중량(60-66)에 비교되는 베이스(22), 커버(28)와 다른 하이드로폰(20)성분의 중량이 가벼울수록, 하이드로폰(20)의 감도가 더 커진다.Sound waves of a given pressure impinging on the wall 32 transmit radial force to the wall 32. The force component transversely or perpendicular to the leads 34, 38 generates a corresponding transverse and electrical output at each lead, and the force component transversely or perpendicular to the leads 36, 40 corresponds to the corresponding deflection at each lead. And generate electrical output. The wall 32 is cylindrical and therefore has a striking-virtually transverse or normal cross section from all directions. The larger the area of the wall 32 subjected to the impinging wave pressure, the greater the force that can move the base 22 relative to the weight 60-66 and the larger the lead 34-40. Also, the lighter the weight of the base 22, cover 28 and other hydrophone 20 components compared to the weights 60-66, the greater the sensitivity of the hydrophone 20 is.

제7도를 참조로, 본 발명의 수평 배열된 하이드로폰(20) 각각은 한쌍의 수평 케이블(108,110)에 부착되는데, 각 하이드로폰(20)은 양성(Positive)부력을 받으므로써 케이블의 중량을 지지하고 케이블을 사실상 직선으로 유지하게 한다. 대안으로, 하이드로폰(20)은 전체 밀도가 물 또는 부유매질보다 더 큰 재료와 내부 매질을 만들므로써 음성부력을 가질 수 있다. 그러나, 내부 매질 밀도 증가는 하이드로폰의 감도를 감소시킨다.Referring to FIG. 7, each of the horizontally arranged hydrophones 20 of the present invention is attached to a pair of horizontal cables 108 and 110, and each hydrophone 20 is subjected to positive buoyancy, thereby reducing the weight of the cable. Support and keep the cable virtually straight. Alternatively, the hydrophone 20 may have negative buoyancy by making a material and internal medium whose overall density is greater than water or suspended media. However, increasing the internal medium density reduces the sensitivity of the hydrophones.

본 발명은 특정한 실시예를 참고로하여 기술하는바, 청구범위에서 기술한 본 발명의 범위 내에서 수정이 가능한다.The present invention is described with reference to specific embodiments, which can be modified within the scope of the invention as set forth in the claims.

Claims

In an electroacoustic transducer for suspension in a hydroacoustic medium, a signal is provided between a rigid support base (22) having a support surface and having a wall (32) extending outwardly from the surface and an electrical signal and a corresponding acoustic wave. A flexible planar elastic lead 34 having thin plates 72 and 74 electroacoustic transducers on at least one side for conversion, the leads being opposite to the first edge 34a and the second edge. Having a 34b, the lid candiver from the support base 22 of the first edge 34a and extending outwardly from the surface, the weight 60 forming the weight converter leads 34,60; Fixed to the lead spaced from the first edge so that the weight is movable relative to the base in a direction having a transverse component with respect to the lid 70 plane, thereby impinging on the wall 32 and leading to the lid 22. Add a directional component transverse to the plane Is a loudspeaker, characterized in that a sound wave causes a relative lateral movement between the base 22 and the weight 60, to apply a bending moment to said reed (32).

2. The base, wall and cover of claim 1, wherein the base 22 is planar and the wall 32 extends continuously around the base outer surface, the wall having a cover 30, the base, the wall and the cover forming an enclosure. Is in the enclosure extending in the wall direction.

2. An electroacoustic transducer according to claim 1, wherein the weight (60) is fixed to the second edge of the weight converter lead.

2. An electroacoustic transducer according to claim 1, comprising a plurality of weight converter leads, each lead having a separate weight.

2. An electroacoustic transducer according to claim 1, comprising means for braking movement of said weight transducer lead.

6. A viscous material (67) attached between the weight (60) and the support base (22) according to claim 5, wherein the weight (60) is mechanically connected to the support base to brake relative movement between the weight and the base. Electro-acoustic transducer comprising a.

7. A rigid bracket arm (68) according to claim 6, comprising a rigid bracket arm (68) extending outwardly from the surface with one end (67) cantilevered in the base (22). Electroacoustic transducer, characterized in that between.

8. The device of claim 7, further comprising a second rigid arm 68 cantilevered from the end to the base and extending outwardly from the surface, the arm being located at an opposite end of the weight 60, 67) has an adhesive portion between each end of the weight and each arm adjacent to each end.

9. The electroacoustic transducer of claim 8, wherein each portion is tapered outward from each end of the weight to each arm to provide braking proportional movement.

An electroacoustic transducer according to claim 1, characterized in that it is provided with said second weight transducer lead (36), wherein the plane of the second lead (36) is actually perpendicular to the plane of the first transducer lead (34).

2. The apparatus of claim 1, comprising a plurality of first weight converter leads 34, 38, wherein each of said first plurality of leads is parallel to or substantially parallel to the first plane, and the second plurality of weights. Converter leads 36 and 40, wherein in each of the plurality of second weight converter leads each lead is parallel or substantially trending in the second plane and perpendicular to the first plane in the second plane Electro-acoustic transducer.

12. The electroacoustic transducer according to claim 11, comprising directional processor means (88) connected to each of the leads for processing the signal to provide acoustic wave directional reception and to provide directional transmission of the acoustic wave.

12. The method of claim 11 wherein the first plurality has a first pair of weight converter leads 34,38 and the second plurality has a second pair of weight converter leads 36,40. Electro-acoustic transducer made.

The method of claim 13, wherein the first and second pairs of weight converter leads are arranged in a square, the first pair of leads are arranged in parallel and spaced apart, and the second pair of leads are arranged in parallel to each other. Characterized by electro-acoustic transducer.

14. The electroacoustic transducer of claim 13, wherein the first pair of leads is mutually planar and the second pair of leads is also mutually planar.

12. The electroacoustic transducer according to claim 11, wherein the first plurality of lead outputs are connected in an additional relationship and the second plurality of lead outputs are also connected in an additional relationship.

The piezoelectric material (72) according to claim 1, comprising a planar insulating flexible elastic lead (70) having conductive layers (70a, 70b) on each side, and having conductive layers (76, 78) on each side. 74) An electroacoustic transducer, characterized in that the sheet is bonded to each conductive layer of the lead.

18. The electroacoustic transducer of claim 17, wherein the piezoelectric material sheet extends from the base to the second end of the lid by about 0.4.

The electroacoustic transducer of claim 1, wherein the wall is cylindrical.

13. An electroacoustic transducer according to claim 12, comprising an omnidirectional electroacoustic transducer attached to the base, wherein the omnidirectional electroacoustic transducer is electrically connected to the directional processor means (88).

3. The enclosure according to claim 2, wherein there are a number of enclosures 20, each enclosure having at least one weight transducer lead 34 mounted therein, each enclosure having a positive buoyancy and at least to form a horizontal line arrangement. An electroacoustic transducer, supported by one horizontal cable buoyancy, attached to form a horizontal line array.