NO316988B1 - Fremgangsmate for fremstilling av en lineaer akustisk antenne - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår prosesser som gjør det mulig å fremstille en lineær akustisk antenne av den typen som er ment for å taues bak en båt for å utføre akustiske undersøkelser, f.eks. ved leting etter olje.

Slike antenner er utformet i seksjoner, fortrinnsvis slike seksjoner som er sammenbundet ved koplinger. Disse seksjonene er generelt utformet med en skjede som inneholder mottaker-hydrofoner og forskjellige elektroniske innretninger. Elektriske kabler løper fra en ende av seksjonen til den andre for å forsyne de elektroniske innretninger med elektrisk kraft og for å returnere signaler som mot-tas av hydrofonene tilbake til båten. Dessuten, for å oppnå tilstrekkelig strekk-styrke, bruker man belastningsbærende kabler som forbinder koplingene ved hver ende og som hindrer strekkbelastninger utøvet på skjeden eller på de elektriske forbindelseskabler.

For å beskytte anordningene som finnes i skjeden, såvel som for å opprett-holde akustisk kontinuitet mellom det ytre medium som lydbølgene som skal de-tekteres kommer fra, og hydrofonene som er korrekt belastet for å detektere disse lydbølgene, såvel som for andre mer sekundære, men ikke desto mindre, prak-tiske grunner, er det nødvendig å fylle det innvendige frie volum av skjeden med en passende substans.

For å gjøre dette, kjenner man spesielt til fylling av hver seksjon med en di-elektrisk olje som har en densitet som er lavere enn vannet, og som holdes under et lite overtrykk i forhold til trykket i det eksterne medium. I dette tilfelle, er de belastningsbærende kablene generelt inkludert i skjeden. Implementering av denne første prosess krever en fyllingsoperasjon som er spesielt kostbar å utføre. Dessuten er risikoen for lekkasje på ingen måte ubetydelig.

EP A2 0508904 angir en akustisk sensormodul til bruk i en hydrofon-rekke, der en lineær akustisk antenne er fremstilt ved de følgende trinn: fremstilling av et antall sylindre av åpencellet skum i håndterbare lengder, og klebing av minst tre langsgående strimler av ustrekkbart stoff på overflatene av disse sylindrene slik at de er fordelt jevnt rundt periferien av hver sylinder; fremstilling av et langsgående snitt i sylinderen langs hele dens lengde, ut-hulling av hulrom i de sentrale deler som åpnes på denne måten, og montering av elektroakustiske mottakermoduler i disse hulrommene;

lukking av sylinderen, men med forbindelsesledningene for de elektroakustiske moduler stikkende ut gjennom den langsgående slisse, og sammenliming av denne slissen;

anordning av sylindrene som utgjør en seksjon av antennen ende mot ende, og vinding av et første lag av porøst ikke-vevet materiale rundt enheten, hvor hver vinding overlapper et annet;

plassering av et bånd av forbindelseskabler, som en eller flere kryssede lag, over hele strukturen;

vikling av et annet lag i en spiral rundt nevnte bånd av kabler, uten overlapp; og

kopling av den elektroakustiske modul til kabelen på forbindelsesbåndet.

Det er også kjent, spesielt fra US-patent nr. 4.491.939, å fremstille hver seksjon for å fremstille de belastningsbærende kabler i sentrum av skjeden og fylle denne med en akustisk gel som omgir og immobiliserer anordningene, så som hydrofonene, som finnes inne i skjeden. Man oppnås således en praktisk talt fast antenne. En slik teknikk ligner den som brukes for fremstilling av kabler. Ytel-seskarakteristikkene som man oppnås er imidlertid ikke helt tilfredsstillende, siden de ikke garanterer total akustisk kontinuitet mellom mediet utenfor antennen og det interne medium i antennen, og derved forstyrrer de akustiske signaler som når hydrofonene. Dessuten, på grunn av den sentrale plassering av de belastningsbærende kabler, finner man at skjeden er tilbøyelig til å krype, slik at man både øker forstyrrelsen av de akustiske signaler og gjør det mer vanskelig å håndtere antennen, spesielt for å vinne den rundt en oppbevaringstrommel.

For å overvinne disse ulempene, frembringer oppfinnelsen en prosess av ovennevnte type, hovedsakelig karakterisert ved at prosessen i tillegg omfatter de følgende trinn: vikling av et tredje lag av ikke-vevet materiale rundt det andre lag, med overlapp;

fletting av et antall garn over et tredje lag for å danne et nett, og holding av dette nettet på plass på det tredje lag ved punkter av klebemiddel;

føring av meget sterke radielle forsterkningsringer over dette nettet, og holding av disse ringene på plass ved å klebe dem til nettet;

vikling av et fjerde lag av porøst ikke-vevet materiale rundt denne enheten, med overlapp;

fletting av et nett utformet med grovmaskede fibre,

ekskludering av en beskyttelsesskjede forsterket med langsgående garn over dette fjerde lag;

produsering og sammenkopling av endene av seksjonen; og impregnering av det skum som danner det indre av seksjonen med en di-elektrisk olje under et lite overtrykk.

Ifølge en annen karakteristikk, er det andre laget i en spiral laget av ikke-vevet materiale.

Ifølge en annen karakteristikk, er det andre laget en spiral laget med en polyesterfilm.

Ifølge en annen karakteristikk, er skumsylinderen laget av et skumrør i hvilket skumsylindre som er tilpasset den indre diameter av røret er satt inn.

Ifølge en annen karakteristikk, er et kontinuerlig spiralbånd brukt istedenfor de radielle forsterkningsringer, hvor dette bånd blir viklet rundt eller ekstrudert over skumsylindrene. Andre trekk og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå fra den følg-ende beskrivelse, gitt gjennom ikke-begrensende eksempler, og med henvisning til tegningene, hvor: fig. 1 viser et perspektivriss av en skumsylinder som danner kjernen av en antenneseksjon;

fig. 2 viser et tverrsnittsriss av denne sylinderen etter at den er splittet;

fig. 3 viser et langsgående snitt av sylinderen som inneholder en mottaker-hydrofon;

fig. 4 og 5 viser sideriss av sylinderen på forskjellige trinn i viklingen av det eksterne lag og antennen; og

fig. 6 viser sideriss i perspektiv av en alternativ fremgangsmåte for fremstilling av sylinderen.

Strukturen av antennen fremstilt i henhold til prosessen i henhold til oppfinnelsen er utledet fra den som er beskrevet, i det minste delvis, i EP A1 0508904.

I det første trinn, vist på fig. 1, blir sylind re av åpencellet skum produsert på kjent måte, f.eks. ved støping eller ved utskjæring av en blokk. Disse sylind re har en lengde, f.eks. én meter, slik at det lett kan håndteres. Minst tre langsgående striper 102 av et ustrekkbart stoff blir bondet ved et klebemiddel på disse sylindrene slik at det er jevnt fordelt rundt omkretsen.

I et annet trinn, vist på fig. 2, blir sylindrene splittet langs hele lengden, slik at det dannes en langsgående slisse 103 som stopper inne i tykkelsen av sylinderen, nær den overflaten på sylinderen som er diametralt motsatt åpningen til spis-sen 103. Dette gjør det mulig å åpne sylinderen i to deler.

I et tredje trinn, vist på fig. 3, blir aksielle hulrom 104 uthulet inne i sylinderen, ved bruk av den åpningen som er oppnådd ved å holde ned, på hver side av retning av pilene på fig. 2, de to halvdelene av sylindrene som er definert ved slissen 103. Dette gjør det mulig å plassere de elektroakustiske moduler 105, ment for å motta de akustiske bølger inne i hulrommene. Disse akustiske modulene omfatter f.eks. en hydrofon og en forforsterker. De omfatter endetapper 106 som hindrer at de beveger seg i hulrommet 104 langs sylinderens akse. De omfatter også forbindelsesledninger 107 som er anordnet for å passere gjennom slissen 103.

I et fjerde trinn blir skumsylinderen lukket opp, slik at de elektroakustiske moduler 105 fanges inn i hulrommene 104 og lar forbindelsesledningene 107 komme ut på utsiden av sylinderen. Etter å ha lukket opp sylinderen på denne måten, blir den klebet sammen ved bruk av punkter av klebemiddel som holder dem i denne posisjonen.

I et fjerde trinn, vist på fig. 4, blir alle de sylindre som er ment å danne en enkelt seksjon av antennen, anordnet ende mot ende, og et første lag av et ikke-vevet materiale 109 blir viklet rundt denne enheten og danner et bånd hvis etter-følgende vinding overlapper betydelig på de steder som er representert ved de skrå brutte linjer 110. Dette gjør det mulig å glatte ut overflaten på enheten i på-vente av ledningsføringen. Dette ikke-vevede materiale er porøst, for å tillate senere impregnering av skummet. Forbindelsesledningene blir så trukket manuelt ut slik at det ikke er maskert ved laget av ikke-vevet materiale.

I et sjette trinn blir båndet av kabler som tjener til å forbinde modulen 105 plassert rundt den strukturen man nå har oppnådd ved å vikle dette båndet i form av ett eller flere kryssede lag.

I et sjuende trinn blir et annet lag av porøst ikke-vevet materiale viklet rundt i en spiral, denne gang uten overlapping, for å holde på plass båndet av ledninger som ble lagt på plass i det sjuende trinn, som en variant. Kun en film, fortrinnsvis av polyester, brukes istedenfor det ikke-vevede materiale. I begge tilfeller kan forbindelsesledningene bli visuelt lokalisert gjennom laget som således er satt på plass.

I et åttende trinn blir de elektroakustiske moduler koplet opp. Denne prose-dyren begynner med å identifisere utgangen av modulene som forblir synlige under båndet av kabler. Ifølge en variant, og i forventning av det tilfelle i hvilket noen av ledningene skulle være skjulte, er det mulig å utstyre dem på forhånd, under fjerde trinn, med en liten permanent magnet. Et lite vanlig, felt-følsomt elek-tromagnetisk apparat kan brukes til å detektere denne magneten, idet apparatet utgir et hørbart eller lyssignal over en viss terskelverdi.

Etter at forbindelsesledningene er trukket ut, blir de forbundet med kablene

i det båndet som er satt på plass under det sjette trinn, ved bruk av fargekodene på de forskjellige ledninger for å identifisere dem. Som en variant kunne strek-koder brukes.

I et niende trinn, etter at ledningsføringen er utført, blir et tredje lag av por-øst, ikke-vevet materiale viklet, denne gang med vindingene overlappende hver-andre.

I et tiende trinn, vist på fig. 5, blir et vidmasket nett 111 nådd ved bruk av

gam, fortrinnsvis polyestergam, slettet på overflaten av det tredje lag av ikke-vevet materiale, over enheten. Denne fletting utføres f.eks. ved bruk av en konvensjonell kablingsmaskin for fremstilling av elektriske kabler. For å unngå bevegelse av nettet i forhold til det indre ikke-vevede lag, kan polyestergarnene holdes på plass på dette laget ved hjelp av punkter av klebemiddel spredt mer eller mindre jevnt over det indre ikke-vevede lag.

I et ellevte trinn blir forsterkningsringer 112, fremstilt av et meget sterkt materiale som f.eks. av epoksy-karbon-fiber-typen, ført over enheten, utenpå nettet. Disse ringene plasseres fortrinnsvis på linje med de elektroakustiske moduler 105, og blir holdt på plass ved å lime dem på nettet 111.

I et tolvte trinn blir et fjerde lag av porøst ikke-vevet materiale viklet, denne gang igjen med overlapp, for å lette den senere passering gjennom ekstrusjons-hodet for å ekstrudere skjeden. Dette fjerde lag hindrer også skjeden som vil bli ekstrudert over enheten fra å feste seg til de radielle forsterkningsringer 112.

I et trettende trinn blir et annet nett, utformet av vidmaskede fibre, fortrinnsvis laget av polyester, plassert utenpå dette fjerde lag.

I et fjortende trinn blir skjeden som er ment å beskytte enheten ekstrudert over overflaten på det fjerde lag av ikke-vevet materiale, og utstyrer samtidig skjeden, ved bruk av en kjent teknikk, med sterke fibre, produsert f.eks. av materiale så som KEVLAR (registrert varemerke). Denne ekstrusjonen blir utført konvensjo-nelt ved bruk av en ekstruderingsanordning utstyrt med et krysshode i hvilket komposittmaterialet som kommer fra det fjortende trinn, kan mates fra en ende, og trukket ut via den andre ende, belagt med det beskyttende lag som kommer fra legemet av ekstruderingsanordningen. De beskyttende garnene blir selv innført gjennom hull som er boret i en ring rundt den første ende av hodet, gjennom hvilket komposittmaterialet som skal dekkes, entrer.

I et femtende trinn blir endene på den seksjonen av antennen som er oppnådd produsert på en helt konvensjonell måte, idet man starter ved å lage enheten til den ønskede lengde og frigjør de langsgående forsterkningsgarn. Deretter blir en belastningsbærende del plassert på hver av disse endene, hvilke ringer danner periferien av hver endeforbindelse, og de langsgående forsterkningsgarn, korrekt fordelt og strammet, blir forankret på denne ringen, deretter blir de elektriske ledninger frigjort fra ledningsføringsbåndet og forbundet med forbindelses-komponentene på endekontaktene. Endelig blir de mekaniske komponenter av disse koplingene satt på plass, og festet til de belastningsbærende ringer for på denne måten å produsere endeforbindelsene.

I et sekstende og avsluttende trinn blir skumsylindrene 101 som danner kjernen av seksjonen som således er oppnådd, impregnert med en passende di-elektrisk olje. Denne fyllingen kan f.eks. utføres ved hjelp av en ventil som er plassert på en ende av koplingene i henhold til en teknikk som er patentert av søk-erne. Etter å ha ventet lenge nok til at skummet er vel impregnert, blir enheten satt under et lite overtrykk, avgassing blir utført, og deretter blir operasjonen fullført ved å lukke ventilen.

Som en variant foreslår oppfinnelsen, som vist på fig. 6, ikke å bruke skumsylindre, men skumrør 201 som inni dem inneholder mindre sylindre 301, hvis ytre diameter faller sammen med den indre diameter av rørene. Disse interne sylindrene 301 er utstyrt på sine endeoverflater med hulrom 206 som tilpasser tappene 106 på de elektroakustiske moduler 105. Disse sylindrene er videre dekket med en film 302, fortrinnsvis polyesterfilm. For således å fremstille det resulterende kompositt fra det fjortende trinn av hoved beskrivelsen, blir rørene 201 splittet langs langsgående snitt 203, og sylindrene 206 og modulene 105 blir satt inn i disse rørene. Deretter blir rørene 201 lukket og snittene 201 forseglet ved bruk av punkter med klebemiddel. Situasjonen er nå den samme som ved slutten av hov-edtrinn 4.

Som en variant, er det også mulig å lokalisere de elektriske utgaver av modulene ved bruk av røntgenstråler.

Som en variant, er det også mulig å erstatte de radielle forsterkningsringer 112 med et kontinuerlig spiralbånd viklet rundt lengden av seksjonen. Dette båndet kan om ønsket oppnås ved ekstrudering ved bruk av et roterende hode som vil kappe laget som blir ekstrudert.

Claims (5)

1. Prosess for fremstilling av en lineær akustisk antenne omfattende følgende trinn: a) fremstilling av et antall sylindre av åpencellet skum (101) av håndterbare lengder, og klebing av minst tre langsgående strimler (102) av et ustrekkbart materiale på overflaten av disse sylindrene slik at de er jevnt fordelt rundt periferien av hver sylinder; b) skjæring av et langsgående snitt (103) i sylinderen langs hele dens lengde, uthuling av hulrom (104) i det sentrale område og således er åpnet, og plassering av en elektroakustisk mottakermodul (105) i disse hulrommene; c) lukning av sylinderen, men med forbindelsesledningene (107) for de elektroakustiske moduler stikkende ut gjennom den langsgående slisse (102) og sammenliming av denne slissen; d) anordning av sylindrene som utgjør en seksjon på antennen ende mot ende, og vikling av et første lag av porøst ikke-vevet materiale (109) rundt enheten, med overlapp av en vinding over det andre; e) plassering av et bånd av forbindelseskabler, som ett eller flere kryssede lag, over hele strukturen; f) vikling av et annet lag i en spiral rundt dette bånd av kabler, uten overlapp; g) kopling av dielektriske moduler (105) til kablene i forbindelsesbåndet; idet prosessen ert karakterisert ved at den omfatter de følgende trinn: h) vikling av et tredje lag av ikke-vevet materiale rundt det andre lag, med overlapp; i) fletting av et antall garn på dette tredje lag for å danne et nett (111); og holding av dette nettet på plass i det tredje lag ved punkter av klebemiddel; j) føring av meget sterke forsterkningsringer (112) over dette nettet, og holding av ringene på plass ved å klebe dem til nettet; k) vikling av et fjerde lag av porøst ikke-vevet materiale rundt denne enheten, med overlapp; I) fletting av et nett utformet av vid maskede fibre utenpå det fjerde laget; m) ekstrudering av en beskyttelsesskjede forsterket med langsgående garn over dette fjerde lag; n) produsering og tilkopling av endene på seksjonen; og o) impregnering av skummet som danner det indre av seksjonen ved en di-elektrisk olje under et lite overtrykk.

2. Prosess ifølge krav 1, karakterisert ved at det andre laget i en spiral er laget av porøst ikke-vevet materiale.

3. Prosess ifølge krav 1, karakterisert ved at det andre laget i en spiral er laget med en polyesterfilm.

4. Prosess ifølge et eller flere av kravene 1-3, karakterisert ved at skumsyiinderen (101) er laget av et skumrør (201) i hvilket skumsyiinderen (206) som passer i den indre diameter av røret er satt inn.

5. Prosess ifølge et eller flere av kravene 1-4, karakterisert ved at et kontinuerlig spiralbånd brukt istedenfor de radielle forsterkningsringer (112), hvor dette båndet er viklet rundt eller ekstrudert over skumsylindrene (101).