NO129765B - - Google Patents

Description

Elektroakustisk transduktor til bruk på dypt vann.

Oppfinnelsen angår en elektroakustisk transduktor for dypvannsbruk og nærmere bestemt en slik transduktor som inneholder en keramisk piezoelektrisk vibrator.

I almindelighet har tidligere kjente sylindriske keramiske vibratorer som benyttes for et lite dybdeområde, vært utfort slik at de for utstrålingen unodvendige deler av vibratorens overflate, f.eks. sylinderens innerflate, Var dekket med svamp- eller kork-gummi i form av et antall særskilte skumgummi stykker som akustisk skjermningsmateriale>og vært omsluttet av en gummikapsel fylt med ricinus-olje.

Det er vel kjent innen faget at en slik sylindrisk vibra-tors folsomhet blir bedret ved avskjermning av innerflaten,og den oven-nevnte konstruksjon derfor gir hoy folsomhet og er meget nyttig i grunn sjo. Imidlertid har den bare kunnet brukes opp til dybder av hoyst 200 meter, da skumstoffet i skjermningsmaterialet ved storre dybde bryter sammen til skade for skjermningsvirkningen.

Hovedhensikten med oppfinnelsen er derfor å gi anvisning

på en elektroakustisk transduktor som egner seg til å brukes på dypt vann, idet den ikke vil miste sin akustiske folsomhet ved hoyt vann-

trykk.

Ifolge oppfinnelsen omfatter transduktoren en keramisk vibrator, en omslutning som omslutter vibratorens unødvendige stråle-

flate for å gi et kammer under statisk vanntrykk, en forste passasje som danner forbindelse mellom innsiden og utsiden av kammeret, et resonans-hulrum rundt den forste passasje og en flerhet av andre små

passasjer som forbinder det indre av den forste passasje med resonans-hulrummet slik at kammeret er under vanntrykk og resonans-hulrummet vil danne en demper for vibratorens unødvendige strålingsflate.

i Oppfinnelsen vil bli belyst mere detaljert i det folgende under henvisning til tegningen. Fig. l(A) viser tverrsnitt av en utforelsesform for en transduktor ifolge oppfinnelsen, tatt efter linjen A-A på fig. l(B).

Fig. l(B) er et sideriss av transduktoren på fig. l(A)

delvis i aksialt snitt, og

fig. 2 er et kurvediagram over folsomheten av transduk-

toren ifolge oppfinnelsen.

I utforelsen på fig. l(A) og (B) omfatter transduktoren

et kammer 10 som står under statisk vanntrykk, og et resonans-hulrum 20, anordnet innbyrdes koaksialt. Disse samvirker for å tjene som et dempningsorgan for innerflaten av vibratoren 1. Trykkammeret 10 inngren-ses av den hul-sylindriske keramiske vibrator 1 og et par sirkel-

runde skiver 2 og 3 som lukker for endene av denne. Den ovre skive 2 har en sentral boring 5 som flukter med innerflaten av et ror 4 forbundet med skiven 2. På den ovre skive 2 er der rundt roret 4

anordnet et sylindrisk resonans-hulrum 20 som er koaksialt med roret 4 og vanntrykk-kammeret 10 og omsluttes av en sylindrisk sidevegg 6.

og en toppvegg 7» Det indre av roret 4 står gjennom en rekke fine hull 8 i rorveggen i forbindelse med resonans-hulrummet 20.

Da vanntrykket virker likt på utsiden og innsiden av vanntrykk-kammeret, altså på begge sider av den keramiske vibrator 1, takket være forbindelseshullet 5» kan transduktoren ifolge oppfinnelsen utholde et vanntrykk praktisk talt svarende til den mekaniske trykk-styrke av selve den keramiske vibrator, det vil si ca. 800 kp/cm , svarende til vanntrykket ved en dybde av 8000 meter.

Dempningen L R av resonans-hulrummet 20 er som bekjent gitt ved ligningen:

hvor f : lyd.frekvensen,

f resonansfrekvensen ^Vo/V

V : volumet av hulrummet 20,

S : indre tverrsnittsareal av roret 4i

C : lydhastighet,

G : n^a<2>/ (t + f a),

t : veggtykkelse av roret 4>

a : radius av det fine hull 8, og

n : antall fine hull 8.

Denne sammenheng er anskueliggjort grafisk på fig. 2, hvor

f/fr er oppfort som abscisse og Lt, som ordinat med \/ GV/ 2S som para-

meter. Som det klart fremgår av karakteristikkene på figuren, blir dempningen oket i bemerkelsesverdig grad når f blir lik f^, eller med andre ord når resonans-hulrummet er i resonans med lyden. Dette betyr . at der fås,en stor forbedring av mottagningsfolsomheten ved et bestemt ■ frekvensbånd, altså at det er mulig å oppnå en såkalt filtereffekt ved passende valg av geometrien av de forskjellige komponenter.

Da vibratoren i henhold til oppfinnelsen, slik den er

beskrevet kan drives ved hoyt vanntrykk uten minskning av folsoraheten,

blir det mulig å skaffe en ultralyd-transduktor som er ytterst vel-

skikket for sokning på dypt vann.

Skjont den ovenstående beskrivelse refererer seg til en sylindrisk vibrator, vil det være mulig å foreta akustisk skjermning av overflatene av en vibrator i lateral vibrasjon på de ikke utstrå-

lende flater og å skaffe trykklikevekt mellom innsiden og utsiden av den skjermende kapsel.

Claims (2)

1. Elektro-akustisk transduktor innbefattende en keramisk vibrator med en overflodig strålingsflate, karakterisert ved at transduktoren ytterligere innbefatter en omslutning som omslutter den unodvendige strålingsflate for å inngrense et kammer under statisk vanntrykk, en forste passasje som forbinder innsiden av kammeret med utsiden, et resonans-hulrum som er anordnet rundt den forste passasje, og en flerhet av små ytterligere passasjer som forbinder det indre av den forste passasje med resonans-hulrummet.

2. Transduktor som angitt i krav 1 og innbefattende en hul-sylindrisk keramisk vibrator, karakterisert ved at omslutningen består av et par sirkelrunde skiver som lukker for begge ender av sylinderen, at den forste passasje dannes av et ror tilslut-tet et hull utformet i midten av den ene skive, at resonans-hulrummet er sylindrisk og anordnet koaksialt med roret, og at de ytterligere passasjer utgjores av hull utformet i rorets vegg.