Электретный приемник акустических сигналов Советский патент 1984 года по МПК G01V1/38 

Изобретение относится к акустическ1-1М измерз мня., предназначено ДЛИ приема ак стнческий волн и мо5iceT найти прщлеиенив в морской гео Г1 сейсмоакустической разведке полезных ис;сопаеь№к, в акустической ртдболокации, для г кустической связ под р одой я т,, п.. Извйсте. приемник акустических сигиалоЕр вйшолненный в вида элекгреткого коаксиального гидрофона я содержащий внутренний и внешний электроды, д:;i9; -aKтркческий наполнитель между ними, обладаза-15ий электретнШЖ сэойетьами и внешнюю ги,дроизолирую;тио оболочку, MexaHsr ecки жестко c I эjf лeнкyю с виешнт-и электродом ill ,. лКусть;ческое vt.iiH механическое во дейстЕка ка электретныЭ коаксиальны .:си,црофон вызывает по-явхсение между его внутренни-м и внешннг электродами электрической разности потенциалов,, т.е. электрического сигнала. Однако при перене;а:еяыи (буксировке электретногО коаксиального гидрофог на в жидкой среде,- в кем возникают мешающие электркчеокке шуг1ял, су-щественно сн --и:аюь.и1е его динаглический диапазон. Ьаиболее блкзА-сим к предлагаемому технически. решением является электретньзй прием нк акустическик сигна лов, выполнйн.;ый 3 вице коаксиального кабеля, содержащего внутренний электрод, слой электрета, внеш ний электро,Ц; лг.злек:;ри4 еский податлив ый слой меж.цу глектратогл и вкеши1-1м эле;и:тредом и изоляционную эласткчнук; зпешнюю оболочку 2j . Недостагг:о1.з известного приемяиi;a сейсмическшс сигналов;, отргничи ваюдим зоз.можностк его практкчес™ кого пршиеь:енмя; к Пр;;Ф5ер. для г.е лей сейсмСсИСустикк , является незащищекнос-хь --J.. ROM.-;--:., вызываемых i-i3rH6Hb;ivy.j и продольными дефорт-лзлдиями з.лек..гГрЭткого кабеля в-следствие его перемет эьия (буксировки) . Возникаг.ощке помехи резко сникают соот ношение скгь;ал/шум приемника Эти помехи ПСкЕляггтся из-за высокой чу ствительности эле.к третных ка-5елей к изгпбным и прод-пльиым деформациям,. Целью кзобрет Ния являе7.ся повьш ние ггамехоустойчиэосги электретного приемника з.к уст ячеек VDC сигналов Указанная цель достигается тем что в электретном приемнике акусти ческих сигналов f выполненном в вид коаксиального кабели, содержащего внутренний электрод, слой электрет внешний электрод, диэлектрический податливый слой -мажду электретом и внешним электродом, изоляцмонкую эластич. энеинюю оболочку, внутр .Н11Й электрод выполнен пустотельм, и в него по всей длине кабеля и коаксиально с ним введены дополнительные диэлектрический податливый слой, электрет и электрод, причем дополнительный диэлектрический податливый слой покрывает дополнительный электрет, дополнительный электрет покры saeT дополнительный электрод, а внешний электрод соединен электрически с дополнительным электродом. На чартеже изображено устройство злектрегиого приемника акустических сигналов, поперечный разрез. Приелчнкк состоит из изоляционной эластичной, внешней оболочки 1, одетой поверх внешнего электрода 2 и мехакич.ески жестко с ним соединенной, Податливьгй диэлектрический слой 3 покрывает электрет 4, который расположен пвверх внутреннего пустотелого электрода 5. Между внутренним пустотельам элект1 одом 5 и дополнительным электродом б расположен дополнительннгй электрет 7, покрытый сверху дополнительным податливы диэлек-трическим слоем 8. Вектор поляризации дополнительного электрета 7 совпадает по направлению с вектором поляризации электрета 4. Устройство работает следугацим образом. При перемещении (буксировке) электретного приемника, например в жидкой среде, все его элементы Б.нешняр. оболочка 1, внешний электрод 2, податливый диэлектричес::.:ий слой 3, электрет 4, внутренний пустотелый электрод 5, дополнительный податливый диэлек-, трическкй слой 8, дополнительный электрет 7 и дополнительный электрод 6) претерпевают изгибные и прож дольные деформации, вызывающие; в частности,, радиальные смещения (колебания) элементов приемника. При радиальных смещениях происходит . из ленение толщины податлив.ого диэлектрического слоя 3 и дополнительного податливого диэлектрического слоя 8, т.е. изменение зазора между вне.шниг-4 электродом 2, электретом 4 и меж.ду внутренним пустотелым э.лектродом 5 н дополнительным электретом 7, что приводит к появлению электрических разностей потенциалов между внешним и внутренним пустотелыми электродами 2 и 5 к между внутренним пустотельпчн дополнительны; а.лектродами 5 и б,. Эти разности потенциалов взаимно ксмпенсируют друг друга, так как вектора поляризации электрета 4 А дополнительного электрета 7 совпадаюг, а внешний электрод 3 и дополнительный электрод 6 соединены электрически между Собой. В этом легко убедиться, если пре ставить, что под воздействием деформаций электретный приемник акустических сигналов, например, удлинился. При этом в радиальном напра лении произошло его сжатие, что при вело к ум&нъшенкю толщины податливого диэлектрического слоя 3 и дополнительного податливого диэлектри ческого слоя 8. В результате на вну тренней поверхности внешнего электр да 2 индуцируется избыточный положительный заряд,на внешней поверхности внутреннего пустотелого электрода 5 - отрицательный; на внутрен ней поверхности пустотелого электрода 5 индуцируется положительный заряд, а на поверхности дополнитель ного электрода б, соответственно, отрицательный. Таким образом, отрицательные и положительные заряды индуцированные на внутреннем пустотелом электроде 5 компенсируют друг друга, а положительные заряды внешнего электрода 2 ксиипенсируются отрицательными зарядами дополнитель ного электрода 6, электрически соед ненного с, электродом 2. В результате чего на выходе электрического приемника акустических сигналов электрическое напряжение помехи отсутствует. Полезный акустический сигнал в момент попадания на электретный приемник, вызывает радиа1льные колеба ния внешней изоляционной оболочки 1 которые практически без затухания(благодаря жесткой механической связи между оболочкой 1 и электродо 2) передаются внешнему электроду 2. В результате чего между электродац11И 2 и 5 появляется полезный электрический сигнал, пропорциональный аку стическому давлению. Между электродами 5 и б в это время электричесКИЙ сигнал, вызванный акустическим давлением, практически отсутствует, так как радиальные механические ко лебания от внешнего электрода 2 гасятся на податливом диэлектрическом слое 3, т.е. не передаются на электрод 5. Полезный сигнал без ослабления-(ввиду отсутствия генерации компенсирующего сигнала между электродами 5 и 6) поступав на выход электретного приемника акустических сигналов. Как и в случае отсутствия полезного акустического сигнала, сигналы (ПЪмехи на электродах 2 и 5 и на электродах 5 и б, вызванные изгибньии и продольными деформациями элементов конструкции вследствие перемещения (буксировки) устройства, взаимно . компенсируются, поскольку локальные деформации элементов конструкции приемника происходят синхронно и синфазно. Таким образом, использование дополнительных элементов в конструкции электретного приемника акустических сигналов, их взаимное расположение, связи между токопроводящими элементами (электродами) выгодно отличают описываемый электретный приемник акустических сигналов от известных,, так как этим повышается его помехозащищенность, что увеличивает надежность работы, достоверность и качество принятой информации, расширяет область применения и методические возможности использования электретного приемника акустических сигна лов. Описанные меры по устраяёнию помех в предлагаемом устройстве позволяют снизить уровень шумов, возникающих во время буксировки, электретных акустических сигналов на 1525 дБ.

ЭЛЕКТРЕТШЙ ПРИЕМНИК АКУСТИЧЕСКИХ СШИАЛОВ, аыполнениыЛ В виде коаксиального кабеля, ооде/ржаяого внутренний электрод. слой электрета, внешний электрод, диэлектрический податливый слой между электретом и внешним электродом и изоляционную эластичную внешнюю оболочку, отличающийся тем, что, с целью, повышения помехоустойчивости, внутренний электрод выполнен пустотелым, и в него по-всей длине кабеля и коаксиально с ним введены дополнительные диэлектрический податливый слой, электрет и электрод, причем дополнительный диэлектрический податливый пок1%шает дополнительный электрет, дополнительный электрет покрывает дополнительный электрод, а внешний электрод соединен электри- @ чески с дополнительные электродом. (Л «