DE3419256C2 - Elektroakustische Wandlereinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektroakustische Wandlereinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Patentanspruch 1. Eine solche Wandlereinrichtung ist aus der US-Patentschrift 3 716 828 bekannt. Zunächst seien zum besseren Verständnis der Erfindung folgende allgemeine Betrachtungen vorausgeschickt:

In Längsrichtung schwingende Wandler 10 der in Fig. 1 gezeigten Art sind bekanntermaßen als Sendewandler und Empfangswandler in der Sonartechnik weit verbreitet. Der Wandler besteht im wesentlichen aus einem elektromechanisch aktivem Element 11, beispielsweise einem piezoelektrischen Keramikkörper, einem Kopfteil 12 mit bestimmter Masse, einem Rückenteil 13 mit bestimmter Masse, einem Zuganker 14 zum Zusammenspannen der Anordnung, einem System 15 zur Druckbeaufschlagung sowie einem wasserdichten Gehäuse 16, wie aus Fig. 1 ohne weiteres hervorgeht. Der Zuganker 14 bewirkt eine Druckvorspannung, welche auf das elektromechanisch aktive Element 11 und das System 15 zur Druckbeaufschlagung wirkt. Das System 15 zur Druckbeaufschlagung dient zur akustischen Entkopplung der Anordnung aus den vorgenannten Bauteilen und des Gehäuses 16. Es existieren viele Abwandlungen des in Fig. 1 gezeigten Wandlers, doch haben Wandler dieser allgemeinen Art zwei charakteristische Frequenzen, welche die Empfangscharakteristik nachteilig beeinflussen. Diese zwei Frequenzen sind die Resonanzfrequenzen für die Halterung des Kopfteiles und des Rückenteiles.

Wegen der Phasenverschiebungen, die durch Resonanzen verur­ sacht werden und wegen der Verschlechterung eines von einer Wandleranordnung erzeugten Schallstrahles als Folge von Pha­ senverschiebungsunterschieden zwischen den Wandlern ist eine verhältnismäßig flache Empfangscharakteristik über eine große Bandbreite hinweg erwünscht. Eine charakteristische Wandler­ empfangscharakteristik von Wandlern bekannter Art besitzt je­ doch unkontrollierte Resonanzspitzen 20 und 21 aufgrund der Kopfteilhalterung und der Rückteilhalterung, wie aus Fig. 2 zu ersehen ist. Fig. 2 zeigt eine Graphik der Empfangs­ empfindlichkeit, aufgetragen über einer normierten Frequenz n = f/f_r, worin f_r die Leerlauf-(Konstantstrom-)Resonanz­ frequenz 21 ist. Die Resonanzspitze 22 in der Kennlinie un­ terhalb der Resonanz beruht auf einer Resonanz der Kopfteil­ masse und des Zugankers. In entsprechender Weise beruht das Empfindlichkeitsminimum 23 auf einer Resonanz zwischen einer Feder und einer Masse, nämlich einer Resonanz zwischen dem Federpaket 15 zur Druckbeaufschlagung und der Rückenteilmas­ se 13.

Um eine gleichförmige oder flache Empfangscharakteristik zu erhalten, müssen die Resonanzen aufgrund der Kopfteilhalte­ rung und der Rückteilhalterung gleichgemacht werden und die Amplituden der Resonanzen müssen ebenfalls gleich sein. Nach­ dem es sehr schwierig ist, diesen Ausgleich bei Großserien­ fertigung herzustellen, sieht man im allgemeinen zur Kompen­ sation eines fehlenden Ausgleiches eine entsprechende Dämpfung vor. Die Dämpfung wird oft durch Gummipuffer 17 erreicht, welche an der Rückenteilmasse 13 befestigt sind und reibend am Gehäuse 16 anliegen. Ein empfindlich abgeglichener Wandler erfordert die Einhaltung strenger Toleranzen sowohl bezüglich der Werkstoffparameter als auch bezüglich der körperlichen Ab­ messungen des Wandlers. Dies trägt beträchtlich zu den Kosten für die Herstellung derartiger Wandler bei, insbesondere, wenn es sich um eine Großserienfertigung handelt.

Zusätzlich zu der Gleichförmigkeit der Empfangsempfindlich­ keit ist der Eigenstörpegel des Wandlers eine außerordentlich wichtige Kenngröße zur Beschreibung der Eigenschaften. Wand­ ler mit hohem Störpegel innerhalb einer Sonarwandleranordnung können eine Verschlechterung der Wirkungsweise des Sonarsy­ stems herbeiführen und das Vorhandensein der Sonarplattform verraten. In Längsrichtung schwingende Wandler der in Fig. 1 gezeigten Art zeigen insbesondere die Neigung zur Erzeugung eines äußeren Rauschens, wenn sie mit dem Kopfteil einem wech­ selnden hydrostatischen Druck ausgesetzt sind. Beispielsweise wird das äußere Rauschen oder der äußere Störpegel dadurch bestimmt, daß die Leerlaufspannung des Wandlers gemessen wird, welche auftritt, wenn man den Druck schwanken läßt. Polierte Berührungsflächen der Kopfteilmasse 12, der Keramikkörper 11 und der Rückenteilmasse 13, sehr genaue Toleranzen der bear­ beiteten Einzelteile sowie eine sorgfältige Ausrichtung sind erforderlich, um sogenannte ruhige Wandler der in Längsrich­ tung schwingenden Bauart herzustellen. Auch diese Maßnahmen zur Unterdrückung des Störpegels tragen beträchtlich zu den Herstellungskosten von Wandlern der hier betrachteten Art bei.

Es ist auch ein piezoelektrisches Polymer bekannt, welches eine geringe Dichte aufweist und mechanisch flexibel ist. Diese Eigenschaften machen dieses Polymer widerstandsfähiger gegen Stoß, als dies bekannte piezokeramische Körper sind. Außerdem entspricht der Wellenwiderstand des Polymers ge­ nauer demjenigen von Wasser. Ein Film aus piezoelektrischem Polymer wird gegenwärtig aus Polyvinylidenfluorid (PVF₂) her­ gestellt. Um das Polymer in nutzbarer Weise piezoelektrisch zu machen, muß ein Polarisationsverfahren durchgeführt wer­ den. Bei einer solchen Polarisation werden beide Oberflächen des Polymerfilms metailisiert, um Elektroden vorzusehen und es wird eine hohe Gleichspannung an die Elektroden angelegt und während einer Stunde bei einer Temperatur von 100°C aufrecht erhalten. Eine nachfolgende Abkühlung auf Raumtemperatur bei noch anliegendem elektrischem Feld führt zu einer dauerhaften Polarisation mit dem stärksten piezoelektrischen Effekt in Richtung quer zu den metallisierten Oberflächen des Films.

Beispiele für Sende- und Empfangswandler, welche aus piezoelektrischen Schichten aufgebaut sind, von denen eine aus einem piezoelektrischen Polymer besteht, wobei die Schichten Anschlußelektroden zum Zuführen von Signalen bzw. zur Abnahme von Signalen aufweisen, sind in der Europäischen Patentschrift 0 021 534 beschrieben.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine elektroakustische Wandlereinrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß sich mit ihr eine verhältnismäßig flache Empfindlichkeitskennlinie über einen großen Bandbreitebereich erzielen läßt, die betreffende Wandlereinrichtung jedoch im wesentlichen denselben Raum einnimmt, wie entsprechende herkömmliche Wandlereinrichtungen.

Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der dem Anspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, deren Inhalt hierdurch ausdrücklich zum Bestandteil der Beschreibung gemacht wird, ohne an dieser Stelle den Wortlaut zu wiederholen.

Erfindungsgemäß wird also eine zusammengesetzte Wandlereinrichtung geschaffen, welche einen an sich bekannten, in Längsrichtung schwingenden Wandler für die Sendefunktion, nicht jedoch für die Empfangsfunktion verwendet, welche bei der erfindungsgemäßen Wandlereinrichtung durch einen gesonderten Wandler aus piezoelektrischem Polymer verwirklicht wird. Im einzelnen enthält die zusammengesetzte Wandlerein­ richtung der vorliegend angegebenen Art einen in Längsrich­ tung schwingenden Wandler 10, wie in Fig. 1 gezeigt, an des­ sen abstrahlender Stirnfläche 121 ein piezoelektrisches Poly­ mer 60 als Empfangswandler befestigt ist. Während der Sende­ phase wird der Empfangswandler kurzgeschlossen und während der Empfangsphase wird der Sendewandler 10 mit einer elektri­ schen Impedanz abgeschlossen, welche die Empfangsempfindlich­ keit optimiert und einen minimalen Eigenstörungspegel des Wandlers ergibt. Die zugehörigen Schalteinrichtungen zum Um­ schalten zwischen Empfangsbetrieb und Sendebetrieb können in­ nerhalb der Wandlereinrichtung vorgesehen sein.

Ein wichtiges Merkmal einer Wandlereinrichtung der vorlie­ gend beschriebenen Art ist es, daß die zusammengesetzte Wandlereinrichtung im wesentlichen denselben Raum einnimmt, welcher auch für einen Wandler der in Längsrichtung schwin­ genden Art nach dem Stande der Technik eingenommen wird. Wandlereinrichtungen der hier angegebenen Art können also anstelle der bekannten Wandler in Sonarsystemen im Austausch eingesetzt werden, ohne daß eine Änderung an der Haltekon­ struktion für die Wandler vorgenommen werden muß.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert. Es stellen dar:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer zu­ sammengesetzten Wandlereinrichtung der hier angegebenen Art,

Fig. 2 eine Frequenz-/Empfindlichkeitscharakteri­ stik für einen in Längsrichtung schwingen­ den Wandler nach dem Stande der Technik,

Fig. 3 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines piezoelektrischen Films aus Poly­ vinylidenfluorid (PVF₂) und

Fig. 4 eine perspektivische Schnittdarstellung eines zusammengesetzten Hydrophons mit einem Poly­ vinylidenfluoridfilm.

Die zusammengesetzte Wandlereinrichtung 100 nach Fig. 1 ver­ wendet gesonderte Wandlerelemente für die Aussendung und für den Empfang von Schall. Zum Senden wird eine elektrische Span­ nung von einem Sender 101 erzeugt und über einen Sende-/ Empfangsschalter 102 einem piezoelektrischen Keramikkörper 11 zugeführt. Ein Transformator 111 dient zur Impedanzanpassung des Keramikkörpers oder Wandlerorgans 11 an den Sender 101. In der Zeit, während welcher der Sender 101 Leistung an den Keramikkörper 11 lie­ fert, bewirkt der Sende-/Empfangsschalter 103 einen Kurzschluß der Leitungen 631, welche zu dem Wandler 601 aus piezoelektri­ schem Polymer führen. Wenn die Sendeleistung ausgeschaltet wird, so verbindet der Sende-/Empfangsschalter 103 den Empfän­ ger 104 mit dem aus dem piezoelektrischem Polymer gefertigten Wandler 601 und der Sende-/Empfangsschalter 102 verbindet eine Impedanz 105 mit den Leitungen 632, so daß der piezoelektrische Keramikkörper 11 mit einer entsprechenden Impedanz abgeschlos­ sen wird.

Der Senderteil der zusammengesetzten elektrisch-akustischen Wandlereinrichtung 100 ist also der an sich bekannte in Längsrichtung schwingende elektrisch-mechanische Wandler 10, der bei bekannten Systemen dieser Art sowohl die Funktion des Sendewandlers als auch diejenige des Empfangswandlers erfüllt. Im vorliegenden Falle ist jedoch der Empfangswandler bzw. das Hydrophon eine Dickfilmschicht aus piezoelektri­ schem Polymer 601, nämlich aus Polyvinylidenfluorid, welches in einem modifizierten hydrostatischen Modus verwendet wird. In dem hydrostatischen Arbeitsmodus wirkt der Schalldruck in gleicher Weise in Richtung aller drei Achsen, so daß keine Notwendigkeit besteht, ein Druckbeaufschlagungssystem und zu­ gehörige Gehäuse zur Entkopplung einer Seite der Aufnahme­ einrichtung von dem Schallenergiefeld vorzusehen. In dem hy­ drostatischen Betriebsmodus gibt es keine Druckgradienten über das Hydrophon hinweg, so daß praktisch die Möglichkeit besteht, in einem unbegrenzten Bereich von Betriebsdrücken zu arbeiten. Im vorliegenden Falle handelt es sich um eine modifizierte hydrostatische Betriebsweise, da eine Oberfläche des Polymers in unmittelbarer Berührung mit der abstrahlenden Stirnfläche 121 des Wandlers 10 steht und daher nicht dem Wasserdruck ausgesetzt ist. Da Polyvinylidenfluorid einen dem Wellenwiderstand von Wasser recht genau angepaßten Wellenwi­ derstand besitzt, gelangt Schall, der von dem Wandler 10 abge­ strahlt wird, durch die Polyvinylidenfluoridschicht des Poly­ merhydrophons 601 mit vernachlässigbarer Abdämpfung. Während des Sendebetriebes ist das Hydrophon 601 kurzgeschlossen. Das Polymerhydrophon 601, welches an der abstrahlenden Stirnflä­ che 121 des Wandlers 10 befestigt ist, beeinflußt die Sende­ eigenschaften der Wandlereinrichtung nicht nachteilig. Während des Empfangs ist der Wandler 10 vorzugsweise mit einer Impe­ danz abgeschlossen, welche den Rauschpegel im Signal des Hydro­ phons 601 minimal hält oder der Wandler 10 wird kurzgeschlos­ sen, ohne daß ein Verlust des Signal-/Rauschverhältnisses im Empfangssignal auftritt. Die nutzbare Empfangsempfindlichkeit des Hydrophons 601 erstreckt sich darüberhinaus bis in den Bereich von 100 kHz. Messungen der Empfindlichkeit des Poly­ merhydrophons bei Leerlauf und bei Kurzschluß des Wandlers 10 zeigen, daß der Kurzschlußbetrieb zu einer gleichförmigeren Empfindlichkeitskurve führt, welche im wesentlichen von 10 kHz bis 100 kHz flach verläuft. Eine größere Gleichförmig­ keit, insbesonders im Bereich unterhalb von 10 kHz, ist für einen optimalen angepaßten Abschluß des Wandlers 10 zu erwar­ ten.

Einrichtungen zur Geschwindigkeitssteuerung, Einrichtungen zur Geräuschunterdrückung sowie Empfänger zur Peilung sind unter anderen Anwendungsmöglichkeiten Beispiele für Anwen­ dungsgebiete der Wandlereinrichtung.

Eine gemessene Richtcharakteristik eines PVF₂-Hydrophons 601 in Gestalt eines Blattes oder eines Films von 10 × 10 cm Seitenlänge zeigte einen Öffnungswinkel eines 3 dB-Richt­ strahls von 4,5°, woraus die hervorragenden Eigenschaften von Polymerhydrophonen bei hohen Frequenzen bezüglich der Richtcharakteristik ersichtlich sind. Die Ergebnisse von Ver­ suchen mit Wandlern 10 bei hohen Sendeleistungen zeigen, daß die Einwirkung von Schallenergiefeldern hoher Intensität auf das Polymerhydrophon keine meßbare Wirkung auf dessen Be­ triebseigenschaften hat. Weiter zeigten Versuche zur Untersu­ chung des Störverhaltens, daß das Einwirken von hydrostati­ schen Druckschwankungen keinen nachteiligen Einfluß auf das Polymerhydrophon ausübt.

Bei der Fertigung der zusammengesetzten Wandlereinrichtung 100 gemäß Fig. 1 geht man in der Weise vor, daß man zunächst einen quadratischen Ausschnitt von der aufvulkanisierten Gum­ miabdeckung 34 entfernt, welche vor der Stirnfläche 121 der Kopfteilmasse 12 des Wandlers 10 liegt, um die Aluminiumober­ fläche des Kopfteiles 12 freizulegen. In der perspektivischen, teilweise im Schnitt wiedergegebenen Darstellung von Fig. 1 ist die Stirnfläche 121 erkennbar. Der quadratische Ausschnitt 123 in der Gummiabdeckung 34 erstreckt sich über einen wesent­ lichen Teil der rechteckigen Stirnfläche 121 der Kopfteilmas­ se. Um eine flache, glatte Oberfläche an der Stirnfläche 121 vorzusehen, wird die Stirnfläche abgedreht oder abgeschlif­ fen und es werden einige tausendstel Millimeter von der Ober­ fläche abgetragen. Eine Bohrung 124 ist durch die Kopfteil­ masse 12 von der Stirnfläche 121 aus bis zu einem Raum 125 innerhalb des Gehäuses 16 des Wandlers 10 geführt. Ein recht­ eckiger Kanal 126 wird am Orte der Bohrung 124 in die Stirn­ fläche 121 eingefräst. Die freiliegenden Bereiche der Stirn­ fläche 121 werden angeschliffen oder gesandstrahlt ebenso wie die entsprechende Oberfläche eines Blattes aus einer glasfa­ serverstärkten, epoxyimprägnierten, elektrisch isolierenden Matte 32. Ein hierfür geeignetes Material, welches im Handel erhältlich ist, besitzt die Bezeichnung G-10. Die Matte 32 und die Stirnfläche 121 werden mit einem Epoxykleber 50′ un­ ter Anwendung von erhöhter Temperatur und Druck zusammenge­ klebt, um eingeschlossene Luft zu vermeiden und eine starke Klebeverbindung herzustellen. Das Hydrophon 601 mit dem piezo­ elektrischen Polymer PVF₂ wird beispielsweise aus zwei Poly­ vinylidenfluoridfilmen 60′ und 60′′ zusammengesetzt, welche je­ weils eine Abmessung von 10 × 10 cm bei einer Dicke von 0,58 mm haben wobei die einander zugekehrten Oberflächen mit Epoxykle­ ber 50′′ versehen werden, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Jede der Schichten 60′ und 60′′ hat auf beiden Seiten Metallbeläge 62′ bzw. 62′′, an welche jeweils Anschlußdrähte 63′ bis 63′′′′ gelegt sind. Der elektrische Anschluß kann durch Schweißen unter Vakuum oder durch Löten bei niedriger Temperatur hergestellt werden. Beispielsweise bestehen-die Metallbeläge 62′ und 62′′ aus Kupfer und die Anschlußdrähte 63′ bis 63′′′′ werden aus Kovar-Bandmaterial von 0,08 × 0,25 mm gebildet. Andere metalli­ sche Werkstoffe können sowohl für die Beläge als auch für die Anschlußleitungen verwendet werden, solange sichergestellt ist, daß die elektrischen Anschlüsse zwischen Belag und Anschlußlei­ tung bei einer Temperatur hergestellt werden können, welche das piezoelektrische Polymer nicht zerstört. Unter Verwendung geeigneter Befestigungsmittel werden also die piezoelektri­ schen Polymerschichten 60′ und 60′′ mit dem Epoxykleber 50′′ zusammengeklebt und in Luft zur Aushärtung gebracht, um das in Fig. 4 gezeigte Polymerhydrophon 601 zu erzeugen.

Der nächste Schritt bei der Herstellung der zusammengesetzten Wandlereinrichtung ist das Befestigen des piezoelektrischen Polymerhydrophons 601 an der glasfaserverstärkten Matte 32. Um einen Kurzschluß der Anordnung aus dem piezoelektrischen Polymer an der Stirnfläche 121 des Wandlers 10 oder über die Anschlußdrähte 63 zu vermeiden, wird ein elektroisolierendes Band 63 über die vier Ränder der quadratischen Anordnung des Hydrophons gelegt, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Die Anschlußdrähte 63′ bis 63′′′′ werden außerdem mit einem gerin­ ges Gewicht aufweisenden Polyolephin-Schrumpfschlauch überzo­ gen. Die freiliegende Oberfläche der Glasfaser-Epoxy-Isolier­ matte 32 wird aufgerauht, um glänzende Stellen zu entfernen. Außerdem wird danach etwaiger Staub mit Druckluft entfernt.

Die Oberfläche 602 des aus einem piezoelektrischen Polymer bestehenden Hydrophons 601 wird durch Abwischen mit Methyl­ äthylketon gereinigt, wobei dieses Mittel den Kupferbelag 62 des piezoelektrischen Polymerhydrophons nicht angreift.

Die Isoliermatte 32 und die Oberfläche 602 des Hydrophons 601 werden dann mit Epoxykleber 50′′′ bestrichen und zusammenge­ fügt, wonach eine Aushärtung in freier Umgebung vorgenommen wird, wobei die mit Isolierung versehenen Anschlußdrähte 63′ ′bis 63′′′′ in dem ausgefrästen Kanal 126 zusammengelegt und durch die Bohrung 124 gefädelt werden, wie Fig. 1 erkennbar macht. Der Kanal 126 bietet also Raum für die aus dem Hydro­ phon 601 austretenden Anschlußdrähte 63′ bis 63′′′′ und ge­ stattet dadurch ein flaches Aufliegen des Hydrophons auf der Stirnfläche 121 des Wandlers 10.

Die letzten Maßnahmen beim Zusammensetzen der Wandlereinrich­ tung 100 gemäß Fig. 1 sind das Reinigen der nach außen wei­ senden Oberfläche des Hydrophons 601 mit Methyläthylketon, das Beschichten mit flüssigem Neopren und das Trocknenlassen in Luft. Ein quadratischer Ausschnitt 33 aus Gummi oder Kautschuk im wesentlichen in der Dicke und in der Flächen­ größe der verbleibenden Vertiefung am Orte des Ausschnittes 123 und die äußere Oberfläche des Hydrophons 601 werden mit dem Neopren beschichtet und durch das Aushärten in Luft fest miteinander verbunden. Die resultierende Außenfläche des Tei­ les 33 und der Abdeckung 34 aus Gummi werden abgeschliffen, so daß sich insgesamt eine flache Außenfläche darbietet.

Die Anschlußdrähte 63 erstrecken sich durch den Raum 16 zwi­ schen dem Wandlergehäuse 17 und dem Kopfteil 12, dem piezo­ elektrischen Keramikkörper 11 und schließlich vorbei an der Rückenteilmasse 13 zu dem Kabel 18. Das Kabel 18 ist vier­ adrig und enthält auch die beiden Anschlußleiter 632 für den von dem piezoelektrischen Keramikkörper 11 gebildeten Wand­ ler, wobei diese Anschlußleitungen von dem an einem entfern­ ten Ort aufgestellten Sender 101 herbeigeführt sind. Ein Empfangsvorverstärker (nicht dargestellt) kann innerhalb der zusammengesetzten Wandlereinrichtung 100 vorgesehen sein, um das Signal vor Weitergabe an die beiden Adern des Kabels 18 zu verstärken, welche mit einem Empfänger verbunden sind.

Das Polyvinylidenfluoridmaterial 60′ bzw. 60′′ besitzt eine interne Polarisation, wenn es als piezoelektrisches Element eingesetzt ist. Die Polarisation wird durch die Bezeichnung der Polarität von Spannungen an dem piezoelektrischen Mate­ rial in Fig. 3 angedeutet. Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß eine Parallelschaltung vorgenommen ist, indem der Anschluß­ draht 63′ mit dem Anschlußdraht 63′′′′ und der Anschlußdraht 63′′ mit dem Anschlußdraht 63′′′ verbunden ist, so daß man schließlich ein Paar von Anschlußleitungen 631 erhält, welche zu dem Empfänger führen. Die Parallelschaltung verdoppelt die Kapazität, welche durch jede der Polyvinylidenfluorid­ schichten 60 gebildet wird, wodurch man eine bessere Impedanz­ anpassung an das Kabel verwirklicht. Wird ein Vorverstärker innerhalb der Wandlereinrichtung 1000 vorgesehen, so ist die Kapazität des Hydrophons 601 von geringerer Bedeutung. Die Dicke der einzelnen Schichten des Hydrophons 601, die An­ zahl der Schichten und ihre elektrische Serien- oder Parallel­ schaltung sind von Fall zu Fall vom Fachmann entsprechend zu wählen.

Abwandlungen des beschriebenen Ausführungsbeispiels ergeben sich für den Fachmann unter Berücksichtigung der vorstehen­ den Ausführungen. Beispielsweise können die Kupferbeläge auf den beiden Seiten jeder Polymerschicht im Bereich der Ränder durch Abätzen oder in anderer geeigneter Weise entfernt wer­ den. Hierdurch wird die Gefahr möglicher Kurzschlüsse zwi­ schen der Anordnung der Polymerschichten und den Anschlußdräh­ ten vermieden, so daß die Schichtenanordnung nicht mit einem Band an den Rändern umkleidet werden muß. Die Verwendung stär­ kerer Kupferdrähte anstelle der verhältnismäßig brüchigen Kovar-Anschlußdrähte führt gegenüber dem beschriebenen Ausfüh­ rungsbeispiel zu einer widerstandsfähigeren Konstruktion. Zum Befestigen der Anschlußdrähte 63 kann außerdem ein elektrisch leitender Epoxykleber verwendet werden, welcher die Drähte an den Metallbelägen 62 festhält, anstatt hier eine Schweißung oder Lötung vorzunehmen.

Claims (6)

1. Elektroakustische Wandlereinrichtung mit einem in Längsrichtung schwingenden Wandler (10), der in Längsrichtung hintereinander angeordnet eine Kopfteilmasse (12) mit einer im Sendebetrieb akustische Energie abstrahlenden Stirnfläche (121), ein keramisches piezoelektrisches Wandlerorgan und eine Rückenteilmasse aufweist, die mittels eines Zugankers (14) mit dem Wandlerorgan (11) und der Kopfteilmasse zusammengespannt ist, und mit elektrischen Anregungsmitteln für das Wandlerorgan, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Stirnfläche (121) der Kopfteilmasse mittels einer Verklebung eine glasfaserverstärkte elektrisch isolierende Matte (32) und auf dieser mittels einer weiteren Verklebung ein Hydrophon (601) in Gestalt einer Schicht eines piezoelektrischen Polymers (60) befestigt ist.

2. Wandlereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das piezoelektrische Polymer von Polyvinylidenfluorid gebildet ist.

3. Wandlereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das piezoelektrische Polymer (60) auf zwei Seiten jeweils mit einem Metallisierungsbelag (62′, 62′′) versehen ist und daß an den Metallisierungsbelägen elektrische Anschlußleitungen (63′-63′′′′) befestigt sind.

4. Wandlereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das piezoelektrische Polymer aus einer Mehrzahl von jeweils mit Metallisierungsbelägen (62′, 62′′) versehenen Lagen (60′, 60′′) aufgebaut ist.

5. Wandlereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Lagen (60′, 60′′) vorgesehen sind, die jeweils eine Polarisation senkrecht zu ihren Oberflächen aufweisen und daß die Metallisierungsbeläge (62′, 62′′) jeweils auf beiden Seiten der Lagen vorgesehen sind und zur Vergrößerung der Kapazität des piezoelektrischen Polymers zwecks besserer Impedanzanpassung elektrisch parallelschaltbar sind.

6. Wandlereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopfteilmasse (12) und das piezoelektrische Polymer (60) von einer wasserdichten Kapselung (33, 34, 17) umgeben sind.