Detectores marinos

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Detectores Marinos

Los hidrófonos o Geófonos Marinos de presión son por lo general de tipo piezoeléctrico. En ellos se usan materiales piezoeléctricos sintéticos, como el circonato de bario, el titanato de bario o metanlobato de plomo. Una hoja de material piezoeléctrico desarrolla una diferencia de voltaje entre caras opuestas cuando se somete a deformación mecánica. La galvanoplastia sobreestas superficies permite hacer una conexión eléctrica para medir esta diferencia de potencial. Los hidrófonos de disco son esencialmente dos placas circulares de cerámica piezoeléctrica montadas sobre los extremos de un cilindro de bronce hueco. Las conexiones eléctricas se hacen de tal manera que si ambas se doblan hacia adentro, como lo harían al responder a un aumento de presión fuera deunidad, los voltajes inducidos se sumen, mientras que si las placas se doblan en la misma dirección, como lo harían en respuesta a la aceleración, se anulen. Esta característica se llama cancelación de la aceleración. Los hidrófonos cilíndricos son esencialmente cilindros de cerámica piezoeléctrica huecos, delgados y cerrados en los extremos por casquillos de bronce. Un cambio de presión afuera delcilindro induce esfuerzos en la cerámica y, por tanto, una diferencia de potencial entre el interior y el exterior del cilindro.

La sensibilidad de cada elemento del hidrófono es pequeña y por ello usualmente se combinan de 3 a 50 elementos en serie para formar un grupo de hidrófonos; éstos se distribuyen en una longitud de 3 a 50 m. los hidrófonos piezoeléctricos tienen alta impedancia y casisiempre se incluye un transformador acoplador de impedancia con cada grupo. Algunas veces se usan amplificadores de carga en lugar de transformadores.
Los geófonos convencionales responden a la velocidad, mientras que los hidrófonos responden a cambios de presión, es decir, a la aceleración. Así la respuesta de un hidrófono difiere de la de un geófono por el factor jw, lo cual da una diferencia defase de 90° y una elevación de 6 dB/octava. Como la presión es direccional, la salida de un hidrófono individual es independiente de la dirección de la onda, mientras que invirtiendo la dirección de la propagación, se invierte la salida del geófono. La amplitud del cambio de presión es máxima a una profundidad de ¼ λ.

Los hidrófonos se montan en un largo cable integrado que se remolca atrás delbarco sísmico a una profundidad de entre 10 y 20 m. los hidrófonos, los alambres de conexión y un elemento a tensión, se colocan dentro de un tubo de neopreno que luego se llena con un liquido más ligero que el agua para que el cable quede flotando, es decir, que la densidad promedio del tubo y el contenido sea igual a la del agua marina. Una sección conductora de 100 m o más de longitud se dejaentre la popa del barco y el primer grupo de hidrófonos. A veces se incluyen secciones muertas entre diferentes grupos de hidrófonos para dar la longitud deseada del tendido. Al último grupo le sigue una sección de cola a la que se sujeta una boya que flota sobre la superficie; se usa una mira visual o de radar sobre esta boya para determinar la cantidad de deriva del cable fuera del curso del barcosísmico. Esta boya también sirve para recobrar el cable si se rompiera accidentalmente. La longitud total del cable en el agua es de 1000 a 2400 m, y en ocasiones de más de 2400 m. los controles de profundidad se sujetan al cable en 5 a 12 lugares. Estos detectan la presión hidrostática y accionan unas aletas de modo que el flujo del agua sobre ellas eleven o bajen el cable a la profundidadadecuada; no son efectivos cuando el cable no está en movimiento. La profundidad que los controles tratan de mantener se puede controlar por medio de una señal enviada al cable, así que la profundidad de éste se puede cambiar para ajustarlo a cambios de profundidad del agua o para que un barco pase por encima del cable.

Cuando no se usa, el cable se almacena en un gran carrete accionado por motor...
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