CA1059610A

CA1059610A - Elongated continuous receiving structure_

Info

Publication number: CA1059610A
Application number: CA227,170A
Authority: CA
Inventors: Jean-Claude Dubois
Original assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Current assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date: 1974-05-17
Filing date: 1975-05-16
Publication date: 1979-07-31
Also published as: FR2357136B2; FR2357136A2

Abstract

Dispositif récepteur de structure continue pour la prospection sismique. Ce dispositif comprend au moins un ensemble sensible comportant deux électrodes réalisées en un matériau conducteur, disposées de part et d'autre d'un élément déformable possédant une polarisation électrique permanente. Chaque ensemble sensible comporte un élément compressible et électriquement isolant disposé entre l'élément déformable et au moins une des électrodes. Le dispositif peut être utilisé pour des mesures de variations de pression dues à des vibrations sismiques tant en mer que sur terre.Continuous structure receiving device for seismic prospecting. This device comprises at least one sensitive assembly comprising two electrodes made of a conductive material, arranged on either side of a deformable element having a permanent electrical polarization. Each sensitive assembly comprises a compressible and electrically insulating element disposed between the deformable element and at least one of the electrodes. The device can be used for pressure variation measurements due to seismic vibrations both at sea and on land.

Description

lOS9610 Llinvention a poux objet un dispositif récepteur de grande longueur et de structure continue.
L'art antérieur, dans le domaine des capteurs de grande longueur et de structure continue, peut être représente par le brevet U.S. No. 2,649,57g qui decrit un detecteur d'ondes sismiques du type capacitif utilisable pour la prospection sismique terrestre. Il comporte une enveloppe allongee, close et aplatie, pourvue de deux surfaces opposees solidaires inte-rieurement de deux électrodes souples maintenues ecartees l'une de l'autre par de l'air insuffle dans l'enveloppe. Les mouvements sismiques, communiques à la surface du sol sur lequel le detec- `~
teur repose, modifient l'écartement des deux electrodes et, par conséquent, engendrent une tension electrique entre elles. Les deux électrodes peuvent être polarisees en les connectant aux bornes d'un gen~rateur de tension.
Le dispositif recepteur selon l'invention peut être utilisé pour des mesures de variations de pression dues à des vibrations sismiques en mer. ;
Il comporte au moins un ensemble sensible comportant deux alectrodes realisaes en un materiau conducteur dispos~es de part et d'autre d'un ~lement d~formable poss~dant une polarisation filectrique permanente. Ce dispositif est caract~ris~ en ce que chaque ensemble sensible comporte un ~l~ment compressible dont le volume varie en repon9e a de5 variations de pression et electri-quement isolant dispose entre l'~l~ment d~formable et au moins une des ~lectrodes.
- Les avantages de l~invention ainsi que d'autres `
caract~ristiques du dispositif appara~tront à la lecture de la descrlption ~ui suit de modes de realisation du dispositif et en se referant aux figures annexees sur lesquelles~
la figure 1 represente sch~matiquement un premier mode de raalisation du dispositif sous forme plate, 1()5~610 la figure 2 représ,ente schemra~ti~uement un second mode de realisation du dispositif sous forme plate~
i c~lr(~ ~3 rt.~r)rt~t.~ t~ t? vl~ co~Jpt~ c~pteur de la figure 2, la figure 4 represente une vue en coupe d'un troi- -sième mode de realisation du dispositif sous forme d'empilements de même polarite, la figure 5 represente une vue,en coupe d'un quatrieme mode de realisation du dispositif sous forme d'empilement d'ele-0 ments de polarite inverse, la figure 6 represente schematiquement une variante du dispositif comporta~ , deux éléments sensibles associés à leurs armatures, de même polarité, fixées de part et d'autre d'une bande isolante et connectées en série, - la figure 7 représente une variante du dispositi~ selon laquelle les éléments sensibles ont la même disposition qu'à
la figure 6, les armatures étant connectées en parallèle, - la figure 8 représente une vue en coupe d'un cinquième mode de réalisation du dispositif, les différents éléments ayant une forme cylindrique, - la figure 9 représente une vue en coupe d'un sixième mode de réalisation du dispositif, l'une des armatures et les deux éléments étant e~roulés sur une armature cylindrique, - la figure 10 représente schématiquement un septième mode de réalisation du dispositif comportant des ensembles du type représenté aux figures 1 ou 2, enroulés en spirale de sens :
opposés, voir 2ième planche de dessins, - la figure 11 représente schématiquement une variante de l'ensemble illustré aux figures 1 ou 2, sp~cialement adaptée à une utili~ation terrestre, 2q - la figure 12 représente schématiquement une variante de l'ensemble illustré aux figures 1 ou 2 avec une largeur .;
variable, voir 3ième planche - la ~igure 13 représente sch~matiquement un capteur du type repr~9enté à la figure 9 avec le9 deux éléments et l'une des armatures enroul~s par spires ~ pas variable.
Le capteur illu9tré à la figure 1 co~porte un ensemble 1 de trois ~l~ments plats allongés dont la longueur est très ..
9up~rieure à leur largeur. Il comporte une première armature : .
con9titu~e pa~r un ruban ou tresse métallique 2 de laquelle est solidaire un élément 3 réalisé en un matériau isolant électri~
quement~ La structure de cet élément (ou le matériau qui le con9titue) est choisie de telle sorte qu'il soit compressible, lOS9610 The invention has as its object a receiving device for great length and continuous structure.
The prior art, in the field of sensors great length and continuous structure, can be represented by US Patent No. 2,649.57g which describes a wave detector seismic capacitive type usable for prospecting earthquake. It has an elongated, closed envelope and flattened, provided with two opposite surfaces integral integral laughing two flexible electrodes kept apart one on the other by air blows into the envelope. Movements seismic, communicate on the surface of the ground on which the detec- `~
teur rests, modify the spacing of the two electrodes and, by Therefore, generate an electrical voltage between them. The two electrodes can be polarized by connecting them to terminals of a voltage generator.
The receiving device according to the invention can be used for measurements of pressure variations due to seismic vibrations at sea.
It comprises at least one sensitive assembly comprising two electrodes made of a conductive material arranged ~
on either side of a deformable element having a polarization permanent electrical. This device is caract ~ ris ~ in that each sensitive assembly includes a ~ compressible element whose volume varies in response to 5 pressure and electrical variations only insulating material has between the deformable element and at least one of the ~ electrodes.
- The advantages of the invention and others characteristics of the device will appear after reading the descrlption ~ ui follows embodiments of the device and in referring to the appended figures on which ~
Figure 1 schematically represents a first mode for making the device in flat form, 1 () 5 ~ 610 Figure 2 shown, ente schemra ~ ti ~ uement a second mode of realization of the device in flat form ~
ic ~ lr (~ ~ 3 rt. ~ r) rt ~ t. ~ t ~ t? vl ~ co ~ Jpt ~ c ~ pteur of figure 2, Figure 4 shows a sectional view of a three- -5th embodiment of the device in the form of stacks of the same polarite, Figure 5 shows a sectional view of a fourth embodiment of the device in the form of a stack of ele-0 reverse polarities, Figure 6 shows schematically a variant of the device included ~, two sensitive elements associated with their reinforcements, similarly polarity, fixed on either side of an insulating strip and connected in series, - Figure 7 shows a variant of the dispositi ~ according which the sensitive elements have the same arrangement as FIG. 6, the reinforcements being connected in parallel, - Figure 8 shows a sectional view of a fifth mode of the device, the various elements having a cylindrical shape, - Figure 9 shows a sectional view of a sixth mode of the device, one of the frames and the two elements being e ~ rolled on a cylindrical frame, - Figure 10 schematically shows a seventh mode of realization of the device comprising sets of the type shown in Figures 1 or 2, wound in a directional spiral:
opposite, see 2nd sheet of drawings, - Figure 11 shows schematically a variant of the assembly illustrated in Figures 1 or 2, sp ~ cially adapted to land use, 2q - FIG. 12 schematically represents a variant of the assembly illustrated in FIGS. 1 or 2 with a width.
variable, see 3rd plate - The ~ igure 13 schematically represents ~ a sensor of the type repr ~ 9enté in Figure 9 with le9 two elements and one of reinforcements wound by turns ~ not variable.
The sensor illu9tré in Figure 1 co ~ carries a set 1 of three ~ l ~ elongated flat elements whose length is very ..
9up ~ greater than their width. It has a first frame:.
con9titu ~ e pa ~ r a metallic ribbon or braid 2 of which is attached to an element 3 made of an electrically insulating material ~
only ~ The structure of this element (or the material which con9titue) is chosen so that it is compressible,

2 A~

10~9610 c'est-~-dire que son volume varie lorsqu'il est soumis à des contraintes. A titre d'exemple, non limitatif, on peut choisir un él~ment isolant en forme de grille, par exemple un ruban perforé ou réalisé par tissage.
L'él~ment isolant est recouvert par un élément déformable 4 possédant une polarisation électrique permanente.
On pourra choisir, par exemple, un élément réalisé en un matériau du type connu sous le nom de "électret". Ce matériau est obtenu, par exemple, en polarisant des rubans d'épaisseur comprise entre huit et vingt-cinq microns et réalisés en matière plastique du type polypropylane, P.T.F.E.*, polyéthy-lène téréphtalate, etc... Cette polarisation est effectuée par bombardement électronique par application d'un champ électrique, le matériau étant chau~fé au voisinage du point de ramollissement, par effet Corona, par irradiation ultra-violette, etc Le ruban "electret" est lui-même recouvert par une couche m~tallisée 5 constituant une seconde armature.
Lorsque des contrainte9 mécani~ues sont exercées ~ur l'empilement de9 troi~ élément9 1, 2 et 3, le ruban "~lectret" 9e déplace par rapport aux armatures et le champ ~lectrique interne qui le polari9e induit 9ur celles-ci des charge~ électrique9. On ob8erve alor9 des variation9 de la ten~ion électrique entre le9 deux armature9.
¦ Des conducteurs électri~ues, non repr~sent~s, connec-¦ tent le~ armature9 aux appareil9 d'enregi9trement des variations ¦ d0 ten~ion détectée9 par l'intermédiaire d'un transformateur ou d'un pré-amplificateur adaptateur, également non repré9enté9. `~
Dan~ le mode de réalisation représent~ aux figures 2 et 3, l'en9emble 1 comporte un empilement constitu~ d'un ruban "électret" 4 dont chacune des faces est sépar~e de deux bandes : _ * polytétrafluoroéthylène ' ` ~ 3 ~
.. ..

~0596~0 métalliques plates 2,6, jouant le rôle d'armature, par deux bandes 3a et 3b analogues à la bande 3 représentée à la figure 1. L'empilement peut être recouvert d'une gaine isolante 17 en matière souple.
Suivant le troisième mode de réalisation illustré
à la figure 4, on peut avantageusement empiler trois ensembles lA, lB, lC, identiques à l'ensemble 1 illustré à la figure 3, et plus généralement un nornbre quelconque de ces ensembles, et les connecter en série. La sensibilité du dispositif se trouve accrue tandis que sa capacité est diminuée.
D'autres modes de réalisation du capteur sont destinés à pallier les inconvénients dus à la flexion. Lorsqu'un capteur souple est fléchi, certaines zones subissent des extensions et d'autres des compressions. Des charges électriques sont engendrées dans ces zones et perturbent l'information sismique.
Suivant le mode de réalisation illustré à la figure `
5, deux ensembles capteurs du type représenté aux figures 2 ou 3 ont été associés et disposés de part et d'autre d'une bande 18 en matière isolante souple. Dans le cas où les ensenibles capteur9 9itué9 de part et d'autre de la bande isolante 18 ne lui sont pas liés rigidement, ils subissent sensiblement la même lexion et délivrent des charges de même signe si leur polarité est orientée dans le même sen~. Pour annuler ces charges parasites, il convient donc d'inverser cette polarit~, ainsi ~ue l'illustre la figure 5.
Deux capteur9 rendus solidaires l'un de l'autre 9ubissent, lorsqu'ils sont soumis à une ~lexion, l'un une compre89ion, l'autre une extension, et délivrent des charges ~' ~lectriques parasites de ~igne inverse. La polarité des deux capteur9 doit donc, dan9 ce ca9, avoir la même orientation ~ -pour ~ue les charges parasites s'annulent. Ce cas est illustré
par la figure 6 où les armatures sont connectées en série et '~ '. ' l~)S9610 la figure 7 o~ les armatures sont connectées en parallèle.
Dans le mode de réalisation illustré à la figure 8, l'ensemble des capteurs a une forme cylindrique. A titre d'exemple, il comporte le même type d'empilement d'élément~
que celui décrit à la figure 1 ou 2. Du centre à la périphérie, il comporte successivement un noyau central 14 réalisé en matière plastique isolante souple recouvert extérieurement par une armature souple 7 qui peut être constituée par une métalli-sation de la surface extérieure du noyau central 6, puis par une première grille isolante 8, un élément sensible "électret"
9, une seconde grille isolante 10, une seconde armature conductrice 11 et une gaine extérieure isolante et souple 12.
Dans le mode de réalisation de la figure 9, l'ensemble constitué par l'empilement de la grille isolante 2, du ruban "électret" 3 et de sa couche métallisée 4(cf. figure 1) est enroulé, suivant une spirale de pas constant, sur un noyau central 13 de forme cylindrique en matériau conducteur.
Le capteur illustré à la figure 10 comporte principale-ment un noyau cylindrique isolant 14 autour duquel est enroulé
un ensemble capteur lS du type illustre par les flgures 1 ou 2.
~ek en5emble est entour~ d'un ~lément i901ant, par exemple une bande 16 de mati~re 90uple i901ante 9uperpos~e par enroule-men~ ~ l'en9emble capteur 15. Un second ensemble capteur 22, identi~ue au premier en9emble 15, e9t enroul~ en spirale de 9en9 in~erse de celle du premier, par-de99u9 la bande isolante lS. Les armatures des deux ensembles capteurs 15 et 22 sont connectée9 en parallele par l'interm~diaire de bagues l9a, l9b, 20a, 20b et connect~e9 à un circuit de me9ure non représenté.
~ ~a 5tructure adoptée dan9 ce mode de réali9ation du 30 capteur a pour avantage de réaliser une double compensation de9 effets du5 à la flexion: d'une part selon le principe illu~tré à la fi~ure 5, par opposition de la polarité des ' 10596~0 armatures et, d'autre part, du fait que pour une longueur donnée du dispositif, en mouvement de flexion, un même nombre de fractions de spires travaille en traction et en compression.
Le nombre d'enroulements n'est, bien entendu, pas lim4tatif.
Plus généralement, un ou plusieurs ensembles capteurs pourront etre enroulés autour du noyau 14 et connectés de la fa~on illustrée aux figures 4 et 5.
Les modes de réalisation du capteur précédemment décrits sont particuli~rement adaptés à des mesures dans l'eau.
Le capteur de structure continue selon l'invention peut cependant être adapté à une utilisation terrestre, ainsi -que l'illustre la figure 11.
Dans ce cas, on utilise un ensemble capteur de forme plate, du type illustré aux figures 1, 2, 4 ou 5, et on dispose ;
sur une de ses faces des petites masses 21, en plomb par exemple, destinées à constituer une force de réaction qui permet de transformer les variations de vitesse du sol transmises au capteur en variations de force, donc en variation9 de pression, appliquées au capteur. De plus, ces masses facilitent le contact du capteur avec le sol. Ces petites masses peuvent être, par exemple, disposée~ 90U9 la gaine souple 17 qui le~
maintient.
On peut également concevoir le capteur de fa~on à
pondérer 9a 8ensibilité en 9e9 différente9 ~one9 en fonction de la distance de CQ9 zone9 au centxe du di9positif, afin d'améliorer 9a directivité. Par exemple, dan9 le cas d'un en8emble capteur en forme de bande, on fera varier la largeur de cette bande qui 9era par exemple plus large vers le centre du capteur qU'à ~es extrémités (figure 12). ;-Danq le cas d'un capteur de forme cylindrique, on `~
pourra faire varier le pa9 d'enroulement de l'en9emb1e capteur.
¦ ~e pa9 d'enroulement sera plus grand aux extrémit~s de l'en9emb1e ':

~ ~ :

capteur que vers le centre de celui-ci où l'on obtiendra une plus forte concentration de spires (figure 14).
D'autres modes de réalisation pourron~. être effectués sans sortir du cadre de l'invention.

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~ . .

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~oss610 DI W LGATION SUPP~EMENT~IRE

(...) la figure 14 représente un huiti~me mode de réalisation du dispositif selon l'invention;

- la figure 15 représente une premi~re variante du neuvième mode de r~ali- -~
sation;

- la figure 16 représente une seconde variante du neuvième mode de r~alisa-tion;

- la Pigure 17 représente un dixi~me mode de réalisation du dispositif -selon l'invention Dans le mode de réalisation de la figure 14, l'ensemble de la première élec-10 trode et de l'élément compressible est remplacé par un élément plat 21 en mate- `-~
riau conducteur dont les surfaces comportent des inégalités de relief réguli~-rement espacées constituées par des cuvette~ de forme parallélépipédiques, pyra-mldale, cyllntrique ou en forme de calotte sphérique, etc... Ces inégalités de --rellef peuvent atre réalisées :

- - par apport tlun materlau sur un ruban plat. On peut par exemple déposer un metal par électrolyse ou deposer un vernls par serigraphie;

- par gravure mecanique ou chimique des surfaces d'un ruban m~tallique plat;

- ot par moletage ou matriçage.
:
L~lement 21 constitue une electrode ou armature. La seconde électrode est un film metallise 5 en contact avec l'électret . Pendant les operations de fabrication, le ruban ~lectret est dlspose sur l'element 21 et l'air contenu dans leo cuvettes est emprlsonne. Le volume delimite par l'elément 21 et la ourface en regard du ruban électret est variable sous l'effet des contraintes exercees sur l~autre armature. De ce fait l'élement 21 ~our le ~ême rôle que ~ le ruban perfore forme d~eléments entrelaces~ utilisé dans les autres modes de ;~
,~
` ;~ ` 8 ~OS9610 réalisation précédemment décrits, , Avec les modes de ~éalisation précédents, lorsque des contraintes sont appliquées à l'ensemble se~ible, la seconde électrode et le film électret ~e déforment et font varier la di~tance entre les électrodes. Le champ élec-trique engendré en permanence par le film électret induit alors une différence de potentiel entre les électrodes, Le film ~lectret remplit dans cet agencement une double fonction : celle t'engendrer un champ électrique et celle de transmettre des déformations méca-niques, Il s'av~re q~e certains matériaux utilisés dans la fabrication du film électret (PTFE par exemple) ont des caractéristiques mécaniques insuffisantes pour transmettre fidèlement les contraintes mécaniques auxquelles ils sont soumis, Suivant certains modes de réalisation, le film métallique constituant la seconde électrode est réalisé sous la forme d'un dépôt appliqu~ sous vide sur la surface du film électret, Il s'avère également qu'une métallisation de la surface te certains films tiélectriques dégrate les caractéristiques electriques du mat~riau par diffu-~ion t'ions métalliques lors de la metallisation sous vite par exemple, L'uti-ligatlon te fllm9 électret8non m~tallls~s e9t alors preferable, Le8 tes d3 réallsatlon tecrlt8 cl-apr~9 permettent, dans ces cas defavo-rables, d'evlter les inconvenlents ci-tessus mentlonnés, Lo mote de r~allsatlon de la flgure 15 comporte un ruban metalllque 2 plat rolativement ~pais, suf~lsamment souple pour pouvolr être enroule mais pouvant ~tre consldere co~me localement rlglde, Ce ruban constltue la premlère electro-de ou armature, Sur ce ruban est posé, coll~ ou soude un fllm électret relati-voment mlnce 4 lequel est recouvert par un elément 3 lsolant electrlquement et compres81ble constitué par un ruban reallsé en un matériau rlgide et reguli~re-mont perforé, Une seconde electrode ou armature repose sur l'élément isolant, ~a 8econde ~lectrode est constituee par une membrane metallique 6 dont l'épais-~eur est de l~ordre de quelques mlcrons, Le métal tans lequel est réalisé la membrane est choisi en fonction te la sensibllité tésirée, * polytétrafluoroethylène ~' ` ' - .

~.o596~0 La seconde electrode peut ~galement être constituée par un film en matériau plastique mlnce métallisé sur une de ses faces. Les propriétés m~caniques de la - mati~re plastique dans laquelle est réalisée le film lui permettent de ~ouer le rôle de membrane transmettant fidèlement les contraintes exercées. On choisit par exemple du polypropylène,un polycarbonate, du polyéthylène térephtalate, etc... L'épaisseur du film est choisie de préférence entre huit et vingt-cinq microns. La surface m~tallisée est disposée en regard du film électret.

Une première variante du mode de réalisation de la figure 15 consiste à
remplacer le ruban perforé 3 par un ruban formé d'éléments entrelacés (fig. 16), réalisé en matière plastique ou un ruban tissé.

Ls seconde variante du mode de réalisation de la figure 1 consiste (fig. 17) a remplacer le ruban perforé 3 par un ruban réalisé en matière plastique compres-sible tmatériaux cellulaires par exemple).

Dans les teux variantes ci-dessus la seconde électrode ou armature peut egalement être constltuée soit par une membrane m~tallique, soit par un film plastique mince métallise sur une de ses faceo.

Dans les modes de réalisation des figures 15 à 17, le film électret n'est plus utilise comme agent de transmission mecanique mais seulement pour engen-drer un champ electrique, Le6 teformations résultant des contraintes ne sont `
transmises que par l'element compressible et l'armature ou electrode extérieure.
En outre, la seconte armature, realisee eventuellement par metallisation esten contact avec l~lement compressible et non avec l'electret.

Le8 mode8 de reali~atlon cedrits ci-des9us 9e prêtent aux mêmes combinaisons que ceux illu8tres aux fi~ures 3 à 7 : connexion en 8êrie de deux ensembles sen-~lble8 par contact direct entre leur9 electrotes 6paisses, connexion en serie ` :
ou en parallele de plusieurs ensemble8 sensibles~ empiles avec interposition de bande8 i901antes souple9, pour compenser les signaux parasites dus aux flexions;

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1~ ~ ' ' ` . 2 A ~

10 ~ 9610 that is, its volume varies when subjected to constraints. As an example, without limitation, one can choose an insulating element in the form of a grid, for example a tape perforated or made by weaving.
The insulating element is covered by an element deformable 4 having a permanent electric polarization.
We could choose, for example, an element made in one material of the type known as "electret". This material is obtained, for example, by polarizing thick ribbons between eight and twenty-five microns and made in plastic material such as polypropylene, PTFE *, polyethylene lene terephthalate, etc ... This polarization is carried out by electronic bombardment by application of a field electric, the material being hot ~ fair near the point softening, by Corona effect, by ultra-irradiation violet, etc The "electret" ribbon is itself covered by a layer m ~ tallized 5 constituting a second frame.
When mechanical stress9 are exerted ~ ur stacking of 9 three ~ element 9 1, 2 and 3, the ribbon "~ lectret" 9e moves in relation to the reinforcements and the field ~ internal electric which induces the polar 9 on these electric charge 9. We observe variations in the ten ~ electric ion between le9 two armature9.
¦ Electrical conductors, not shown, connected ¦ try the ~ armature9 to the apparatus9 for recording variations ¦ d0 ten ~ ion detected9 via a transformer or an adapter preamplifier, also not shown9. `~
Dan ~ the embodiment shown ~ in Figures 2 and 3, the assembly 1 comprises a stack made up of a ribbon "electret" 4 each of whose faces is separated by two bands : _ * polytetrafluoroethylene ' `~ 3 ~
.. ..

~ 0596 ~ 0 2.6 flat metal, acting as a frame, in pairs bands 3a and 3b similar to band 3 shown in the figure 1. The stack can be covered with an insulating sheath 17 in flexible material.
According to the third illustrated embodiment in Figure 4, one can advantageously stack three sets lA, lB, lC, identical to the assembly 1 illustrated in FIG. 3, and more generally any number of these sets, and connect them in series. The sensitivity of the device is finds increased while its capacity is decreased.
Other embodiments of the sensor are intended to overcome the drawbacks due to bending. When a sensor flexible is flexed, some areas undergo extensions and others cuts. Electric charges are generated in these areas and disrupt seismic information.
According to the embodiment illustrated in Figure `
5, two sensor assemblies of the type shown in FIGS. 2 or 3 have been associated and arranged on either side of a strip 18 of flexible insulating material. In case the sensor sensors 9 9 located on either side of the strip insulator 18 are not rigidly linked to it, they undergo substantially the same lexion and deliver charges similarly sign if their polarity is oriented in the same sen ~. For cancel these parasitic charges, it is therefore advisable to reverse this polarity ~, as shown in Figure 5.
Two sensors9 made integral with each other 9ububent, when subjected to a ~ lexion, one a compre89ion, the other an extension, and deliver charges ~ ' ~ parasitic electrical of ~ reverse line. The polarity of the two sensor9 must therefore, dan9 this ca9, have the same orientation ~ -for ~ ue parasitic charges are canceled. This case is illustrated by FIG. 6 where the reinforcements are connected in series and '~'. '' l ~) S9610 Figure 7 o ~ the frames are connected in parallel.
In the embodiment illustrated in FIG. 8, all the sensors have a cylindrical shape. As example, it has the same type of element stacking ~
than that described in Figure 1 or 2. From the center to the periphery, it successively comprises a central core 14 made in flexible insulating plastic material covered externally by a flexible frame 7 which may be constituted by a metalli-sation of the outer surface of the central core 6, then by a first insulating grid 8, a sensitive "electret" element 9, a second insulating grid 10, a second frame conductive 11 and an insulating and flexible outer sheath 12.
In the embodiment of FIG. 9, the assembly consisting of the stack of insulating grid 2, of the tape "electret" 3 and its metallized layer 4 (see FIG. 1) is wound, in a spiral of constant pitch, on a core central 13 of cylindrical shape in conductive material.
The sensor illustrated in FIG. 10 mainly comprises-an insulating cylindrical core 14 around which is wound an IS sensor assembly of the type illustrated by FIGS. 1 or 2.
~ ek en5emble is surrounded ~ by ~ i901ant element, for example a strip 16 of material 90uple i901ante 9uperpos ~ e by winding men ~ ~ the sensor assembly 15. A second sensor assembly 22, identi ~ ue au first en9emble 15, e9t coiled ~ in a spiral 9in9 in ~ erse of that of the first, by-de99u9 the insulating tape lS. The armatures of the two sensor assemblies 15 and 22 are connected in parallel by the intermediary of rings l9a, l9b, 20a, 20b and connect ~ e9 to a not shown me9ure circuit.
~ ~ a 5tructure adopted dan9 this embodiment of the 30 sensor has the advantage of achieving double compensation of 9 effects of 5 to bending: on the one hand according to the principle illu ~ tré to fi ~ ure 5, as opposed to the polarity of '' 10596 ~ 0 reinforcements and, secondly, that for a length data of the device, in flexion movement, the same number fractions of turns work in tension and compression.
The number of windings is, of course, not limiting.
More generally, one or more sensor assemblies may be wrapped around the core 14 and connected in the fa ~ on illustrated in Figures 4 and 5.
The embodiments of the sensor previously described are particularly suitable for measurements in water.
The continuous structure sensor according to the invention can however be adapted for land use, so -as shown in Figure 11.
In this case, we use a shape sensor assembly flat, of the type illustrated in FIGS. 1, 2, 4 or 5, and one has;
on one of its faces small masses 21, of lead for example, intended to constitute a reaction force which makes it possible to transform the ground speed variations transmitted to the sensor in force variations, therefore in pressure variation9, applied to the sensor. In addition, these masses facilitate the contact of the sensor with the ground. These small masses can be, for example, arranged ~ 90U9 the flexible sheath 17 which the ~
maintains.
We can also design the sensor in fa ~ on to weight 9a 8 sensitivity in 9e9 different9 ~ one9 depending the distance from CQ9 zone9 to the centx of the device, so to improve the directivity. For example, in the case of a as a strip-shaped sensor, the width will be varied of this band which will for example be wider towards the center of the sensor that at the ends (Figure 12). ; -Danq the case of a cylindrical sensor, we `~
may vary the winding pa9 of the sensor assembly.
¦ ~ e pa9 winding will be larger at the ends of the en9emb1e ':

~ ~:

sensor only towards the center of it where we will get a higher concentration of turns (Figure 14).
Other embodiments pourron ~. be performed without departing from the scope of the invention.

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~. .

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~ oss610 DI W LGATION SUPP ~ EMENT ~ IRE

(...) Figure 14 shows an eighth ~ me embodiment of the device according the invention;

- Figure 15 shows a first re ~ variant of the ninth mode of r ~ ali- - ~
station;

- Figure 16 shows a second variant of the ninth mode of r ~ alisa-tion;

- Figure 17 represents a tenth ~ me embodiment of the device -according to the invention In the embodiment of FIG. 14, the whole of the first elec-10 trode and the compressible element is replaced by a flat element 21 in matte - `- ~
riau conductor whose surfaces include unevenness in relief conti ~ -spaced apart constituted by bowl ~ of parallelepiped shape, pyra-mldale, cyllntrique or in the shape of a spherical cap, etc ... These inequalities of -rellef can be performed:

- - by adding tlun materlau on a flat ribbon. We can for example deposit a metal by electrolysis or deposit a varnish by screen printing;

- By mechanical or chemical etching of the surfaces of a flat metal tape;

- ot by knurling or stamping.
:
The element 21 constitutes an electrode or armature. The second electrode is a metallized film 5 in contact with the electret. During the operations of manufacturing, the electret tape is placed on element 21 and the air contained in the bowl is trapped. The volume delimited by element 21 and the ourface opposite the electret tape is variable under the effect of constraints exerted on the other frame. Therefore element 21 ~ for the ~ same role as ~ the perforated ribbon in the form of ~ interlaced elements ~ used in other modes of; ~
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`; ~` 8 ~ OS9610 realization previously described, , With the previous modes of realization, when constraints are applied to the se ~ ible assembly, the second electrode and the electret film ~ e deform and vary the di ~ tance between the electrodes. The electric field stick permanently generated by the electret film then induces a difference potential between the electrodes, The film ~ lectret fulfills a double function in this arrangement:
generate an electric field and that of transmitting mechanical deformations picnics, It turns out that certain materials used in the manufacture of the film electret (PTFE for example) have insufficient mechanical characteristics to faithfully transmit the mechanical stresses to which they are submitted, According to certain embodiments, the metallic film constituting the second electrode is produced in the form of a vacuum applied deposit on the surface of the electret film, It also turns out that a metallization of the surface te certain films tielectric degrades the electrical characteristics of the material ~ riau by diffu-~ ion metal ions during metallization under fast for example, The ligatlon te fllm9 électret8non m ~ tallls ~ s e9t then preferable, Le8 tes d3 réallsatlon tecrlt8 cl-apr ~ 9 allow, in these cases defavo-rables, evlter the inconvenlents above mentioned, Lo mote de r ~ allsatlon de la flgure 15 has a flat metal strip 2 roughly ~ thick, suf ~ flexible enough to be able to be rolled up but able ~ be consldere co ~ me locally rlglde, This ribbon constltue the first electro-of or armature, On this ribbon is posed, coll ~ or welded a fllm electret relati-vomit mlnce 4 which is covered by an element 3 electrically insulating and compres81ble consisting of a ribbon reallsé in a material rlgide and reguli ~ re-perforated mount, A second electrode or armature rests on the insulating element, ~ a 8 ~ second electrode is constituted by a metal membrane 6 whose thickness ~ eur is of the order of a few mlcrons, The metal tans which is made membrane is chosen according to the sensitivity desired, * polytetrafluoroethylene ~ ''' -.

~ .o596 ~ 0 The second electrode can also be constituted by a film of material metallized plastic on one side. The mechanical properties of the - mati ~ re plastic in which is made the film allow it to ~ ouer the role of membrane faithfully transmitting the stresses exerted. We choose for example polypropylene, polycarbonate, polyethylene terephthalate, etc ... The thickness of the film is preferably chosen between eight and twenty-five microns. The m ~ tallized surface is arranged opposite the electret film.

A first variant of the embodiment of FIG. 15 consists in replace the perforated tape 3 with a tape made up of intertwined elements (fig. 16), made of plastic or a woven ribbon.

The second variant of the embodiment of FIG. 1 consists (fig. 17) replace the perforated tape 3 with a tape made of compressed plastic possibly cellular materials, for example).

In the two variants above, the second electrode or armature can also be constltuté either by a metal membrane, or by a film thin plastic metallized on one of its faces.

In the embodiments of FIGS. 15 to 17, the electret film is not no longer used as a mechanical transmission agent but only to generate on an electric field, Le6 teformations resulting from constraints are not transmitted only by the compressible element and the external armature or electrode.
In addition, the second frame, possibly made by metallization is in contact with the compressible element and not with the electret.

Le8 mode8 de reali ~ atlon cedrits cius des9us 9e lend to the same combinations than those illu8tres to fi ~ ures 3 to 7: 8th connection of two sets sen-~ lble8 by direct contact between leur9 6 thick electrodes, serial connection:
or in parallel of several sensitive sets8 ~ stacked with interposition of flexible band 8 i901antes9, to compensate for parasitic signals due to bending;

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Claims

The embodiments of the invention about which an exclusive right of property or privilege is claimed, are defined as follows:

1. Continuous structure receiving device for marine seismic prospecting comprising at least one sensory assembly sible comprising two electrodes made of a conductive material tor, arranged on either side of a deformable element during a permanent electrical polarization, said device being characterized in that each sensitive assembly includes a compressible element whose volume varies in response to varia-pressure and electrically insulating positions disposed between said deformable element and at least one of the electrodes.

2. Device according to claim 1, characterized in that each sensitive assembly has a great length by relative to the largest dimension of its cross section.

3. Device according to claim 1, characterized in that the compressible element comprises a flexible sheet made of an elastic material provided with recesses.

4. Device according to claim 1, characterized in that the compressible element comprises a flexible sheet made of a woven material.

5. Device according to claim 1, characterized in that it comprises several superimposed sensitive elements and connect electrically.

6. Device according to claim 1, characterized in that it comprises at least one pair of sensitive sets separated by an insulating element, the respective electrodes of the sets having opposite polarity.

7. Device according to claim 1, characterized in that it comprises at least one pair of sensitive sets fixed to a flexible support, the respective electrodes of two sets having the same direction polarity.

8. Device according to claim 1, characterized in that the sensitive assembly has a cylindrical shape.

9. Device according to claim 1, characterized in that at least one sensitive assembly is wound in a spiral around a central core of great length, made of flexible material and electrically insulating.

10. Device according to claim 1, characterized in that one of the electrodes has the shape of a cylindrical core, and in that the compressible element, the deformable element pola-risé, and the other electrode, are wound in a spiral around this core.

11. Device according to claim 8, characterized in that it comprises at least one pair of sensitive assemblies, both sets of a pair being spirally wound inverses around a central insulating core.

12. Device according to claim 1, characterized in that the sensitive assembly has a narrower width at its ends only at its center.

13. Device according to claim 8 or 9, character-laughed at in that the winding pitch of the assembly is lower at the center of the sensor only at its ends.

14. Device according to claim 1, characterized in that the elements constituting said assembly are surrounded a sheath of flexible material and electrically insulating.

SUPPORTED CLAIMS
BY ADDITIONAL DISCLOSURE

15, receiving device according to claim 1 characterized in that a first frame of the sensitive assembly constitutes a support for the deformable element having a permanent electric polarization and in that the element pressible is arranged between the deformable element and the second reinforcement, which is produced in the form of a flexible film.

16. Receiving device according to claim 15 characterized in that the second frame is entirely metal-lique.

17. Receiving device according to claim 16 characterized in that the second frame is constituted by a metallic deposit on one side of a thin ribbon-sor made of a plastic material.

18. Receiving device according to claim 16 characterized in that the compressible element is constituted by a ribbon made of a rigid material and regularly perforated.

19. Receiving device according to claim 16 characterized in that the compressible element is formed under the shape of a ribbon formed of intertwined elements.

20. Receiving device according to claim 16 characterized in that several sensitive elements are inter-electrically connected.

21. Receiving device according to claim 16 characterized in that at least one sensitive assembly is wound spiraling around a central core.

22. Receiving device according to claim 1 characterized in that one of the aramatures comprises unequal relief tees distributed regularly over its interior surface.