"管状体上で使用するための音響変換器であって、回転柱面部分を形成するよう構成され、複数の音響変換素子が配置され、前記音響変換素子に電圧を供給するよう構成された弓形部材を備え、前記音響変換素子は、音響エネルギを受信し又は放射するよう選択的に動作可能であり、前記弓形部材は、これに配置された複数の変換素子のサブセットに他の変換素子とは逆の極性の電圧を供給するよう構成され、前記弓形部材及び変換素子は密封されて液体のない部材を構成していることを特徴とする音響変換器。前記弓形部材は、実質的に非導電性の材料で形成されている、請求項1に記載の音響変換器。前記弓形部材にはさらに、前記弓形部材の凹部表面近くの音響エネルギ伝播を減衰させるための重質量材料が前記音響変換素子に近接して設けられている、請求項1に記載の音響変換器。前記弓形部材はさらに、前記変換素子の平面に接触する第1の導体及び前記変換素子の第2の平面に接触する第2の導体を含んでいる、請求項1に記載の音響変換器。前記第1及び第2の導体は、それぞれがメッシュを構成する一連の導体を含んでいる、請求項4に記載の音響変換器。前記弓形部材は、時間的な順序で、前記変換素子の一部に電圧が供給されるように構成されている、請求項1に記載の音響変換器。二つの弓形部材を有し、それぞれが回転柱面の半分を形成している、請求項1の音響変換器。四つの弓形部材を有し、それぞれが回転柱面の4分の1を形成している、請求項1の音響変換器。前記弓形部材は、導電性材料により形成されている請求項1に記載の音響変換器。前記弓形部材は、そこに配置された変換素子の第1の平面に電気的に接続されている、請求項1に記載の音響変換器。前記弓形部材は、信号及び/又は電力の接続のために、遠隔測定手段に結合されている、請求項1に記載の音響変換器。管状体の回転柱面部分を形成する弓形部材を配置する段階有する管状体に音響変換器配備する方法であって、前記弓形部材には複数の音響変換素子が配置され、前記弓形部材はそこに配置された音響変換素子に電圧を供給するよう構成され、ここで前記音響変換素子は、音響エネルギを受信し又は放射するよう選択的に動作可能であり、前記弓形部材は、これに配置された複数の変換素子の一部に、他の変換素子とは逆の極性の電圧を供給するよう構成され、前記弓形部材及び変換素子は密封されて液体のない部材を構成していることを特徴とする、方法。前記弓形部材は、信号及び/又は電力の接続のために、遠隔測定手段に結合されている、請求項12に記載の音響変換器。地表下に配置される管状体上で使用される音響変換器であって、前記管状体に配置される回転柱面部分として形成され、素子に電圧を供給するよう構成された弓形部材と、前記弓形部材に配置され、音響エネルギを受信し又は放射する複数の音響変換素子と、前記音響変換素子の第1の平面に接触する第1の導体と、前記音響変換素子の第2の平面に接触する第2の導体と、を有し、前記第1の平面の音響変換素子は、前記第2の平面の音響変換素子から電気的に分離されており、前記弓形部材に配置された複数の音響変換素子のサブセットは、そこに配置された他の音響変換素子とは逆の極性の電圧で動作するよう構成され、前記弓形部材及び音響変換素子は、液体のない音響変換器を形成するよう密封され、前記管状体は掘削環境と接触するよう構成された外側表面を有し、前記音響変換器は掘削環境と接触する管状体の外側表面の周囲に配置されるよう構成されていることを特徴とする音響変換器。特に地表下累層に配置するようになっている菅状体を伴う用途に対する改良型音響変換器の必要性が残っている。本発明の態様は、菅状体上で使用するための音響変換器を提供する。変換器は、導体によって変換器素子に電圧を供給するようになった弓形部材と、列を形成して部材上に配置された複数の音響変換器素子とを含み、弓形部材及び変換器素子は、密封材料で覆われ、覆われた弓形部材は、液体を含まない。本発明の態様は、菅状体上で使用するための音響変換器を提供する。変換器は、弓形金属部材と金属部材上に配置された複数の音響変換器素子とを含み、金属弓形部材は、そこに配置された変換器素子に電圧を供給するようになっており、変換器素子は、外部流体から保護するために覆われている。本発明の態様は、音響変換器を菅状体上に配備する方法を提供する。本方法は、弓形部材を菅状体の外面上に配置する段階を含み、弓形部材は、菅状体に対して独立に形成され、列を形成してそこに配置された複数の音響変換器素子を有し、弓形部材は、導体によって電圧を変換器素子に供給するようになっており、密封材料で覆われて液体を含まない。本発明の態様は、音響変換器を菅状体上に配備する方法を提供する。本方法は、金属弓形部材を菅状体の外面上に配置する段階を含み、この弓形部材は、菅状体に対して独立に形成され、そこに配置された少なくとも1つの音響変換器素子を有し、この部材は、密封材料で覆われて液体を含まない。本発明は、任意の菅状体に適合するように複数の構成及び異なる直径で実施することができる音響変換器を開示する。本発明の実施形態は、単一変換器ユニットを使用して改良型モード純粋励起を用い、広い周波数範囲に亘って掘削孔の音響モードを励起することを可能にするものである。この変換器設計は、半円筒形又は弓形構成で実施される変換器素子に基づいている。図2Aは、本発明で実施される一般的な変換器素子30を示す。変換器素子30は、音波放射及び出力音圧レベルを向上させるために単一素子又は多層スタック素子とすることができる。使用可能な素子30としては、圧電素子、チタン酸鉛PT素子、ジルコン酸チタン酸鉛PZT素子、1-3圧電複合型素子、又は当業技術で公知の任意の他の適切な材料が含まれる。素子30は、厚みモードにおいて分極化されることが好ましい。正電圧が素子30の平面に印加され、負電圧が対向する平面に印加された時、素子が膨張及び収縮することにより、音響エネルギが放射される。図2Bは、本発明で実施される一般的な1-3圧電複合型変換器素子30を示す。図3Aは、片側に重質量材料32を負荷した単一の矩形圧電素子30を示す。重質量材料32を配置して変換器素子30に裏打ちすることにより、質量負荷素子は、音響源として実施された時に望ましい向きで音の方向性を改善し、音波放射を改善する。図3Bは、片側に重質量材料32を負荷した単一矩形1-3圧電複合型素子30の実施形態を示す。図4は、本発明の弓形又は弓状部材35の実施形態上に配置された複数の個々の変換器素子30を示す。弓形部材35は、分かりやすいように二次元つまり平面として投影された状態で示されているが、部材は、部際は断面形状が湾曲しているということから弓形である。また、弓形部材という用語は、例えば、扇形、四分円、又は回転半柱面、半円筒、又は湾曲四部分を含むことができる。実際に、弓形部材という用語は、互いに並列である時に半円筒を含むか又は構成するような任意の数の湾曲形部分を含むことができる。弓形部材35は、非導電材料で形成される。使用可能な材料としては、ファイバグラス、ゴム化合物、合成樹脂、PEEK登録商標、又は当業技術で公知の他の任意の適切な非導電材料が含まれる。図5は、本発明の音響変換器の側端から見た断面図を示す。変換器素子30は、弓形部材35を形成する非導電材料内に入れられるか又は成形される。弓形部材35は、当業技術で公知の様々な製造技術を用いて形成することができる。例えば、1つの技術では、変換器素子30を収納するために弓形部材35内に空隙又は開口部を形成し、付加的な材料を用いて収納された素子を入れ込み、アセンブリを完成する。別の技術では、弓形部材35を変換器素子30及び導体37回りに成形する。尚、本明細書に示す実施形態は、分かりやすいように一般的に実際の尺度又は正確な寸法で示されていない。例えば、弓形部材35を形成する材料の壁は、任意の望ましい厚さで形成してもよいが、音響エネルギの伝播を改善するためにはより薄い壁が一般的に好ましい。電気導体37は、以下で更に説明するように、素子へ及び素子から電圧/信号をルーティングするために変換器素子30の表面と接触するように弓形部材35内に配置される。導体37は、弓形部材35の両端から延び、露出したリード線39で終端する。当業技術で公知の方法で任意の適切な導体を使用することができる。いくつかの実施形態は、変換器素子30を覆うように配置されたメッシュ層を形成する一連のフィラメント導体を含む導電材料を使用する導体37で構成することができる。メッシュ型の導体37を実施するために使用することができる層又はフィルムを形成するように構成された導電材料は、市販されている例えば、インターネット上のhttp://www.marianinc.comで入手可能なMARIAN登録商標製品を参照。いくつかの実施形態は、化学蒸着技術、マスキング技術、又は他の公知の積層処理図示せずによって形成された導体37で実施することができる。本発明の更に他の実施形態は、フレックス回路と呼ばれるストリップを使用して形成された導体で実施することができる米国特許第6,351,127号、第6,690,170号、第6,667,620号、及び第6,380,744号に説明されている。フレックス回路型の実施形態は、導電性材料又は物質が含浸した適切な材料例えば、ポリイミドフィルム、誘電フィルム基板、ポリエステルフィルムで形成することができる。可撓性フィルムを形成するためのストリップを製造する技術は、米国特許第6,208,031号に説明されている。地表下用途に対して設計された本発明の弓形変換器の実施形態は、掘削環境に存在する厳しい状況に耐えることができるべきである。弓形部材35は、収納された変換器素子30と共に、保護及び音透過性バリアを形成する密封材料40でアセンブリをオーバーモールドするか又は覆うことによって保護することができる。使用可能な密封材料としては、ゴム化合物又は任意の他の適切な樹脂又は複合材料が含まれる。また、弓形部材35は、個々の変換器素子30を完全に入れ込むように形成することができる。間隙又は間隔を素子30との間に残す他の実施形態では、素子間の空間を埋めるように適切な非導電材料42例えば、ゴムを加えることができる。図6は、本発明の2つの個々の音響変換器の実施形態を示す。2つの弓形部材35は、部材上の変換器素子30の配置を示すために側面が断面図の状態で示されている。これらの音響源の実施形態は、重質量を負荷した変換器素子30を用いて実施される。図2に示すように、無負荷つまり単純な変換器素子で他の実施形態を実施することもできる。分かりやすいように、図6の変換器の実施形態は、2つの変換器素子30が各弓形部材35内に配置された状態で示されている。任意数の行又は列を必要に応じて形成するように任意数の変換器素子が弓形部材に配置された状態で他の実施形態を実施することもできる図4を参照。図6に示す変換器は、重質量材料32の部分が弓形部材35の凹状側面に向いて部材内に入るように変換器素子30の近くに配置された状態で実施される。各部材35は、防水ユニットを形成するように密封材料40で完全に覆われる。変換器素子30は、素子の表面と接触するように弓形部材35内に配置された導体37によって並列に電気的に接続され、端部リード線39のみがむき出し状態になる。負荷のある変換器素子30で実施された時、導体37が負荷変換器30の外面に沿って配置される場合、導電性の重質量材料32例えば、タングステンが使用される。導体が変換器素子と重質量材料の間に配置された状態で他の実施形態を実施することもできる図示せず。図7は、本発明の変換器の実施形態を示す。本発明の2つの独立した弓形部材35は、菅状体13の外周部回りに形成された窪み内に配置されている。米国特許第6,788,065号では、本発明の実施形態を実施するのに使用することができる窪み及びシールド構成で構成された様々な菅状体が説明されている。部材35の各々は、菅状体13を取り囲む回転柱面の半分を形成する。部材35からの導体リード線は、分かりやすいように図示されていない。部材35からのリード電線図6のアイテム39は、直接又は間接を問わず、無数の従来の手段を通じて電源と結合させることができることを当業者は理解するであろう。この2つの独立した弓形部材35は、従来の単一ユニット音響源を凌ぐ多くの利点を有する。個々の部材35は、組立て、トラブルシューティング、修理、及び変換器装置の交換を容易にする。図8は、図7の菅状体13上に配置された変換器の1つの断面図を示す。密封された弓形部材35は、音響源として作動させた時に広い周波数範囲で音響エネルギを放射するように、無負荷変換器素子30表面が露出した状態で菅状体13の外面と並置して配置される。重質量材料32と高感度変換器素子30との組合せは、菅状体内の振動を少なくするのを助け、音の方向性を改善する。負荷素子30は、一般的に金属である菅状体13の近くに配置されるので、音響エネルギの一部を菅状体表面から離れるように反射し、素子30の外面から放射された音響エネルギと組み合わせることによって音の方向性が向上する。菅状体13の方向への音響エネルギ伝播のこの減衰により、いわゆるツールモードの励起が少なくなる。本発明の変換器の実施形態は、菅状体の回りに配置された複数の弓形部材で実施することができる。図9は、各々が菅状体13回りに配置された回転柱面の四分円を形成する本発明の4つの個々の弓形部材35の上面図を示す。導体及び変換器素子は、分かりやすいように全ての図において図示されていない。また、本発明の弓形変換器は、任意の1つの弓形部材上の変換器素子のサブセットから別々で時限の励起又は受信を行うように電気的に構成することができる。図10は、側面A上の変換器素子が側面B上の変換器素子と絶縁されるように、付加的な組の導体で内部構成された二次元つまり平面として投影された本発明の弓形部材35を示す。図11は、回転柱面を形成するために互いに並列配置された、図10に示すものと類似の2つの弓形変換器を示す。2つの弓形部材35内の変換器素子サブセットは、ダウンホール菅状体の音響源として実施された時、必要に応じて掘削孔の音響モードを実質的に励起するために、選択されたパターンで別々に励起することができる。図11は、双極子モードによる励起を生成するために、1つの分極化で同時に励起される図の左側つまりA側の変換器素子と、反対の分極化で同時に励起される右側つまりB側の変換器素子とを示す。代替的に、図9に示す4つの四分円弓形変換器による実施形態を使用して望ましい励起を生成することができる。本発明の弓形変換器は、単極子、双極子、四極子、及びより高い次数のモードの掘削孔音響モードを励起するための音響源として作動させることができることを当業者は認めるであろう。また、検出された音響エネルギに関連する別々の信号を選択されたパターン又はタイミングシーケンスで生成するように弓形変換器を適応させることができることも理解される。図12は、セグメントA、B、C上の変換器素子が互いに絶縁されるように付加的な組の導体で内部構成された本発明の別の弓形部材35を示す。望ましいパターン又はタイミングシーケンスで素子を励起/使用可能にすることにより、音響エネルギ/信号のフェーズドアレイを取得することができる。例えば、図12の変換器の実施形態は、部分Aにおける素子30のサブセットが時間T1に、サブセットBがT2に、サブセットCがT3に励起/使用可能されるように構成することができる。従来の電子機器及びプロセッサ手段を弓形変換器とリンクさせ、当業技術で公知の方法でこれらの機能を達成することができることを当業者は理解するであろう。本発明の他の変換器実施形態を金属弓形部材で実施することができる。図13は、金属弓形部材の上面断面図を示す。部材35は、任意の適切な金属例えば、アルミニウム、ステンレス鋼で形成することができる。部材35自体が電圧を変換器素子30に供給するための導体として使用することができるように、導電金属が好ましい。変換器素子30は、導電性接着剤を使用して金属部材35に貼り付けてもよく、又は、変換器を封入するために使用されるオーバーモールド法40によって所定の位置に単に入れ込むこともできる。素子30は、滑らかな面を有する金属部材35上に、又は金属部材35内に形成された空隙又は窪み図示せず内に配置することができる。上述のように素子30を覆って封入するために、任意の適切な非導電材料40を使用することもできる。導電性部材35については、部材と電源を連結するためにリード電線39が使用される。上述のように、導体37は、素子を電気的に並列に接続するために素子30の外面を覆うように配置される。非導電性金属弓形部材で構成された実施形態は、本明細書に説明するように電圧を変換器に供給するための別の導体を使用して実施することができる。金属部材35変換器は、望ましい音響エネルギの減衰をもたらし、負荷素子30を使用しなくても音の方向性を改善する。本発明の金属変換器実施形態は、非金属実施形態について説明したのと同じ方法及び同じ構成で菅状体上に配置することができる。本発明の弓形変換器は、菅状体図示せずの縦軸線に沿って特定領域又は千鳥の方位領域を取り囲むために、図7及び図9に示すように菅状体13の全周を取り囲むように配置することができる。配置された変換器の弓形設計は、大径又は小径の菅状体上に配置することを可能にするものである。従来の弓形変換器例えば、オイル補償を用いるものとは異なり、開示する変換器の小型で液体のない構成により、変換器を当業技術で公知の任意の適切な手段を用いて菅状体上に取り付けて保持することができる。例えば、変換器は、それらは密封されて防水であるから、ワイヤライン器具又は磨耗が決定的な要素ではない他の用途で実施された時、菅状体の空洞内に適切な化合物を用いて単に入れ込むことができる。図14は、本発明の弓形変換器35による実施形態と連結させることができる電子機器モジュール100の全体的な概略配置図を示す。モジュール100は、前置増幅器段101、フィルタ段102、アナログ/デジタル変換器ADC段103、及び電力増幅器段106を含む。モジュール100は、リード線105を通じた出力のために1つのチャンネルにn個の信号を流すようになったn対1マルチプレクサMUXユニット44に接続された状態で示されている。弓形変換器35に接続されたスイッチ108は、位置1と位置2の間で切り換えを行う。位置1において、変換器素子35は、電力増幅器段106によって起動され、変換器は、音響源として実施される。本発明の変換器には、多相電圧を印加することができる。スイッチ108が位置2の状態で、前置増幅器段101は、受信器を実施するためのモジュール100を通じて処理するために、素子によって検出されたアナログ音響エネルギ信号を受信する。小型パッケージ及び低電力電子機器モジュール100は、電力消費量を最小限に抑え、デジタル信号はアナログ信号に比較するとクリーンなのでノイズ低減を改善する。また、デジタル化された信号データは、必要に応じて、不要なノイズのない付加的な処理を行うために遠距離にルーティングすることもできる。本発明の二重目的変換器35すなわち、ソース-センサは、パルスエコー測定を考慮したものである。当業技術で公知のように、掘削孔壁から反射したパルスエコー信号の双方向移動時間の測定結果は、掘削孔幾何学形状、例えばその半径の判断に使用することができる。電子機器モジュール100を使用して、変換器は、掘削孔内でのパルスエコー測定結果を取得するためにモードの切換えを行うことができる。音響信号測定値データは、当業技術で公知の従来の技術を用いて処理することができる。当業者に公知のように、ダウンホール用途に対して設計された菅状体は、極端な温度及び圧力に加えて、累層切断が装置を損傷する可能性が高い皺のある角々しい掘削環境の影響を受ける。ダウンホール条件は、深くなれば徐々に過酷なものとなり、これは、外部つまり露出した構成要素の劣化を増幅する。更に、疲労荷重すなわち、LWD作動における菅状体の曲げ及び回転は、掘削作業において問題になる。図15に戻ると、弓形変換器を覆って保護するために、菅状体13上に1つ又はそれ以上のシールド44を配置することもできる。シールド44は、金属、プラスチック化合物例えば、PEEK登録商標、又は当業技術で公知の任意の適切な材料で形成することができる。シールド44は、ファスナ例えば、ネジ又は当業技術で公知の任意の適切な手段を用いて菅状体13上に取り付けることができる。図16は、本発明の弓形部材35を装備した菅状体13を含む掘削装置の上面図を示す。菅状体13はまた、4つの弓形変換器を覆う4つの個々のシールド44A、44B、44C、44Dを装備している。シールド44は、シールドと弓形部材35の間の間隔内における掘削孔流体の通過を可能にするために、空隙又は開口例えば、穴又は溝穴から成ることが好ましい。図17は、図16に示すような4つ弓形部材35を取り囲むように菅状体上に配置された独立したシールド44A、44B、44C、44Dを含む本発明の実施形態を示す。説明を目的とした図17に示すように、開口46は、シールド44上の異なる位置に形成することができる。シールド44Aは、上下縁部の近くに形成された2つの開口46で構成される。シールド44Bは、上下縁部に形成された開口46で構成される。シールド44Cは、中心部に形成された開口46で構成される。また、シールド44Dは、側縁部に形成された状半月形開口46で構成される。弓形変換器は、図17では、分かりやすいように図示されていない。弓形変換器を覆うためのワンピースシールドを使用し、及び/又は開口なしのシールドを用いて、代替実施形態を構成することができる図15を参照。シールドは、当業技術で公知の任意の適切な手段を用いて菅状体13上に配置することができる。上述のように、本発明の弓形部材との信号/電力接続は、様々な公知の技術を用いて実施することができる。また、当業技術で公知のように、付加的な望ましい構成要素例えば、電子機器、遠隔測定手段、メモリストレージ、その他を本発明の実施形態と共に実施することができる。菅状体上に本発明の音響変換器を配置する方法は、弓形部材を菅状体の外面上に配置する段階を伴い、弓形部材は、菅状体に対して独立に形成され、列を形成してそこに配置された複数の音響変換器素子を有する。弓形部材は、導体によって電圧を変換器素子に供給するようになっており、液体のないユニットをもたらすために密封材料で覆われる。菅状体上に本発明の音響変換器を配置する別の方法は、金属弓形部材を菅状体の外面上に配置する段階を伴い、弓形部材は、菅状体に対して独立に形成され、そこに配置された少なくとも1つの音響変換器素子を有する。金属弓形部材は、液体のないユニットをもたらすために密封材料で覆われる。図18は、本発明の別の実施形態を示す。本発明の弓形変換器は、各累層を貫通する掘削孔12に配置されたダウンホール装置90に取り付けられる。弓形部材35は、菅状体13上の浅い窪みに位置し、シールド44は、本明細書で説明するように変換器の上に取り付けられる。菅状体13はまた、地表下測定のための多軸電磁アンテナと適切な回路を有する電子機器92及び93とを含む。また、当業技術で公知のように、一連の従来の音響センサ94が菅状体13上に取り付けられる。菅状体13は、ワイヤラインシステムの場合は検層ケーブル59により、掘削時システムの場合は掘削ストリング95によって掘削孔12に支持された状態で示されている。ワイヤライン用途に関しては、菅状体13は、地表機器98によって制御されたウィンチ97によって掘削孔12内で昇降される。検層ケーブル又は掘削ストリング95は、信号及び制御通信のためにダウンホール電子機器92及び93を地表機器98に接続する導体99を含む。代替的に、これらの信号は、菅状体13内で処理又は記録され、処理されたデータは、当業技術で公知のように地表機器98に伝達することができる。本発明の弓形変換器実施形態のいずれも、本明細書で説明するように従来の菅状体上に取り付けることができる。当業技術で公知のように、従来の電子機器、リンク用構成要素、及びコネクタを使用して、測定及び通信装置上で本発明の弓形変換器を実施することができる。本発明は、音響変換器が使用される任意の分野に適用可能であってその分野で実施することができ、本発明は、地表下の菅状体関連の用途に限定されないことを当業者は認めるであろう。また、開示した変換器は、いかなる特定の周波数又は周波数範囲の作動にも限定されないことも認められるであろう。実施形態はまた、矩形素子以外に他の形状及び寸法で構成された変換器素子を用いて実施することもできる。"