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Empfänger für Unterwasserschalisignale.
Die Ertindung betrifft Empfänger für Unterwasserschallsignale. Die Aufgabe, der solche Empfänger zu genügen haben, besteht darin, die Schwingungen, die durch das Aussenwasser sich fortpflanzen an die Bordwand gelangen, in eine Energieform umzusetzen, in welcher sie für einen, in einiger Entfernung von der betreffenden Stelle befindlichen Beobachter irgendwie wahrnehmbar gemacht werden können. Meist benutzt man hiezu ein Mikrophon oder einen Telephongeber zusammen mit einem Telephon.
Die Schwierigkeit, die hiebei zunächst zu überwinden ist, besteht darin, dass man im Innern des Schiffes gegenüber der Bordwand über kein feststehendes Widerlager verfügt, mit dem die eine Elektrode des Mikrophons verbunden werden könnte, damit so ihre Abstandsänderungen gegenüber der anderen, an der Bordwand befestigten Elektrode zur Erregung des Mikrophons benutzt werden können.
Msn hat versucht, diese Schwierigkeit dadurch zu überwinden, dass man sogenannte Schüttelmikrophone verwendete, d. h. Mikrophone, deren Elektroden relativ zueinander feststehen und bei denen sich zwischen beiden Elektroden eine bewegliche Masse, wie Kohlepulver, befindet, die sich bei gleichzeitigen Schüttelbewegungen beider Elektroden verschieden lagert und dadurch ihren Widerstand ändert. Die Ergebnisse dieser Versuche haben aber nicht befriedigt, weil ein Schtittelmiluophon den ausserordentlich kleinen Amplituden der Wasserschwinguugec gegenüber nicht empfindlich genug ist.
Man ist deshalb dazu übergegangen, zwischen die schwingende Bordwand und das Miktophon ein System einzuschalten, das einegewisse Eigenschwingung besitzt, beispielsweise einen federnden Ring oder dgl., und hat dieses System anf die Tonhöhe des ankommenden Schalles abgestimmt. Auf diese Weise war es auch möglich, ein Druckmikrophon an- zuwenden, das zwischen/wei Punkten des Systems angeordnet wird, die in verschiedener Phase oder in verschiedenen Amplituden schwingen.
Man erhält alsdann zwar wesentlich bessere Wirkungen als mit einem Scbüttelmikrophon, indessen gelingt es durch blosse Mittel der Abstimmung eines schwingungsfähigen Systems zwischen Bordwand und dem als Einpfangsglied dienenden Druckdlkrophon doch immer nur einen verschwindend kleinen Teil der aufgenommenen Energie in eine nutzbare Form, also im Falle der Benutzung eines Mikrophons, in elektrische Schwingungsenergie umzusetzen.
Der Empfänger gemäss der Erfindung unterscheidet sich nun insofern von dem beschriebenen. als im Gegensatz zur blossen Abstimmung auch die Dämpfung der Schwingungen des Zwischengliedes durch die Bordwand einerseits und das Empfangsglied andrerseits so bemessen werden, dass sie gleiche Grösse annehmen. Dadurch wird erreicht, dass die auf das Empfangsglied übertragene Energie, die in nutzbare Form umgesetzt werden soll, annähernd ebenso gross wird, wie die durch Reflexion von der Bordwand zurückgestrahlte Energie. Diese Bedingung muss erfüllt sein, um die vom Empfangsglied aus dem Wasser aufgenommene Energie zu einem Maximum zu machen.
Die Erfindung kann in der Weise verwirklicht werden, dass man entweder die Dämpfung der Schwingungen des Zwischengliedes ändert, die es durch die Bordwand erhält, oder die Dämpfung, die von dem Empfangsglied ausgeht, oder beide Dämpfungen, bis die verlangte Gleichheit erreicht ist.
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Punkte verschiedener Phasen oder Amplituden besitzt, zwischen denen ein Empfangtiglied (Druckmikrophon, Telephongeber oder dgl.) eingeschaltet ist. Als Übertragungsglied wird vorzugsweise ein solches gewählt, welches eine stark ausgeprägte Eigenschwingung und eine möglichst geringe Eigendämpfung und Stellen besitzt, an denen seine Teile mit grosser Amplitude entgegengesetzt schwingen. Zwischen diesen Teilen wird das Druckmikrophon angeordnet.
Das ganze System, das auf die Tonhöhe der ankommenden akustischen Wellen abgestimmt ist, wird M der Bordwand befestigt.
Wird zunächst eine starre Verbindung der Ansatzstelle des Systems mit der Bordwand angenommen, so kann man die Dampfung desselben durch die Bordwand dadurch beeinflussen, dass man die Abmessung des Systems entsprechend wählt. Je grösser man die Grössenordnung desselben annimmt, desto geringer fällt unter sonst gleichen Umständen seine Dämpfung durch die Bordwand aus und umgekehrt.
Man kann aber auch, für jede beliebige Grössenordnung des Systems die Strahlungdämpfung durch die Bordwand vermindern, indem man es mit der Bordwand lose koppelt, also nicht starr an ihr befestigt, sondern beispielsweise zwischen seiner AnsatzsieHe und der Bordwand eine Feder oder eine federnde Unterlage einschaltet. Indem man die Länge oder Vorspannung dieser Feder einstellbar macht, kann man die Dämpfung durch die Bordwand auch während des Betriebes veränderlich machen, und hiedurch ein Optimum des Empfanges erhalten.
Als Empfangsglied kann vorzugsweise eis Druckmikrophon verwendet werden, das zwischen den mit grosser Amplitude schwingenden Teilen des Systems angeordnet ist. Man kann hiebei die Nntzdämpfung durch das Empfangsglied, z. B. dadurch ändern, dass man das Mikrophon zwischen Stellen grösserer oder kleinerer Amplitudenschwingung einschaltet.
Wird ein Telephongeber benutzt, so steht zur Abstufung der Nutzdämpfung z. B. die
Bemessung des äusseren Widerstandes seines Stromkreises zur Verfügung.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Empfänger für Unterwasserschallsignale, bei welchem ein von der Bordwand akustisch erregtes System verwendet wird, welches Punkte verschiedener Phase oder
Amplitude besitzt, zwischen denen ein Empfangeglied (Druckmikrophon, Telephongeber oder dgl. ) eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfung des Systems durch das Empfangsglied auf die gleiche Grössenordnung gebracht wird, wie die Dämpfung des Systems durch die Bordwand.