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Echowaage Unter der Bezeichnung »Echowaage« sind Echoloteinrichtungen
bekanntgeworden. bei denen ein umlaufender Arm bei Durchgang durch eine Nullstellung
einen Sendeimpuls auslöst und die Stellung dieses Armes im Augenl,lick der Ankunft
des Echoimpulses durch eine Naclllaufeinrichtung sichtbar gemacht wird. Eine solche
Nachlaufeinrichtung besteht im einfachsten Falle aus einer konzentrisch zum umlaufenden
Arm gelagerten Scheibe aus Isoliermaterial, auf der zwei hall>ringförmige Elektroden
angeordnet sind. welche durch zwei Lücken voneinander getrennt sind und den Echoimpuls
von dem umlaufenden Arm übernehmen. Diese Scheibe stellt sich selbsttätig so ein.
daß die Lücke zwischen den Elektroden stets diejenige Winkelstellung einnimmt, bei
welcher der Echoimpuls auf den umlaufenden Arm gelangt. Eine solche Nachlaufeinrichtung
hat den Vorteil. daß sie die statistisch verteilteii Störimpulse. welche heispielsweise
durch das Schraubengeräusch des Schiffes oder bei höheren Falirtstufen durch einsetzende
Kavitation oder durch starken Seegang hervorgerufen werden, ausmittelt und außerdem
zur Gewinnung eines stärkeren Drehmomentes dient, das heispielsweise für den Antrieb
eines Tinteaschreibers ausreicht. Die Bezeichnung »Echowaage« kommt dadurch zustande.
daß sich die Scheil )C mit den beiden Halbringelektroden stets in einem Gleichgewichts%ustand
befindet. der dadurch gekenllzeic}lllet ist. daß auf die beiden Elektroden gleichviel
Impulse entfallen. Zur Nachdrehung der Scheibe dient ein kleiner Hilfsmotor. der
derart geschaltet ist. daß er durch dieEchoimpulse. die von der einen Elektrode
kommen, in der einen Drehrichtung und durch die Echoimpulse, die von der anderen
Elektrode kommen, in der anderen Drehrichtung angetrieben wird. Entfallen auf die
beiden Elektroden gleichviele Impulse, so hleibt also der Motor stehen. und die
Scheibe hat dann die erwünschte Winkelstellung. hei welcher die eine der Lücken
zwischen den beiden Halhringelektroden der augenblicklichen Winkelstellung des umlaufenden
Armes entspricht.
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Ieei der der Echoimpuls eintrifft.
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Damit die Echoimpulse von dem umlaufenden Arm auf die Elekti-oden
gelangen können. ist der umlaufende Arm mit einem Schleifkontakt ausgerüstet.
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Dieser Schleifkontakt bringt eine Reihe von Nachteilen mit sich. welche
eine größere Verbreitung des Gerätes bisher verhindert haben. Die Nachteile hestehen
vor allem in der Abnutzung des Schleifkontaktes. der mangelnden Konstanz des lDl)ergangswiderstandes
und der endlichen Breite des Schleifkontaktes, welche die Genauigkeit des Tmpulsüberganges
an der Bücke. auf die es ja ankommt, beeinträchtigt. Diese Mängel werden gemäß der
Erfindung durch eine dem umlaufenden Arm vorgeschaltete Ein-
richtung vermieden,
welche die Echoimpulse in Hochspannungsimpulse umwandelt, die von dem Arm als kleine
Funken auf die Ringelektroden überspringen.
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Die Erfindung hat den Vorteil, daß der Arm nunmehr berührungsfrei
über die Elektroden hinweggleitet und der Funke eine unendlich schmale »Bürste«
darstellt, so daß an der Lücke zwischen den beiden Elektroden ideale Verhältnisse
herrschen, indem der Funke sich stets den kürzesten Weg auswählt und somit immer
die »richtige« Elektrode trifft. Da nunmehr jegliche mechanische Ahnutzung vermieden
wird, kann ein solches Gerät, wie sich auch praktisch gezeigt hat, über Monate hinaus
ohne Wartung arbeiten, wie dies z. ß. l>ei unbemannten Pegelschreil)ern erforderlich
ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Abbildung dargestellt.
Die Echowaage dient hei diesem Beispiel zur Betätigung einer Registriervorrichtung.
welche den Pegel in einem Hafen, in einer Wasserstraße. in einem Schleusenbecken
od. dgl. fortlaufend auf dem Registrierpapier aufzeichnet. Die Echowaage besteht
aus einem umlaufenden Arm 1 und einer verschwenkbaren Scheibe 2, auf der die Halbringelektroden
3 und 4 sowie eine gestrichelt gezeichnete Schnurrolle 5 befestigt ist, welche über
die Schnur 6 den Schreibstift 7 antreiht. Dieser Schreibstift zeichnet auf dem von
rechts nach links bewegten Registrierpapier 26 die Pegelkurve auf. Die Stellung
des Schreibstiftes ist außerdem an einer feststehenden Skala 8 ablesbar. Zu der
Echowaage gehört noch ein Hiifsmotor 9, der die Scheibe 2 in der einen oder anderen
Richtung verdreht und über die Röhren 10 und 11 gespeist wird. Die Einrichtung wird
vervollständigt durch einen Sender 12 mit dem Schwinger 13 sowie einen Empfänger
14 mit dem Schwinger 15.
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Die Arbeitsweise der Einrichtung ist folgende: Der heispielsweise
mit einer Umdrehungszahl von 1500/min angetriebene umlaufende Arm löst bei Durchgang
durch die Nullstellung über einen Kontakt 16 den
Sendeimpuls aus,
der auf das Lotobjekt trifft und als reflektierter Impuls auf den Schwinger 15 gelangt,
der ihn in einen elektrischen Impuls umwandelt, der in dem Empfangsverstärker 14
verstärkt und von diesem an die erfindungsgemäße Einrichtung 27 weitergeleitet wird.
Dort gelangt er über den Kondensator 16 auf das Gitter der Gasentladungsröhre 17.
Diese Röhre ist normalerweise durch die Batterie 18 gesperrt. Im Anodenkreis der
Röhre befindet sich ein Kondensator 19, der über den Widerstand 20 von der Spannungsquelle
21 her aufgeladen ist. In Reihe mit dem Kondensator liegt die Primärspule 22 eines
Hochspannungstransformators, dessen Sekundärspule mit 23 bezeichnet ist. Der ankommende
Echoimpuls öffnet die Röhre 17, so daß sich der Kondensator 19 über die Röhre und
die Primärspule 22 entlädt. Dabei entsteht in der Sekundärspule 23 ein Hochspannungsimpuls,
der auf den umlaufenden Arm 1 gelangt. Je nach der Stellung, die der Arm im Augenblick
der Ankunft des Echoimpulses gegenüber den Elektroden 3 und 4 hat, gelangt der Hochspannungsimpuls
entweder auf die Elektrode 3 oder auf die Elektrode 4 und von dort auf das Gitter
der Röhre 10 oder 11. Diese beiden Röhren sind durch den Hochspannungsimpuls geöffnet,
so daß nunmehr Stromstöße zu der einen Wicklung des Motors gelangen. Dieser stark
untersetzte, kleine Motor dreht nun die Scheibe 2 in der Richtung, daß die vom Funken
getroffene Elektrode aus dem Bereich des Funkens herausgedreht wird und der Funke
nunmehr auf die andere Elektrode gelangt. Hier wiederholt sich nun das Spiel in
umgekehrter Richtung. Das System hat also die Tendenz, sich so einzustellen, daß
der Funke an der Lücke zwischen den beiden Elektroden auftritt, also abwechselnd
die eine oder die andere Elektrode trifft. Der Winkel, den diese Lücke mit der Nullstellung
bildet, ist also ein Maß für die gelotete Entfernung und wird nun mit Hilfe der
Schnur 6 auf den Schreibstift übertragen, der die Kurve auf dem nach links in Pfeilrichtung
abrollenden Papier aufzeichnet. An der feststehenden Skala 8 kann dabei gleichzeitig
die Tiefe abgelesen werden.
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Die Echowaage kann so in das Gerät eingebaut werden, daß die Bahn
des umlaufenden Armes gegenüber den bogenförmigen Elektroden sichtbar ist. Es ist
dann jeweils zu erkennen, wo die Funken von dem umlaufenden Arm auf die Elektroden
übergehen, ins-
besondere ob außerhalb der Bücke noch Störimpulse an den übrigen
Teilen der bogenförmigen Elektroden auftreten, was am Registrierergebnis nicht ohne
weiteres zu erkennen ist. Um die Sichtbarkeit der Funken zu verbessern, kann man
die Schlagweite des Funkens größer wählen, als dies für die Funktion als »Kontaktbürste«
notwendig ist. Außerdem kann man dem Funken eine auffallende Farbe geben, indem
das Elektrodenmaterial geeignet gewählt wird. Beispielsweise leuchtet der Funke
bei Verwendung von Graphit für die bogenförmigen Elektroden weißlichgell> auf.
so daß er sehr gut sichtbar ist.
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PTENTANSROC: 1. Echowaage mit einem umlaufenden Arm, der bei Durchgang
durch eine Nullstellung den Sender auslöst und die Echoimpulse zwei durch zwei Lücken
getrennten Halbringelektroden zuführt, welche an Röhren angeschlossen sind, die
einen Nachdrehmotor speisen, der den Träger der Ringelektroden so nachdreht, daß
auf jede der Elektroden gleichviele Impulse entfallen, so daß die Winkelstellung
der Lücke mit der augenblicklichen Winkelstellung des umlaufenden Armes bei Echoankunft
übereinstimmt, gekennzeichnet durch eine dem umlaufenden Arm vorgeschaltete Einrichtung
(27), welche die Echoimpulse in Hochspannungsimpulse umwandelt, und eine derartige
Ausbildung des umlaufenden Armes (1), daß dieser die Ringelektroden berührungsfrei
überstreicht und die Impulse als kleine Funken von dem Arm auf die Halbringelektroden
(3, 4) übergehen.