DE1033556B - Strahleranordnung zur Echolotung mit Schallwellen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens nach dem Hauptpatent, dessen Kennzeichen darin besteht, daß auf beiden Seiten eines Schiffes in symmetrisch zur Vertikalen geneigten Richtungen, unter Einschluß auch der horizontalen Richtung, getrennt gelotet wird und daß Steuerbord- und Backbordechos miteinander verglichen werden.

Für die Sicherung der Flußschiffahrt ist es erforderlich, die Fahrrinne von Flußläufen regelmäßig zu kontrollieren, um Veränderungen festzustellen und insbesondere zu prüfen, ob die garantierte Tiefe und Breite vorhanden ist. Bisher wird hierbei so verfahren, daß vom Vermessungsschiff ein fester Tastrahmen bis zu der Solltiefe ins Wasser gelassen und so die ganze Fahrrinne nach und nach abgetastet wird. Man könnte auch durch Echolotung einzelne Tiefenprofillinien aufnehmen, müßte aber hierbei, ähnlich wie bei der Prüfung durch einen Tastrahmen, eine große Zahl von parallelen Meßfahrten durchführen.

Gegenstand der Erfindung ist eine Strahleranordnung zur Ausübung des Verfahrens nach dem Hauptpatent in der Form, daß ausschließlich in entgegengesetzten horizontalen oder nur wenig von der Horizontalen abweichenden Richtungen auf Steuerbord- und Backbordseite eines Schiffes gelotet wird. Gemäß der Erfindung besitzen zur Überprüfung der Tiefe und Breite einer Wasserstraße durch Aufnahme von Niveaulinien in bestimmter Tiefe unter dem Wasserspiegel die Strahler eine senkrecht orientierte Strahlfläche mit einer vertikalen und horizontalen Ausdehnung von mehr als zehn Wellenlängen und sind an einem höhenverstellbaren Träger in der Tiefe einer aufzunehmenden Niveaulinie unter dem Wasserspiegel angeordnet.

Selbst wenn man mit Rücksicht auf die Verbreiterung der Strahlkegel mit zunehmendem Abstande und die dadurch bedingte Meßungenauigkeit die Reichweite auf etwa 30 bis 60 m beschränkt, ermöglicht die Verwendung der Strahlungsanordnung nach der Erfindung zur Ül>erprüfung der Mindesttiefe einer Wasserstraße ein wesentlich schnelleres Arbeiten als die bekannten Methoden. Ein besonderer Vorzug besteht darin, daß eine Messung z. ß. auch unter an einer Hafenkaje liegenden Kähnen möglich ist.

Mit zwar in vertikaler Ebene scharf, in horizontaler Ebene aber nur mäßig gebündelter Schallstrahlung würde die Echoabstandsniessung nicht den Abstand von in bestimmter Richtung, nämlich querab auf Steuerbord- bzw. Backbordseite gelegenen Punkten der Uferböschung oder von Hindernissen liefern, .sondern den Abstand von in irgendwelcher Richtung in der waagerechten Lotebene den Strahlern am nächsten gelegene schallreflektierenden Objekten.

Strahleranordnung zur Echolotung
mit Schallwellen

Zusatz zum Patent 822 515

Anmelder:

Atlas -Werke Aktiengesellschaft,
Bremen, Stephanikirchenweide 1/19

Dr. Hans Kietz, Bremen,
ist als Erfinder genannt worden

Wegen ihrer Unbestimmtheit ist eine solche Anzeige für Vermessungszwecke nicht geeignet. Indem man den senkrecht stehenden Strahlflächen der benutzten Strahler eine möglichst große Ausdehnung in vertikaler und horizontaler Richtung gibt, die jedenfalls mehr als zehn Wellenlängen des benutzten Schalls beträgt, wird man bestrebt sein, eine möglichst scharfe und punktförmige Aufnahme der Niveaulinien zu erzielen.

Bekannt sind in einem ausfahrbaren »Schwert« eingebaute vertikale Strahlergruppen zum Aussenden und Empfangen von Signalen. Diese Gruppen weisen eine gewisse Bündelung der Strahlung um die Horizontalebene auf entsprechend einer vertikalen Ausdehnung von etwa drei Wellenlängen und haben in der Horizontalebene selbst keine bevorzugte Strahlungsrichtung. Das Ein- und Ausfahren der Strahler bei dieser bekannten Anordnung dient nicht dazu, die Strahler in verschiedene Tiefen unter der Wasseroberfläche einzustellen, vielmehr werden durch Ausfahren des Schwertes die Strahler in eine Gebrauchsstellung in einigem Abstand vom Schiffskörper ge- bracht, während das Einfahren des Schwertes bei Fahrt in flachem Wasser, beim Docken sowie für etwaige Reparaturen erforderlich ist. Bekannt ist weiter die Horizontallotung mit gerichteten Strahlern schlechthin.

Die Erfindung sei an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.

Fig. 1 zeigt ein Vermessungsschiff mit einer Echoloteinrichtung nach der Erfindung in der Fahrrinne eines Flusses im Querschnitt,

Fig. 2 eine Draufsicht zu Fig. 1,

Fig. 3 eine schematische Darstellung des zum Echolot gehörenden Schreibgerätes.

Das Schiff ist zur Anlotung der Böschungen a und b der Fahrrinne c des Flusses mit je einem

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Schwinger d und e für die Bb- und Stb-Seite ausgerüstet, die eine große vertikale und horizontale Ausdehnung von z. B. fünfzig Wellenlängen des verwendeten Sehalles haben. Auf diese Weise werden Richtcharakteristiken f und g erzeugt, die in der Vertikalrichtung sowohl als auch in der Horizontalrichtung scharf gebündelt sind und eine Halbwertsbreite von etwa 2 bis 3° aufweisen.

Die Schwänger d und e befinden sich an einem unter das Schiff ins Wasser hinabreichenden Träger in Form einer festen, mit dem Schiff verbundenen, ausfahrbaren Stange h. Die Tauchtiefe kann z. B. so eingestellt werden, daß sie der garantierten Tiefe der Fahrrinne entspricht. Damit die Wirkbereiche der beiden Schwinger auch in größerer Entfernung nicht unter die garantierte Wassertiefe hinabreichen, können die Schwinger ein wenig gegen die Lotrechte geneigt sein, derart, daß die untere Flanke der beiden Richtcharakteristiken etwa mit der Horizontalen zusammenfällt. Eine solche Bauweise ist insbesondere für Vermessungsschiffe zweckmäßig, durch die eine genaue Kontrolle der garantierten Fahrrinnentiefe durchgeführt werden soll. Für die Flußschiffahrt selbst kann es genügen, wenn man mit einer geringeren Tauchtiefe und mit horizontaler Mittellinie der Richtcharakteristiken arbeitet, oder sogar, je nach den A^erhältnissen der einzelnen Flußläufe, mit ein wenig nach unten geneigten Richtcharakteristiken, so daß mit einer kleinen Tauchtiefe auszukommen ist.

Für die Bb- und Stb-Seite sind getrennte Griffel k und / vorgesehen, die in getrennten Schreibzonen des gemeinsamen Schreibstreifens i mit gegensinniger Zeitablenkung arbeiten. Dabei entspricht die Mittellinie m der Fahrtlinie des Schiffes, so daß diese bei der Flußschiffahrt im allgemeinen vielfach gewundene Fahrtlinie auf dem Schreibstreifen als gerade Linie erscheint. Trotz dieser Verzerrung ergibt sich jedoch eine gute Übersicht, die noch dadurch verbessert werden kann, daß gleichzeitig mit den Echos der Böschungen der Kurs des Schiffes auf einem synchron bewegten Schreibstreifen mit Hilfe eines Kursschreibers aufgezeichnet wird.

Durch fortlaufende Aufzeichnung der Echos auf einem in Pfeilrichtung fortbewegten Schreibstreifen i läßt sich bei Einschalten eines genau bestimmten Kurses eine Aufnahme der Niveaulinien erreichen. Das Vermessungsschiff kann dabei in bestimmtem Abstand von der zu vermessenden Böschung längs der punktierten Kurslinie fahren, so daß immer senkrecht zur Grenzlinie der Fahrrinne oder Böschungslinie gelotet wird. Dabei kann man nur auf einer Seite des Schiffes loten und sich mit einem einfachen Echographen begnügen. Bei horizontal breiter Charakteristik ergibt sich die zu den Böschungslinien senkrechte Lotung automatisch unabhängig vom Kurs des Schiffes, so daß man zur fortlaufenden Registrierung auch für Vermessungszwecke von einer solchen Charakteristik ebenfalls Gebrauch machen kann. Gegebenenfalls kann die Basis auf korizontal breite und schmale Charakteristik umschaltbar sein.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Beispiel beschränkt, vielmehr sind noch andere Ausführungen und mancherlei Abänderungen möglich; insbesondere ist es möglich, statt mit bleibender mit auslöschbarer Schrift, z. B. auf einem endlosen Film mit Nachleuchtfarbe, zu schreiben. Auch kann gegebenenfalls auf die beidseitige Lotung verzichtet werden.

Der Basisträger kann auch als vom Schiff nachzuschleppender, in seiner Tiefe einstellbarer Schwimmkörper oder als über den Grund des Flusses oder sonstigen Gewässers nachzuschleppender Schlitten ausgebildet sein. Der Basisschlitten ist besonders geeignet zum Aufsuchen von auf dem Grunde liegenden Wrackteilen oder sonstigen Gegenständen sowie auch von über dem Grund stehenden Fischschwärmen, die sich bei Anleitung von schräg oben nicht oder schlecht von den Bodenechos abheben.

Bei der Vermessung kann auch ein beliebiger Kurs gefahren werden, nur ist es erforderlich, daß die Lage der Kurslinie genau bekannt ist und daß zu je#|r Lotung der Ort des Schiffes und die Lotrichtung aufgezeichnet wird. Die Lotrichtung muß nicht quer zum Schiff liegen, insbesondere kann auch mit einer Drehbasis und mit panoramaartiger Aufzeichnung gearbeitet werden, z. B. auch mit Einzelaufzeichnungen des Umkreises oder eines Sektors bei ruhendem Schiff. Zur Aufnahme mehrerer Niveaulinien kann die Tiefeneinstellung der Basis verändert oder mit mehreren Basen verschiedener Tiefeneinstellung gearbeitet werden. Die punktförmige Lotung ergibt bei fehlender Einstellung der Schreibrichtung nach der mit dem Kurs veränderlichen Lotrichtung keine unmittelbare Abbildung der Fahrrinne, vielmehr müssen die Aufzeichnungen an Hand der Kursregistrierungen nachträglich durch Umzeichnung zur Ableitung eines kartentreuen Bildes benutzt werden.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Strahleranordnung zur Echolotung mit Schallwellen, insbesondere zur Vermessung von Wasserstraßen, nach einem Verfahren, bei welchem auf beiden Seiten eines Schiffes getrennt gelotet wird und bei welchem Steuerbord- und Backbordechos miteinander verglichen werden, wobei für Vermessungszwecke ausschließlich in entgegengesetzten horizontalen oder wenig von der Horizontalen abweichenden Richtungen nach beiden Seiten gelotet wird, nach Patent 822 515, dadurch gekennzeichnet, daß zur Überprüfung der Tiefe und Breite von Wasserstraßen durch Aufnahme von Niveaulinien in bestimmter Tiefe unter dem Wasserspiegel die Strahler eine senkrecht orientierte Strahlfläche mit einer vertikalen und horizontalen Ausdehnung von mehr als zehn Wellenlängen besitzen und an einem höhenverstellbaren Träger in der Tiefe einer aufzunehmenden Niveaulinie unter dem Wasserspiegel angeordnet sind.

2. Strahleranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch geringe Schrägstellung der Strahlfläche zur Vertikalen die Hauptstrahlrichtung der Strahler von der Horizontalen so weit nach oben abweicht, daß die unteren Flanken der Richtcharakteristiken der Strahler etwa mit der Horizontalen zusammenfallen.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 510 043, 542 602, 419;

britische Patentschrift Nr. 489 671; USA.-Patenfschrift Nr. 2 326 880.

Walter Krzikalla, »Echolot mit neuem Anzeigeverfahren« in der Zeitschrift »Archiv der elektrischen Übertragung«, 1952, Heft 11, S. 473 bis 477.

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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