DE1036120B - Zur Verwendung im Wasser bestimmte Signalvorrichtung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine zur Verwendung im Wasser bestimmte Signalvorrichtung, bei der in einem mit einer Schallmembran versehenen geschlossenen Hohlzylinder die zum Betrieb notwendigen elektrischen Schaltungselemente und Spannungsquellen eingebaut sind.

Es ist bekannt, zum Aussenden oder Empfangen von Schallwellen unter Wasser als Hohlzylinder ausgebildete, zu Radialschwingungen anregbare magnetostriktive Wandler zu verwenden. Bei diesen Wandlern ist die Induktionsspule im Innern des Hohlzylinders angeordnet, so daß der Innenraum praktisch völlig ausgefüllt ist. Es ist ferner bekannt, bei piezoelektrischen Wasserschallempfängern sowohl das piezoelektrische Wandlerelement als auch eine als Vorverstärker dienende Elektronenröhre in einem zylindrischen Gehäuse anzuordnen, dessen eine Endplatte als Schallmembran dient.

Es ist auch eine Einrichtung zum Fernloten in Form eines Schwimmkörpers bekannt, in den die zur Lotung notwendigen Vorrichtungen eingebaut sind. Dabei ist ein durch Druckluft zu betätigender Schallsignalgeber unterhalb des Schwimmkörpers an diesem angeordnet.

Ferner sind schwimmfähige sogenannte Radiobojen bekannt, die zum Horchen eingerichtet sind und alle notwendigen elektrischen Schaltungselemente und Batterien im Innern eines hohlzylindrischen Behälters eingebaut enthalten; dabei dient die untere Abschlußplatte des Zylinders als Schallmembran. Es tritt hierbei, entsprechend dem Zweck dieser Bojen, keine Bevorzugung etwa des in einer horizontalen Ebene einfallenden Schalls ein.

Weiterhin ist ein zylindrischer Wandler aus polarisiertem dielektrischem Material mit piezoelektrischen Eigenschaften bekannt, dessen innere und äußere Mantelflächen mit Elektroden belegt sind. Bei diesem Wandler wird der Schall vermittels eines an einer der Stirnflächen angeordneten Ansatzes in axialer Richtung abgestrahlt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vollständige Vorrichtung zum Senden und/oder Empfangen von Wasserschallsignalen zu schaffen, die in der Lage ist, bevorzugt in einer horizontalen Ebene Schall aufzunehmen oder auszusenden. Vorrichtungen dieser Art sind bisher weder zum Senden noch zum Empfangen bekanntgeworden.

Erfindungsgemäß ist bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art der zylindrische Teil des Gehäuses unter Verwendung eines keramischen dielekirischen Materials wie Bariumtitanat als Schallmembran ausgebildet. Solche Vorrichtungen können Verwendung finden für Zwecke der Peilung, zur Markierung von Schiffahrtswegen, zur Aussendung von Zur Verwendung im Wasser
bestimmte Signalvorrichtung

Anmelder:

ELECTROACUSTIC Gesellschaft m.b.H., Kiel, Westring 425/429

Dr. phil. habil. Erhard Ahrens, Kiel,
ist als Erfinder genannt worden

Warnsignalen, zur akustischen Überwachung größerer Wassergebiete oder auch als Eich- oder Prüfsender für Wasserschall-Empfangsanlagen und in allen Fällen, wo selbständige Sende- und/oder Empfangseinheiten in großer Zahl in einem Wasserraum angeordnet werden sollen.

Der im Innern des keramischen Hohlkörpers befindliche elektronische Teil der Vorrichtung kann aus einem selbstgetasteten Impulsgenerator, der z. B. in an sich bekannter Weise als Sperrschwinger bzw. Tröpfelsender arbeitet, bestehen. Es kann jedoch auch ein fretndgetasteter Schwingungsgenerator zusammen mit einem Taktgeber, der auch zur Erzeugung einer bestimmten Kennung dienen kann, eingebaut sein.

Bei Verwendung als Empfangsvorrichtung ist der Empfangsverstärker in dem Hohlkörper untergebracht. Es ist auch möglich, sowohl Sende- und Empfangsvorrichtung im Innern des als Gehäuse dienenden Wandlerelements anzuordnen. Auf diese Weise läßt sich beispielsweise auch ein Relaissender herstellen, der nach Empfang eines Schallsignals der richtigen Frequenz eine Schallwelle aussendet; sowohl zum Empfangen als auch zum Senden dient dabei derselbe keramische Hohlkörper, der das Gehäuse der Vorrichtung bildet.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung erläutert, in welcher einige Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes beispielsweise dargestellt sind.

&09 58G/66

Fig. 1 und 2 zeigen Vorrichtungen mit zylindrischer Abstrahlfläche; in

Fig. 3 und 4 sind Schalter zur Einschaltung der Sende- bzw. Empfangsvorrichtung schematisch dargestellt.

Gemäß Fig. 1 besteht das im Längsschnitt gezeigte becherförmige Gehäuse 1 aus einer keramischen Masse wie Bariumtitanat; der zylindrische Teil ist innen mit einer Elektrode 2, außen mit einer Elektrode 3 belegt. Das Bodenstück 4 bildet hier mit dem Gehäuse 1 eine Einheit. Das obere Verschlußstück 5, welches die Anordnung wasserdicht abschließt, ist in das becherförmige Stück 1 unter Einfügung eines Dichtungsrings 6 eingeschraubt. Es kann aus Metall, Kunststoff oder Keramik, insbesondere auch aus der Masse des Gehäuses bestehen. Im Verschlußstück 5 ist eine Bohrung 7 zur Durchführung eines Kabels 8 vorgesehen. Dieses Kabel ist nötig, wenn beispielsweise vom Wandler empfangene Schallsignale an anderer Stelle angezeigt werden sollen. ao

In das Verschlußstück 5 sind zwei Haltebolzen 9 α und 9 b eingelassen, an denen die elektronischen Teile der Vorrichtung gehaltert sind. Diese bestehen aus einem Impulsgenerator 10, einem Empfangsverstärker 11 und einer Batterie 12. Diese Teile sind unter Zwischenlegung der Halteplatten 13, 14 und 15 übereinandergestapelt und werden durch die auf die Haltebolzen 9 α und 9 b aufgeschraubten Haltemuttern 16 und 17 gegen das Verschluß stück 5 festgelegt. Die Elektroden 2 und 3 sind durch nicht dargestellte Leitungen sowohl an den Impulsgenerator 10 als auch an den Empfangsverstärker 11 angeschlossen. Durch den in Fig. 1 dargestellten Aufbau wird erreicht, daß die zylindrische Wandung des becherförmigen Keramikgehäuses 1 radiale Schwingungen ausführen kann, ohne mit den im Innern angeordneten Teilen der elektronischen Apparatur in Berührung zu kommen. Um eine weitgehende mechanische Entkopplung gegenüber dem Bodenstück 4 und/oder dem Verschlußstück 5 zu erhalten, können in der zylindrischen Wandung des Gehäuses 1 ringförmige Nuten 18 und 19 vorgesehen sein.

Wenn dies erwünscht ist, kann bei geeigneter Formgebung nicht nur die Radialschwingung des zylindrischen Gehäusemantels zum Aussenden und zum Empfangen von Schallsignalen ausgenutzt werden, sondern bei Erregung des rohrförmigen Teiles als Longitudinalschwinger kann auch das Bodenstück 4 in Schwingung versetzt werden und dadurch als Schallmembran nutzbar gemacht werden. Dadurch wird es möglich, zwei verschiedene Frequenzen zu senden oder zu empfangen.

In Fig. 2 ist ein solcher zum Senden dienender Wandler dargestellt. Das zylindrische Gehäuse 20 bildet hier mit dem Bodenstück 21 und dem Verschlußstück einen Schwinger, der sowohl als Radialschwinger als auch als Längsschwinger betrieben werden kann; in diesem Falle wirkt das Gehäuse mit Bodenstück und Verschlußstück als Tonpilz. Im Innern des Gehäuses ist der Impulsgenerator 10, der an die innere Elektrode 23 und an die äußere Elektrode 24 angeschlossen ist, angeordnet. Ein Zuführungskabel ist in diesem Falle nicht nötig; es kann jedoch ein solches vorgesehen sein, wenn der Sender von einer entfernten Stelle aus getastet werden soll.

In Fig. 3 ist ein Schalter zur Einschaltung der Sende- und/oder Empfangsvorrichtung dargestellt, der z. B. im Bodenstück oder im Verschlußstück der Vorrichtung nach Fig. 1 angeordnet sein kann. In einer öffnung 32 der Gehäusewandung 31 ist hier eine Druckmembran 33 angeordnet; auf dieser befindet sich ein Stift 34, der an einen Federkontakt 35 eines in Ruhestellung geöffneten Kontakts anliegt. Der Schalter kann entweder durch mechanische Einwirkung. z. B. Einsetzen eines Druckstückes in die Gehäuseöffnung kurz vor Gebrauch der \'orrichtung geschlossen werden: die Membran kann auch so ausgebildet sein, daß sich der Schalter nach Einbringen der ganzen Vorrichtung in das Wasser bei Erreichen einer bestimmten Tiefe unter dem Einfluß des Wasserdrucks selbsttätig schließt.

In Fig. 4 ist ein Schalter dargestellt, der durch magnetische Einwirkung von außen durch das Gehäuse hindurch betätigt werden kann. Hinter der Membran, die in die Öffnung der Wandung 31 eingesetzt ist, befindet sich der Schalter mit dem Federkontakt 35. An diesem ist ein Stück 36 aus magnetischem Material angeordnet. Durch Anbringen oder Entfernen eines permanenten Magneten 37 läßt sich der Schalter in gewünschter Weise öffnen oder schließen.

Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. So kann z. B. auch die Batterie, welche zur Speisung des Sende- oder Empfangsgerätes dient, außerhalb des als Wandler wirkenden Gehäuses z. B. an einem Schwimmer angeordnet sein. Ebenso können zusätzlich zu den in den Figuren gezeigten elektronischen Geräten auch noch andere Schaltmittel oder elektronische Vorrichtungen in dem Gehäuse untergebracht sein.

Die Sende- und/oder Empfangsvorrichtungen nach der Erfindung können bei ihrer praktischen Verwendung an einem Schwimmer mittels der bereits vorhandenen Zuleitungskabel oder auch mittels eines besonderen Seils angehängt werden, wodurch sich ohne weiteres eine Einstellung auf eine bestimmte Tiefe erreichen läßt. Sollen die Vorrichtungen in einem Seegebiet stationär angeordnet werden, so können sie auch am Grunde des Seebodens verankert werden. Der Schwimmkörper kann auch so ausgebildet sein, daß er erst nach dem Auswerfen der Sende-Empfangs-Vorrichtung automatisch mit Gas gefüllt wird. Diese Ausführungsform ist vor allem dann zweckmäßig, wenn eine größere Anzahl von Sende- und/ oder Empfangsvorrichtungen von kleinen Schiffen oder vom Flugzeug aus in das Wasser eingebracht werden sollen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Zur Verwendung im Wasser bestimmte Signalvorrichtung, bei der in einem mit einer Schallmembran versehenen geschlossenen Hohlzylinder die zum Betrieb notwendigen elektrischen Schaltungselemente und Spannungsquellen eingebaut sind, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Teil des Gehäuses unter Verwendung eines keramischen dielektrischen Materials wie Bariumtitanat als Schallmembran ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlzylinder an beiden Enden durch Platten abgeschlossen ist, die aus demselben Material oder einem anderen Material wie Metall oder Kunststoff bestehen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse ein Schalter eingebaut ist, der entweder von Hand, vorzugsweise vor dem Einbringen ins Wasser, oder automatisch,

ζ. B. bei Erreichen einer bestimmten Wassertiefe, die Sende- und/oder Empfangsgeräte an die zugehörige Speisebatterie anzuschalten gestattet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter durch einen Magneten von außen betätigt werden kann.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Erzeu

gung und/oder Verstärkung der elektrischen 2 568 712.

Schwingungen dienenden Geräte mit Transistoren bestückt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 345 003, 463 043, 084;

österreichische Patentschrift Nr. 65 744; USA.-Patentschriften Nr. 2 488 713, 1576 155,

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen