DE1037328B

DE1037328B - Einrichtung zur Echolotung, insbesondere im Wasser

Info

Publication number: DE1037328B
Application number: DEF12550A
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Siegfried Fahrentholz
Original assignee: PHIL SIEGFRIED FAHRENTHOLZ DR
Current assignee: PHIL SIEGFRIED FAHRENTHOLZ DR
Priority date: 1953-08-07
Filing date: 1953-08-07
Publication date: 1958-08-21

Description

Einrichtung zur Echolotung, insbesondere im Wasser Es ist bereits ein Echolot insbesondere für die Lotung mit Unterwasserschall bekannt, bei dem ein magnetostriktiver Schallgeber durch ein Wechselfeld derart stark erregt wird, daß außer der Grundwelle auch ein erheblicher Anteil von Oberwellen entsteht.
Mit einem solchen Schwinger kann also gleichzeitig mit mehreren Frequenzen gelotet werden. Wie Versuche gezeigt haben, hat die Lotung mit mehreren Frequenzen den Vorteil der besseren Erfassung unterschiedlicher Lotobjekte. So spricht z. B der Meeresboden im allgemeinen auf tiefere Frequenzen in der Größenordnung von 10 bis 20 kHz besser an als auf hohe Frequenzen, während umgekehrt kleine Lotobjekte, insbesondere Fischschwärme, bei höheren Frequenzen im Bereich von 50 bis 80 kHz ein stärkeres Echo ergeben. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß bei der bekamiten Anordnung diese Erfahrungstatsache nur unvollkommen ausgenutzt wird. Insbesondere ist bei mehrwelligen magnetostriktiven Schwingern die Richtcharakteristik für die Oberwelle sehr viel schärfer als für die Grundwelle.
Auch kann das lntensitätsverhältnis von Oberwelle zu Grundwelle nicht beliebig gewählt werden. da in jedem Falle die Grundwelle dominiert. Die Erfindung vermeidet diese Nachteile.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Ecllolotung, insbesondere im Wasser, bei der mit jedem Sendeimpuls wenigstens zwei verschiedene Frequenzen gleichzeitig ausgestrahlt werden, die so weit auseinander liegen, daß sie der Natur der verschiedenell Lotobjekte optimal angepaßt sind, indem z. B. die eine besonders für die Kodenerkennung und die andere für die Feststellung von Fischschwärmen geeignet ist, und bei der die reflektierten Impulse dem gleidien Anzeigeorgan zugeführt werden. Diese Einrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß für jede Frequenz ein besonderer abgestimmter, magnetostriktiver Schallgeber verwendet wird und die Richtcharakteristiken für sämtliche Schallgeber gleich sind.
Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung liegen also alle Lotobjekte für die verschiedenen Frequenzen im gleichen Schallkegel, so daß alle Objekte von allen Frequenzen erfaßt werden. Ferner gestattet die Erfindung eine beliebige, insbesondere optimale Wahl des Intensitätsverhältnisses der hohen zur tiefen Lotfrequenz. Eine Einrichtung nach der Erfindung ist z. B. mit zwei magnetostriktiven abgestimmten Sender-Empfäntger-Paaren ausgerüstet, die im Augenblick des Nulldurchganges des Anzeigegerätes gleichzeitig durch eine Kondensatorentladung oder durch eine Hochfrequenzschwingung erregt werden. Die Empfangsseite der Einrichtung besteht außer den beiden Empfangsschwingern aus zwei Verstärkern oder einem komliinierten Verstärker in Geradeaus- oder Überlagerungsschaltung und dem Anzeigeorgan für Sichtanzeige und/oder Registrierung, auf das die beiden Echos direkt oder über eine Frequenzweiche gegeben werden. AnStelle von abgestimmten magnetostriktiven Empfangsschwingern kann auch ein einziger breithandiger Empfangswandler verwendet werden, der gleichzeitig tiefe und hohe Frequenzen mit genügend hohem Wirkungsgrad umwandelt. Die Einrichtung kann auch mit einem Schalter ausgerüstet werden, mit dem wahlweise die tiefe Frequenz oder die hohe Frequenz oder beide gleichzeitig benutzt werden können. Als tiefe Frequenzen kommen insbesondere solche in der Größenordnung von 10 bis 15 kHz und als hohe Frequenzen solche im Bereich von 50 bis 80 kHz in Frage. Für Sonderzwecke ist es unter Umständen zweckmäßig. noch eine dritte Frequenz im mittleren Bereich zu verwenden. Eine besonders klare und naturgetreue Abbildung sowohl des Meeresgrundes als auch von Fischansammlungen erhält man mit Hilfe eines schreibenden Echolotes unter Verwendung von Schallgebern in den genannten Frequenzbereichen, welche die gleiche Richtwirkung von etwa 150 besitzen.
Es wurde früher schon einmal vorgeschlagen, für eine Horizontallotung zwei verschiedene Frequenzen von 10 und 15 kHz gleichzeitig zu verwenden, um auf diese Weise, insbesondere bei flachem Wasser, Interferenzminima zu vermeiden, die in bestimmten Abständen vom Lotziel den Echoempfang unmöglich machten. Bei diesem Vorschlag wurde jedoch nicht die unterschiedliche Ansprechempfindlichkeit der Lotobjekte auf unterschiedliche Frequenzen ausgenutzt, da die beiden Frequenzen zu sehr benachbart sind. Die Verwendung verschiedener Frequenzen ist auch bei einer Einrichtung zur künstlichen Erhöhung der Lotfolge bekannt. Der Lotfolge ist bekanntlich dadurch eine natürliche Grenze gesetzt, daß das Echo auch bei der größten in Frage kommenden Lotentfernung vor Aussendung des nächsten Sendeimpulses im Empfänger angekommen sein muß. Die Lotfolge kann nun dadurch künstlich erhöht werden, daß zwischen zwei Sendeimpulse ein weiterer Sendeimpuls eingeschoben wird und die beiden Impulsserien mit unterschiedlicher Ultraschallfrequenz ausgestrahlt werden und von entsprechend unterschiedlich abgestimmten Empfangsschwingern aufgenommen werden. Bei diesem Verfahren handelt es sich also nicht um die gleichzeitige Abstrahlung von zwei verschiedenen Frequenzen, sondern um eine abwechselnde Abstrahlung, bei welcher die Ausnutzung der unterschiedlichen Ansprechempfindlichkeit der Lotobjekte auf unterschiedliche Frequenzen keine Rolle spielt.
PATEXTAXSI'H1CIIE: 1. Einrichtung zur Echolotung, insbesondere im Wasser, bei der mit jedem Sendeimpuls wenigstens zwei verschiedene Frequenzen gleichzeitig ausgestrahlt werden, die so weit auseinander liegen, daß sie der Natur der verschiedenen Lotobjekte optimal angepaßt sind, indem z. B. die eine besonders für die Bodenerkennung und die andere für die Feststellung von Fischschwärmen geeignet ist, und bei der die reflektierten Impulse dem gleichen Anzeigeorgan zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Frequenz ein hesonderer abgestimmter, magnetostriktiver Schallgeber verwendet wird und die Schallgeber alle die gleiche Richtcharakteristik aufweisen.

Claims

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch wenigstens zwei in der Frequenz weit auseinander liegende Schallgeber, die sich in bezug auf die Reflexionseigenschaften der anzulotenden Objekte ergänzen, indem z. B. die tiefere Frequenz in dem Gebiet von 10 bis 15 kHz und die höhere in dem Gebiet von 50 bis 80 kHz liegt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Schallempfänger abgestimmte, magnetostriktive Wandler verwendet werden.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Schallempfänger ein einziger breitbandiger Wandler verwendet wird.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangseinrichtuiig mehrere Verstärker oder einen Verstärker für mehrere Einzelabstimmungen oder einen Überlagerungsverstärker mit mehreren Eingangsstufen und Oszillatoren enthält.

6. Einrichtung nach Anspruch 2. gekennzeichnet durch einen Wahlschalter, der das Loten nach Belieben mit der tiefen oder der hohen Frequenz oder mit beiden gleichzeitig gestattet.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 671 644, 767 247, 901 000, 944 599.