DE1062584B - Verfahren zur Pruefung der Reichweite des Schalles im Wasser - Google Patents

Description

• Verfahren zur Prüfung der Reichweite des Schalles im Wasser Es ist in der akustischen Echolotung bekannt, daß das Wasser schalldämpfende und schallbeugende Eigenschaften besitzt, welche Schwankungen unterworfen sind. Diese Schwankungen sind besonders groß bei Anwendung hoher Frequenzen, weniger groß, aber immer noch stark störend bei Frequenzen von etwa 15 kHz. So kann man mit Horizontalloten bei gleichen Sendeleistungen in einigen Tagen der kalten Jahreszeit extrem große Reichweiten von 5 bis 8 km erzielen, während an anderen Tagen nur solche von wenigen hundert Metern möglich sind. Für den Kapitän eines Schiffes ist es aber wichtig zu wissen, wie groß die Reichweite des Schalles jeweils ist, damit er einerseits beurteilen kann, ob er von anderen Fahrzeugen angelotet werden kann bzw. ob er selbst imstande ist, entferntere Lotziele zu erreichen.
• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung der Reichweite des Schalles im Wasser unter Verwendung eines vom Schiff an einer Leine abgelassenen und mit dem Echolot angeloteten Reflektors definierter Entfernung, das sich dadurch auszeichnet daß der kurz unter der Wasseroberfläche schwebend gehaltene Reflektor mit dem Horizontallot angelotet und die Amplitude des Empfangsimpulses festgestellt wird, daß sodann die Entfernung zum Reflektor um einen festgelegten Betrag geändert wird und die zur Erzielung derselben Amplitude des Empfangsimpulses wie bei der ersten Lotung notwendige Anderung der Verstärkung des Empfangsverstärkers als Maß für die Reichweite dient.
• Es ist bereits ein Verfahren zur Bestimmung der Reichweite des Schalles bekannt, bei dem ein im Schiff eingebauter Sender Dauerschall zu einem davon entfernten, ebenfalls im Schiff eingebauten Empfänger sendet. Die Empfangsenergie wird dann einem Meßinstrument zugeführt, dessen Ausschlag als Maß für die Schalleitfähigkeit des Wassers bzw. die erzielbare Reichweite dient. Dieses Verfahren ist jedoch eine Absolutmessung und setzt einwandfreie Konstanz der Sendeeinrichtung und der Empfangsverstärliung voraus. Irgendwelche Änderungen in den nicht akustischen Teilen der Anlage, wie sie durch Alterung von elektrischen Bauelementen, Röhren usw. auf die Dauer unvermeidlich sind, wirken sich stets als Meßfehler aus. Bei einem weiteren bekannten Verfahren wird vom Schiff ein Sender abgeworfen, der nach einer gewissen Verzögerungszeit, während welcher das Schiff seine Fahrt fortsetzt, einen Schallimpuls aussendet. Die Intensität, mit der dieser Impuls am Schiff ankommt, wird gemessen und dient als Maß für die Schallausbreitung. Auch diese Messung ist eine Absolutmessung und setzt voraus, daß die Schallquelle eine bekannte und konstante Schallamplitude aussendet sowie daß die elektrischen Teile der Emp- fangsanlage keinen Änderungen unterliegen. Als weiterer Unsicherheitsfaktor kommt bei diesem Verfahren noch die nicht einwandfrei zu bestimmende Entfernung des Schiffes von der Schallquelle hinzu.
• Die Verwendung eines an einer Leine abgelassenen und nach unten sinkenden Reflektors ist an sich bekannt, und zwar dient dieser Reflektor dazu, die normalen echographischen Aufzeichnungen des Bodenechos zu kontrollieren, indem der Impuls von dem Reflektor mit aufgezeichnet wird, so daß seine Aufzeichnung einen Maßstab für die Auswertung des Bodenechos gibt, da seine Entfernung bekannt ist.
• Etwaige Fehler bei der Aufzeichnung des Bodenechos, welche durch eine Minderung der Geschwindigkeit des Schalles im Wasser bewirkt werden, können auf diese Weise eleminiert werden.
• Um für das erfindungsgemäße Verfahren den Reflektor vom Schiff bequem ablassen zu können, ist das Schiff vorn oder achtern mit einer Seilwinde ausgerüstet, iiber welche der Reflektor, z. B. eine Kugel von 50 cm Durchmesser, ablaufen kann. Die Seillänge möge z. B. 200 m betragen. Mit der unter dem Schiff ausfahrbaren oder vorn am Bug fest eingebauten Horizontallotanlage wird nun die Kugel angelotet. Auf dem Sichtgerät des Lotempfängers, beispielsweise einer Kathodenstrahlröhre, erscheint dann der reflektierte Impuls mit einer bestimmten Amplitude, die noch durch Änderung der Verstärkung mit einer bestimmten Marke auf den Schirm der Braunschen Röhre zur Deckung gebracht werden kann. Mit der von Hand oder elektrisch betriebenen Seilwinde wird sodann die Kugel, die vorher auf 200 m Länge ausgelaufen war, auf 100 m herangeholt; Der reflektierte Impuls nimmt dadurch an Stärke zu. Der Verstärkungsregler wird nun so weit zurückgedreht, bis sich wieder die früher eingestellte kleinere Amplitude ergibt. Der Winkel, um den der mit einer Skala versehene - Aiterstärkungsregler däbei zurückgedreht worden ist, stellt nunmehr ein Maß für die Güte des Lotwetters dar. Bei schlechtem Lotwetter muß die Verstärkung um einen großen Betrag zurückgeregelt werden, während dieser Betrag bei gutem Lotwetter nur sehr klein ist.
• Selbstverständlich kann man auch umgekehrt vorgehen und zunächst den Lotimpuls bei der Entfernung 100m einstellen und -sodann die Kugel um weitere 100 m auslaufen lassen. In diesem Falle muß natürlich die Verstärkung bei 200 m Reflektorabstand erhöht werden, um auf die erste Empfangsamplitude zu gelangen.
• Damit die Lotung nicht durch das Schraubenwasser gestört wird, kann das Schiff bei Durchführung der Messung auf Rückwärtsfahrt geben, so daß zwischen dem Bug des Schiffes und der mitgeschleppten Kugel eine ungestörte Zone liegt. Dieses verhältnismäßig umständliche Manöver kann jedoch vermieden wer-- den, wenn das Schiff statt dessen bei Vorwärtsfahrt einen verhältnismäßig engen Bogen beschreibt, so daß sich die Kugel querab vom Schiff hält, wobei die Horizontalloteinrichtung ebenfalls seitlich am Schiff angeordnet sein kann. Die Kugel wird zweckrnäßig als metallische Hohlkugel ausgebildet, die etwas schwerer ist als das von ihr verdrängte Wasser, so daß sie nicht mehr schwimmfähig ist. Durch die Fahrt des Schiffes wird sie, wenn das Gewicht richtig abgestimmt ist, bei straff gespanntem Seil so gehalten, daß sie etwa 5 m unterhalb der Wasseroberfläche steht. Diese Höhe kann noch genauer eingehalten werden, wenn die Kugel an eine auf dem Wasser schwimmende Hilfsboje mit einem 5 m langen Seil aufgehängt wird.
• Anstatt die Amplitude des Empfangsimpulses mit Hilfe eines Organs einzuregeln, welches auf die Verstärkung des Empfangsverstärkers einwirkt, kann auch die Leistung des Impulsgenerators regelbar sein.
• Ferner ist es möglich, bei konstanter Sendeleistung einen Empfangsverstärker zu verwenden, der sich selbsttätig auf konstante Empfangsamplitude einregelt, ähnlich wie dies z. B. bei Rundfunkempfängern für den Schwundausgleich iiblich ist. Sieht man nun in einem solchen Verstärker ein Instrument vor, welches den Regelzustand des Empfängers anzeigt und beispielsweise im Anodenkreis einer geregelten Röhre liegt so kann der Ausschlag dieses Instrumentes als Maß für das Lotwetter dienen. An Stelle eines Zeigerinstrumentes können natürlich auch andere Einrichtungen, beispielsweise ein magisches Auge oder eine in der Länge veränderliche Leuchtsäule Anwendung finden.
• Schließlich kann der Sender anstatt an Bord des Schiffes in der Kugel untergebracht sein, wobei dann allerdings die Absorption nur auf einem Wege gemessen wird, während bei der Reflexionsmethode die Meßstrecke zweimal durchlaufen wird und das Meßergebnis entsprechend genauer ist.
• PATE:NTANSPItCCEIE: 1. Verfahren zur Prüfung der Reichweite des Schalies im Wasser, unter Verwendung eines vom Schiff an einer Leine abgelassenen und mit dem Echolot angeloteten Reflektors definierter Entfernung mit einem die Schallintensität messenden Instrument auf der Empfangsseite einer Echolot- anlage, dadurch gekennzeichnet, daß der im Wasser schwebend gehaltene Reflektor mit dem Horizontallot angelotet wird und die Amplitude des Empfangsimpulses am Meßinstrument festgestellt wird, daß sodann die Entfernung zum Reflektor um einen--festgelegten Faktor geändert wird und die zur Erzielung derselben Amplitude des Empfangsimpulses wie bei der ersten Lotung notwendige Änderung der Verstärkung des Empfangsverstärkers als Maß für die Reichweite dient.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein an einer Leine befestigter Reflektor vom Schiff abgelassen, die Amplitude des reflektierten Impulses durch Einstellung der Empfangsverstärkung auf eine bestimmte Höhe eingeregelt und die Leine sodann auf die halbe Länge eingeholt wird und daß der Empfangsimpuls durch Zurückdrehen der Verstärkung des Empfängers auf die bei dem ersten Reflektorabstand eingestellte Amplitude eingeregelt wird, so daß die Änderung der Verstärkung ein Maß für das Lotwetter ist.

   3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenfolge der Schritte umgekehrt ist, derart, daß die Amplitude des Empfangsimpulses zunächst bei der kürzeren Entfernung des Reflektors auf eine bestimmte Marke eingestellt und nach Verdopplung der Reflektorentfernung die Verstärkung bis zur Erreichung dieser Marke erhöht wird und daß die hierzu notwendige Verstellung des Verstärkungsreglers ein Maß für das Lotwetter ist.

   4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß statt der Verstärkung des Empfangsverstärkers die Leistung des Senders geregelt wird.

   5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung des Empfangsverstärkers selbsttätig auf konstante Empfangsamplitude geregelt und der Regelzustand des Empfangsverstärkers durch ein Meßinstrument, ein magisches Auge od. dgl. angezeigt wird und diese Anzeige ein Maß für das Lotwetter ist.

   6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schiff bei Durchführung der Messung einen Bogen beschreibt, derart, daß sich der Reflektor seitab vom Schiff befindet und das Schraubenwasser die Lotung nicht stört.

   7. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Reflektor eine metallische Hohlkugel dient, die von einer Hilfsboje getragen wird oder in ihrem Gewicht so abgestimmt ist, daß sie sich unter dem Einfluß der Fahrt des Schiffes bei gestraffter Leine etwa in einer Höhe von 5 m unter dem Wasserspiegel hält.

   8. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Braunsche Röhre zur Sichtbarmachung des reflektierten Impulses, eine Marke auf dem Schirm dieser Röhre und einen mit einer Skala versehenen Verstärkungsregler zur Einstellung der Amplitude des reflektierten Impulses auf diese Marke In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 748 613, 916 509, 934019.