DE1075020B

DE1075020B - Echolotgera fur Unterwasserschall

Info

Publication number: DE1075020B
Application number: DENDAT1075020D
Authority: DE
Inventors: Bolzmann Kiel Hans
Original assignee: ELECTROACUSTIC Gesellschaf mit beschrankter Haftung, Kiel
Priority date: 1958-02-27
Publication date: 1960-02-04
Also published as: GB900001A; US3013246A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Echolotgerät für Unterwasserschall, bestehend aus einem Sender, einem Empfänger und einem Registriergerät, insbesondere zur Registrierung von Reflektoren, beispielsweise Fischen, dicht über dem Meeresboden.

Bei Echolotgeräten mit einem Echoschreiber als Anzeigeorgan werden die Echosignale auf elektrisch empfindlichem Papier durch ein Schreiborgan, das periodisch, synchron mit der Lotimpulsaussendung mit gleichförmiger Geschwindigkeit senkrecht zur Transportrichtung des Aufzeichnungsträgers bewegt wird, registriert. Dabei wird zuerst die Aussendung des Lotimpulses registriert, und danach werden die Echoimpulse von den verschiedenen im Wasser schwimmenden Reflektoren und das Bodenecho aufgezeichnet. Bei der Beobachtung von schwach reflektierenden Objekten, beispielsweise von Fischen, die dicht über dem sehr stark reflektierenden Meeresboden schwimmen, treten Schwierigkeiten in der Identifizierung der Aufzeichnungen auf, die dadurch bedingt sind, daß dem gesamten Schwärzungsbereich des Registrierpapiers nur ein verhältnismäßig kleiner Bereich der empfangenen Spannung entspricht. Stellt man die Verstärkung so ein, daß das Echo vom Meeresboden gerade eben mit maximaler Schwärzung registriert wird, so werden die schwächeren Echos von Fischen zwar grau aufgezeichnet. Man muß jedoch dabei in Kauf nehmen, daß nicht alle Fische angezeigt werden. Wird die Verstärkung so groß gewählt, daß auch die schwächsten Fischechos angezeigt werden, so werden die. stärkeren Fischechos bereits tiefschwarz geschrieben und sind somit nicht mehr von der Aufzeichnung des Bodenechos zu unterscheiden. Um diese Schwierigkeiten bei der Identifizierung der Aufzeichnungen von Fischechos aus der Nähe des Meeresbodens zu beseitigen, sind bereits einige Verfahren und Geräte bekannt.

Ein bekanntes Verfahren besteht darin, daß die Empfangsverstärkung nach einem Zeitprogramm geregelt wird, dessen Periode von derjenigen der Impulsfolge abweicht, so daß sich für gleiche Phasen aufeinanderfolgender Perioden der Lotimpulsfolge verschiedene .Verstärkungsgrade ergeben. Dadurch wird erreicht, daß sich die Anzeige der Fischechos von der der Bodenechos abhebt. Es werden jedoch wegen der wechselnden Empfangsverstärkung nicht in jeder Lotperiode alle Fische angezeigt. Eine ähnliche Wirkung mit den gleichen Nachteilen wird durch die periodische Variation der Sendeimpulsintensität erzielt. Bei einem anderen Verfahren wird der Nullpunkt der Echoaufzeichnung automatisch durch Verschiebung des Registrierstreifens quer zur Papiertransportrichtung stets derart verschoben, daß die Aufzeichnung der Bodenechos stets als gerade Echolotgerät für Unterwasserschall

Anmelder:

ELECTROACUSTIC

Gesellschaft mit beschränkter Haftung,

Kiel, Westring 425-429

Hans Bolzmann, Kiel,
ist als Erfinder genannt worden

horizontale Linie erscheint und nur die Aufzeichnung von schwächeren Reflektoren, z. B. Fischen, in Bodennähe von der Geraden abweicht. In diesem Falle werden in jeder Lotperiode alle Fischechos registriert. Der Verlauf des Meeresbodens wird dabei jedoch nicht angezeigt, und die Ablesung der Tiefe des angeloteten Fischschwarmes die für die optimale Einstellung des Fanggerätes sehr wichtig ist, wird durch dieses Aufzeichnungsverfahren sehr erschwert. Außerdem ist die elektromechanische Nullpunktverschiebung verhältnismäßig träge. Ein weiteres bekanntes Gerät trennt die empfangenen, ■ verstärkten Echosignale derart, daß in einem Kanal durch einen Begrenzer alle Amplituden, die einen - bestimmten Wert überschreiten, abgeschnitten werden, während den zweiten Kanal nur Signale mit Amplituden, die diesen Wert überschreiten, passieren können. Die Signale werden entweder in getrennten Verstärkern oder in einem gemeinsamen nichtlinearen Verstärker derart verstärkt, daß die Signale des ersten Kanals grau und die des zweiten Kanals tiefschwarz aufgezeichnet werden. Das bedeutet, daß das Bodenecho schwarz und die Echos der dicht darüberstehenden Fische grau aufgezeichnet werden. Auch bei diesem sehr aufwendigen Gerät werden gerade die Reflektoren, die den Fischer interessieren; schwach registriert, während der Meeresboden sehr intensiv geschrieben wird.

Erfindungsgemäß wird auf sehr einfache Weise eine Aufzeichnung erreicht, die eine Indentifizierung von dicht über dem Meeresboden befindlichen Reflektoren ermöglicht, obwohl auch deren Echos intensiv aufgezeichnet werden, indem eine zwischen den Empfangsverstärker und das Schreiborgan des Registriergerätes geschaltete Elektronenröhre durch eine Sperrvorrichtung, die durch Echosignale ausgelöst wird,

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deren Amplituden einen bestimmten einstellbaren Wert überschreiten, für diese Echosignale, beispielsweise Bodenechos, gesperrt wird, wobei diese Sperrvorrichtung periodisch ein- und ausgeschaltet wird, so daß der Meeresboden als gerasterter Streifen aufgezeichnet wird, hingegen über dem Meeresboden befindliche Reflektoren, z. B. Fische, ungerastert abgebildet werden.

Durch diese Maßnahme erscheint der Meeresboden als gerasterter Streifen, da die von dort eintreffenden Echosignale nicht in jeder Lotperiode aufgezeichnet werden wie die Echos von schwächer reflektierenden Gegenständen. Es erscheinen also beispielsweise Fischschwärme in Bodennähe tief schwarz geschrieben über einer vorzugsweise senkrecht zur Papiertransportr.ichtung gestreiften Meeresbodenechoanzeige. Bei dieser Aufzeichnung sind die Aufzeichnungen der Fischechos und des Bodenechos sehr leicht zu unterscheiden, die hauptsächlich interessierenden Fischechos werden sehr intensiv geschrieben, und der Verlauf des Meeresbodens ist einwandfrei abzulesen.

Das Programm für die Rasterung der Bodenechoanzeige kann entweder so gewählt werden, daß die dem Schreiborgan vorgeschaltete Röhre für gleich viele aufeinanderfolgende Lotperioden für Bodenechoimpulse abwechselnd geöffnet und gesperrt ist. Es kann aber auch so gewählt werden, daß sie für eine verschieden große Anzahl von aufeinanderfolgenden Lotperioden abwechselnd gesperrt und geöffnet ist. Die Sperreinrichtung wird entweder mechanisch, beispielsweise durch eine Nockenscheibe, die nach jeder Lotperiode ein Stück gedreht wird, oder durch einen elektronischen Schalter, der z. B. mit einer elektronischen Zählvorrichtung gekoppelt ist, nach einem einstellbaren Programm periodisch ein- und ausgeschaltet. In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Sperrdauer innerhalb der Lotperioden derart einstellbar, daß der gerasterte Streifen der Bodenechoanzeige in gewünschter Breite aufgezeichnet werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, im Bedarfsfalle zusätzlich Rückschlüsse aus der Bodenechoaufzeichnung auf die Bechaffenheit des Meeresbodens zu ziehen.

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Echogramm eines gewöhnlichen Echolotgerätes ;

Fig. 2 zeigt Echogramme eines erfindungsgemäß ausgebildeten Echolotgerätes ;

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.

In den Fig. 1 und 2 ist 1 die Aufzeichnung des Sendeimpulses (»Nullschall«), 2 sind die Aufzeichnungen von Fischechos, und 3 sind die Aufzeichnungen der Echos von dicht über dem Meeresboden schwimmenden Fischen, die in Fig. 1 von der Bodenechoaufzeichnung 4 nicht zu trennen sind, während sie in den Fig. 2 a und 2 b deutlich von der gerasterten Bodenechoaufzeichnung 4 zu unterscheiden sind, ohne daß die Beobachtung des Verlaufes des Meeresbodens beeinträchtigt wird. Die Fig. 2 a und 2 b unterscheiden sich lediglich durch ein verschiedenes Verhältnis der Sperrzeiten zu den Öffnungszeiten.

Fig. 3 zeigt ein Beispiel für die Schaltung zur Rasterung der Bodenechoaufzeichnung. Der in dem Empfangsverstärker verstärkte Echoimpuls 5 gelangt über den Koppelkondensator 6 auf das Steuergitter der Röhre 7 und von dieser Röhre über den Transformator 8 an das Schreiborgan 9, das ihn auf dem Registrierpapier 10 aufzeichnet. Der Echoimpuls 5 gelangt außerdem über den Koppelkondensator 13 auf das Steuergitter eines Stromtores 14, dessen Vorspannung durch den Widerstand 15 so einstellbar ist, daß das Stromtor 14 durch Echoimpulse, deren Amplituden einen bestimmten Wert U₂ überschreiten, beispielsweise Bodenechoimpulse, gezündet wird und somit der Kondensator 16, der über die Widerstände 17 und 18 aufgeladen worden ist, über den Widerstand 17 entladen wird. Der dadurch an der Anode des Strom tores entstehende negative Impuls 22 wird über den Kondensator 20 und die Diode 21, die den durch die Rückflanke des Impulses 22 hinter dem Kondensator 20 entstehenden positiven Impuls nicht durchläßt, dem Steuergitter der Röhre 7 zugeleitet, die dadurch gesperrt wird, bis sich die normale Gittervorspannung über die Widerstände 17 und 18 wieder eingestellt hat. Die Sperrdauer innerhalb der Lotperiode kann durch Variation des Widerstandes 18 und/oder der Kapazität 16 beliebig eingestellt werden. Diese Sperrung tritt nur ein, wenn der Schalter 12, der durch die nach jeder Lotperiode, beispielsweise mit dem Papiervorschub, ein Stück gedrehte Nockenscheibe 11 periodisch geschlossen und geöffnet wird, geschlossen ist. Ist der Schalter 12 geöffnet, so ist das zweite Gitter des Stromtores so hoch negativ vorgespannt, daß das Stromtor nicht gezündet werden kann.

In einer anderen Ausführung der Erfindung unterbricht der Schalter 12 periodisch die Anodenspannung des Stromtores 14.

Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß die Bodenechoanzeige periodisch erfolgt, während die Echos schwächerer Reflektoren oberhalb des Meeresbodens, beispielsweise Fische, in jeder Lotperiode aufgezeichnet werden.

Durch Abschalten der Anodenspannung des Stromtores 14 mit einem von Hand aus zu betätigenden Schalter 19 ist es möglich, die Bodenechoaufzeichnung ohne Rasterung vorzunehmen, so daß das Echolotgerät in üblicher Weise arbeitet.

Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt. Es kann beispielsweise der durch eine rotierende Nockenscheibe betätigte mechanische Kontakt durch einen elektronischen Schalter ersetzt werden, der mit einer elektronischen Lotimpulszählvorrichtung gekoppelt ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Echolotgerät für Unterwasserschall, bestehend aus einem Sender, einem Empfänger und einem Registriergerät, insbesondere für die Fischerei, dadurch gekennzeichnet, daß eine zwischen den Empfangsverstärker und das Schreiborgan des Registriergerätes geschaltete Elektronenröhre durch eine Sperrvorrichtung, die durch Echosignale ausgelöst wird, deren Amplituden einen bestimmten einstellbaren Wert überschreiten, für diese Echosignale, beispielsweise Bodenechos, gesperrt wird, wobei diese Sperrvorrichtung periodisch ein- und ausgeschaltet wird, so daß der Meeresboden als gerasterter Streifen aufgezeichnet wird, hingegen über dem Meeresboden befindliche Reflektoren, z. B. Fische, ungerastert abgebildet werden.

2. Echolotgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrvorrichtung für eine gleichgroße Anzahl von aufeinanderfolgenden Lotperioden abwechselnd ein bzw. ausgeschaltet ist.

χ υ ι υ \j

3. Echolotgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrvorrichtung für eine verschieden große Anzahl von Lotperioden abwechselnd ein- bzw. ausgeschaltet ist.

4. Echolotgerät nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperreinrichtung mechanisch, beispielsweise durch einen Schalter, der durch eine Nockenscheibe, die nach jeder Lotperiode ein Stück gedreht wird, nach einem einstellbaren Programm ein- und ausgeschaltet wird.

5. Echolotgerät nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrvorrichtung durch einen elektronischen Schalter, der mit einer elektronischen Lotimpulszählvorrichtung gekoppelt ist, nach einem einstellbaren Programm einbind ausgeschaltet wird.

6. Echolotgerät nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrvorrichtung aus einem Stromtor (14) mit einer regelbaren Gittervorspannung besteht, das mit einem Zeitkreis (16, 17, 18) gekoppelt ist, und daß durch den bei der Zündung des Stromtores entstehenden negativen Impuls eine zwischen den Empfangsverstärker und das Schreiborgan des Registriergerätes geschaltete Elektronenröhre (7) gesperrt ist.

7. Echolotgerät nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrdauer innerhalb der Lotperiode regelbar ist.

8. Echolotgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenscheibe (11) zum Steuern der Sperrvorrichtung durch Zahnräder mit dem Registriervorschub gekoppelt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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