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Echolotgerät Die Erfindung lztrifft ein Echolotgerät unter Verwendung
von an verschiedenen Stellen des eingetauchten Schiffskörpers angeordneten Wandlern,
die vorzugsweise in dessen Längsrichtung verteilt sind, und ein Anzeigegerät, das
die von den einzelnen Wandlern ermittelten Reflektorabstände gemeinsam zur Anzeige
bringt. Mit diesem Echolotgerät soll eine laufende Beobachtung der unter dem Kiel
und Bug eines Schiffes vorhandenen Wassertiefe ermöglicht werden. Dies ist vor allen
Dingen wichtig bei langen Schiffen, die in Kanälen mit sehr unterschiedlichen Wassertiefen
verkehren, da eine beispielsweise nur mittschiffs gemessene Wassertiefe keine sichere
Beurteilung über die Wassertiefe am Bug oder Heck des Schiffes zuläßt.
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Es sind nun bereits Echolotgeräte bekannt, mit denen auf beiden Seiten
des Schiffes getrennt gelotet wird und die Backbürd- und Steuerbordechos verglichen
werden. Bei diesen Echolotgeräten werden die Lotungen der Backbord- und Steuerbordseite
zweckmäßig nacheinander ausgeführt, um gegenseitige Störungen auszuschließen. Es
sind aus diesem Grunde l>ei diesen Geräten getrennte elektroakustische Wandler
für die Backbord- und die Steuerbordlotung vorgesehen.
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Es ist ferner bekannt, mehrere Gruppen von Sendern bzw. Empfängern,
mit denen Richtungsbestimmungen vorgenommen werden können, an verschiedenen Stellen
in der Längsrichtung eines Schiffes anzuordnen.
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Weiterhin ist bekalmt, eine Anzeigestelle an verschiedene Meßstellen
anzulegen und eine Schaltungsanordnung zur zeitlich und räumlich gestaffelten Aufzeichnung
nahezu gleichzeitig an verschiedenen Empfängern eintreffender Lotsignale in Form
einer entsprechenden Zahl von nebeneinander verlaufenden Echolotkurven mit Nullpunktverschiebung
auf einem gemeinsamen Schreibstreifen und - einem umlaufenden Schreibglied.
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Ferner ist als bekannt anzusehen eine Vorrichtung zur Anzeige reflektierender
Objekte nach der Echomethode mit wahlweiser Anzeige von Entfernung und von Echoform
auf dem Schirm eines gemeinsamen Kathodenstrahlrohres unter Verwendung zweier Zeitablenkungen
unterschiedlicher Geschwindigkeit, wobei zur Beobachtung der Echoform eine Strahlablenkung
mit erhöhter Geschwindigkeit längs einer geraden Linie, insbesondere längs eines
Kreisdurdunessers, benutzt wird.
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Schließlich ist ein Echolotgerät mit einer mechanischen Itegistriervorrichtung
bekamltgeworden, bei der zwei räumlich getrennte Registrierorgane für die Aufzeichnung
der nach unten bzw. nach oben gerichtexten Lotungen vorgesehen sind.
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Das Echolotgerät nach der Erfindung ist gegenüber den bekannten Geräten
dadurch gekennzeichnet, daß zur Anzeige eine Kathodenstrahlröhre benutzt wird, deren
Kathodensfl-ahl durch eine über einen elektronischen Schalter oder Relais im Synchronisiergerät
der Kathodenstrahlröhre gesteuerte Gleichrichteranordnung derart abgelenkt wird,
daß die Zuordnung der Echodarstellung zum Ort der Lotungen und die Differenz dieser
Lotungen unmittelbar erkennbar ist.
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Gegenüber den bekannten Echolotgeräten ist das Echolotgerät nach
der Erfindung besonders einfach und nimmt wenig Raum ein. Das ist vor allem darauf
zurücl;zuführen, daß als Anzeige nur die gebräuchliche Kathodenstrahlröhre mit einem
ablenkbaren Kathodenstrahl verwendet wird, auf der durch die erfinderische Schaltungsanordnung
bei am Bug und Keck des Schiffes angeordneten und senkrecht nach unten strahlenden
Wandlerpaaren z B. die vom Wandlerpaar am Heck erzeugten Echoimpulse auf dem Bildschirm
der Kathodenstrahlröhre bei vertikaler Zeitablenkung von einer Mittelsenkrechten
auf dem Bildschirm als nach links gerichtete Auslenkungen des Elektrodenstrahles
dargestellt werden, während die vom Wandlerpaar am Bug stammenden Echoimpulse als
Auslenkungen nach rechts erscheinen. Man erkennt hiermit in einfacher Weise unmittelbar,
daß beispielsweise die Tiefe am Bug des Schiffes größer ist als am Heck.
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In der erfinderischen Schaltungsanordnung werden die Differenzwerte
zweier Meßstellen also unmittelbar angezeigt und/oder weiterhin zur Betätigung einer
Alarmeinrichtung benutzt. Es ist zu diesem Zwecke, wie aus dem Kennzeichen der Erfindung
hervorgeht, nötig, die von den Meßstellen gelieferten Echoimpulse gleichzurichten,
aus den erhaltenen Gleichstromimpulsen die Mittelwerte zu bilden und die Mittel-
werte
der Ströme bzw. ihre Differenz zur Steuerung eines Anzeige- oder Alarmgerätes zu
verwenden.
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Im Rahmen der Erfindung können insbesondere für Zwecke der Flußschiffahrt
solche Wandler zum Senden und Empfangen der Meßimpulse vorgesehen werden, die eine
Charakteristik mit mäßiger Bündelung aufweisen, um mit der Lotung eine größere Fläche
des Grundes erfassen zu können. Die beispielsweise am Bug und am Heck des Schiffes
angeordneten Wandler oder Wandlergruppen können um eine Achse oder um zwei zueinander
senkrechte Achsen schwenkbar sein, wobei gegebenenfalls die Wandler hinsichtlich
ihrer Schwenkbewegung miteinander gekuppelt sind.
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Bei Verwendung einer gemeinsamen Anzeigevorrichtung in Form einer
Kathodenstrahlröhre können an Stelle der oben angegebenen Kennung der einzelnen
Meßstellen (Anzeige der einen Meßstelle von einer Mittelsenkrechten auf dem Bildschirm
nach links und der anderen Meßstelle nach rechts) auch andere Mittel angewendet
werden, durch welche die Ausgangsspannungen des Verstärkers oder der Verstärker
für die empfangenen Echoimpulse entsprechend modifiziert werden. Bei der Wathodenstrahlröhre
kann die Intensität des Zeitstrahles oder des Bildes des Meßwertes in der Weise
modifiziert werden, daß bei einseitiger Auslenkung des Elektronenstrahles durch
die Meßspannung eine nach der Richtung dieser Aus lenkung unterschiedliche Anzeige
der den Meßstellen zugeordneten Echoimpulse erfolgt.
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Die unterschiedliche Anzeige der Echoimpulse kann vor allem bei indirekter
Anzeige auch dadurch erfolgen, daß den verschiedenen Meßstellen verschiedene Amplituden
bzw. Intensitäten der angezeigten Impulse zugeordnet sind. Bei der indirekten Anzeige
gelangen die verstärkten elektrischen Echoimpulse nicht unmittelbar zur Anzeige,
sondern werden beispielsweise zur Zündung einer gittergesteuerten Entladungsröhre
verwendet, die ihrerseits den elektrischen Impuls liefert, welcher dem Anzeigegerät
zugeführt wird.
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Bei Benutzung einer einfachen Kathodenstrahlröhre empfiehlt sich
die Verwendung eines elektronischen Schalters, durch den eine Parallelversetzung
der den verschiedenen Meßstellen zugeordneten Zeitstrablen bewirkt wird. Bei langsamer
Schaltfolge kann an Stelle des elektronischen Schalters auch ein Relais verwendet
werden.
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In den Fig. 1 bis 3 sind Ausführungsbeispiele eines Echolotgerätes
nach der Erfindung dargestellt.
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Fig. 1 zeigt im Blockschaltbild die Anordnung der Teile eines Echolotgerätes
an einem Schiffskörper; Fig. 2 zeigt ein Echolotgerät mit einer Kathoden strahlröhre
als Anzeigegerät mit einer Zuordnung der Echoimpulsdarstellung zum Ort der Lotungen,
wobei die Differenz der Lotungen unmittelbar erkennbar ist; Fig. 3 zeigt eine besondere
Art der Anzeige auf einer liathodenstrahlröhre.
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In Fig. 1 ist der Umriß 1 eines Schiffes schematisch dargestellt.
Je eine Gruppe von Wandlern 2, 3 bzw.
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4, 5 befindet sich am Bug bzw. am Heck des Schiffes.
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Die Sender für die Druckwellen sind mit 2 und 4, die Empfänger mit
3 und 5 bezeichnet. Für die Erzeugung der elektrischen Meßimpulse sind die Impulsgeneratoren
6 und 8 vorgesehen. Die Empfänger für die Druckvçellen sind an die Verstärker 7
bzw. 9 angeschlossen, die auf das Anzeigegerät 11, eine Kathodenstrahlröhre, einwirken.
Die Impulsgeneratoren 6 und 8 werden vermittels der Synchronisiervorrichtung 10
mit dem Anzeigegerät 11 synchrollisiert.
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An Stelle der getrennten Impulsgeneratoren 6 und 8 kann hierbei auch
ein einziger Generator benutzt wer-
den, der beide Druckwellensender 6 und 8 beaufschlagt.
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Die Anordnung der Teile 6 bis 11 der Zeichnung soll nicht die wahre
räumliche Verteilung in dem Schiff wiedergeben, sondern hat vielmehr nur schematische
Bedeutung.
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Gemäß Fig. 2 ist in Verbindung mit der Kathodenstrahlröhre 11 ein
Synchronisiergerät 10 vorgesehen, das beispielsweise das Kippgerät für die Kathodenstrahlröhre
enthalten kann. Gleichzeitig wird vom Synchronisiergerät der Impulsgenerator 6 getastet
und ein Relais A gesteuert. Zwischen dem Impulsgenerator 6 und den Sendern 2 und
4 befindet sich ein Umschaltkontakt 1 des Relais A. Die Empfänger 3 und 5 sind über
einen Umschaltkontakt 2 des Relais A an den Verstärker 7 anschaltbar. Dieser istunter
Zwischenschaltung der mit dem Umschaltkontakt u3 3 des Relais A versehenen Gleichrichteranordnung
12 an die Kathodenstrahlröhre 11 angeschlossen. Beim Arbeiten der Apparatur wird
das Relais A im Gleichlauf mit der sägezahnförmig verlaufenden Kippspannung der
Kathodenstrahlröhre derart umgesteuert, daß wechselweise beim Ansteigen der Kippspannung
entweder das am Bug angeordnete Wandlerpaar 2,3 3 sowie der obere Gleichrichter
13 bzw. das am Heck angeordnete Wandlerpaar 4, 5 und der untere Gleichrichter 14
zur Wirkung kommen.
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Dadurch wird erreicht, daß beispielsweise die von dem Wandlerpaar
2, 3 erzeugten Echoimpulse auf der Kathodenstrahlröhre bei vertikaler Zeitablenkung
als nach links gerichtete Auslenkungen des Elektronenstrahles dargestellt werden,
während die vom Wandlerpaar 4, 5 stammenden Echoimpulse auf dem Bildschirm als Auslenkungen
nach rechts erscheinen. Man erkennt im dargestellten Fall unmittelbar, daß beispielsweise
die Tiefe am Bug des Schiffes größer ist als am Heck.
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Gemäß Fig. 3 befindet sich auf dem Bildschirm 15 einer Kathodenstrahlröhre
ein Schiffsprofil 16. Der zum Bug gehörende Zeitstrahl 17 verläuft hier ebenso wie
der zum Heck gehörende Zeitstrahl 18 von oben nach unten. Dabei ist deutlich die
Zuordnung der Echodarstellung zum Ort der Lotungen zu erkennen.
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Die Erfindung ist keineswegs auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen
beschränkt. So können die angegebenen Möglichkeiten, eine Unterscheidung der von
den verschiedenen Meßstellen herrührenden Anzeigeimpulse vorzunehmen, auch unter
sich kombiniert werden. Dadurch wird die Anzahl der bei der Anzeige unterscheidbaren
Meßstellen entsprechend erhöht.
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PATENTANSPROCHE: 1. Echolotgerät mit mehreren am eingetauchten Schiffskörper
angeordneten, in Längsrichtung verteilten elektroakustischen Wandlern und einem
Anzeigegerät, das die von den einzelnen Wandlern ermittelten Reflektorabstände gemeinsam
zur Anzeige bringt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anzeige eine Kathodenstrahlröhre
(11) benutzt wird, deren Kathodenstrahl durch eine über einen elektronischen Schalter
oder Relais (A) im Synchronisiergerät (10) der Kathodenstrahlröhre gesteuerte Gleichrichteranordnung
(12) derart abgelenkt wird, daß die Zuordnung der Echodarstellung zum Ort der Lotung,en
und die Differenz dieser Lotungen unmittelbar erkennbar ist.