DE1103819B

DE1103819B - Impulse sounder for underwater sound location

Info

Publication number: DE1103819B
Application number: DEE11118A
Authority: DE
Inventors: Dr Hans Drenkelfort
Original assignee: ELAC Electroacustic GmbH
Current assignee: ELAC Electroacustic GmbH
Priority date: 1955-08-08
Filing date: 1955-08-08
Publication date: 1961-03-30

Description

Impulsecholotgerät für Unterwasserschallortung Die Erfindung betrifft ein Impulsecholotgerät zur Unterwasserschallortung. Pulse Echosounder for Underwater Sound Location The invention relates to a pulse sonar device for underwater sound location.

Bei bekannten Geräten dieser Art werden die empfangenen und verstärkten Echoimpulse unmittelbar oder nach Gleichrichtung dem Anzeigegerät zugeführt. In known devices of this type, the received and amplified Echo pulses fed to the display device immediately or after rectification.

Die Echoimpulse werden also in ihrer ganzen Länge entsprechend ihrem Amplitudenverlauf angezeigt. Insbesondere bei registrierenden Anzeigegeräten, die beispielsweise mit stromempfindlichem Papier arbeiten (Funkendurchschlagschreiber), ist diese Art der Aufzeichnung wegen der sehr steilen Gradationskurve dieses Papiers sehr unübersichtlich, wenn Echoimpulse stark unterschiedlicher Stärke angezeigt werden sollen.The echo impulses are thus in their entire length according to their Amplitude curve displayed. Especially with registering display devices that for example, work with current-sensitive paper (spark chart recorder), is this type of recording because of the very steep gradation curve of this paper very confusing when echo pulses of very different strengths are displayed should be.

Stellt man die Verstärkung so ein, daß starke Echos, beispielsweise die Bodenechos, günstig aufgezeichnet werden, dann werden viel schwächere Echos, beispiels weise Fischechos, nicht mehr registriert. Wählt man andererseits eine so große Verstärkung, daß auch noch sehr schwache Fischechos angezeigt werden, dann wird das viel stärkere Bodenecho so stark geschrieben, daß durch den starken Papierabbrand das Gerät verschmutzt wird und außerdem die Echos von dicht am Meeresboden befindlichen Fischen nicht mehr von denen des Meeresbodens getrennt werden können.If you adjust the gain so that strong echoes, for example the ground echoes, are recorded cheaply, then much weaker echoes, for example fish echoes, no longer registered. On the other hand, if you choose one so great that even very weak fish echoes are displayed, then the much stronger bottom echo is written so strongly that by the strong paper burn the device becomes polluted and also the echoes from those close to the seabed Fishing can no longer be separated from those on the seabed.

Auch bei Geräten mit einer Kathodenstrahlröhre zur Echoanzeige wirkt sich die Anzeige der gesamten Impulse störend aus, da die einzelnen Echoimpulse zuweilen ineinander übergehen. Besonders bei reinen Navigationsloten, bei denen lediglich die Entfernungsanzeige interessiert, wirkt die Echoformanzeige störend. Also works with devices with a cathode ray tube for echo display the display of the entire impulses is disturbing because the individual echo impulses sometimes merge into one another. Especially with pure navigation plumbing, where only the distance display is of interest, the echo form display is disturbing.

Es ist bereits ein Impulsecholotgerät für elektro magnetische Wellen mit einer Kathodenstrahlröhre als Anzeigegerät bekannt, bei dem lediglich die abfallende Flanke jedes Echoimpulses angezeigt wird. It is already a pulse sounder for electromagnetic waves known with a cathode ray tube as a display device, in which only the sloping Edge of each echo pulse is displayed.

Diese Art ist bei Impulsecholotgeräten zur Unterwasserschallortung nicht brauchbar, da wegen der dabei erforderlichen größeren Impulslänge eine Anzeige des Impulsendes eine zu ungenaue Entfernungsanzeige ergibt, da die Echoimpulse je nach Beschaffenheit des Reflektors verschieden lang sein können. Bei der Ortung mit elektromagnetischen Wellen sind diese Fehler zu vernachlässigen, da das Verhältnis von Impulslänge zu Lotentfernung viel größer ist als bei Schallwellen unter Wasser. Außerdem ist eine Trennung von Impulsen nicht möglich, wenn ein schwacher Impuls in einen starken Impuls übergeht (Fisch-, Bodenecho) . This type is used in pulse sounding devices for underwater sound location not usable because it is a display because of the longer pulse length required the end of the pulse results in a too imprecise distance display, since the echo pulses each can be of different lengths depending on the nature of the reflector. When locating with electromagnetic waves these errors are negligible as the ratio from pulse length to plumb distance is much greater than with sound waves under water. In addition, a separation of pulses is not possible when there is a weak pulse turns into a strong impulse (fish echo, bottom echo).

Zur Beseitigung der Nachteile der bekannten Geräte dieser Art ist erfindungsgemäß bei einem Impulsecholotgerät für Unterwasserschallortung in den Weg vom Empfangswandler über den Empfangsverstärker zum Anzeigeorgan eine Vorrichtung geschaltet, die die demodulierte Echoimpulsspannung in einen Impuls nur aus ihrer ansteigenden Flanke durch Differentiation umformt. To eliminate the disadvantages of known devices of this type is according to the invention in a pulse echo sounder for underwater sound location in the A device away from the receiving transducer via the receiving amplifier to the display element switched that converts the demodulated echo pulse voltage into a pulse only from theirs the rising edge is transformed by differentiation.

Durch diese Maßnahme erscheinen die einzelnen Echoanzeigen als kurze, scharfe Impulse. Auch Echoimpulse, die ineinander übergehen, die aber verschiedene Amplituden haben, werden getrennt angezeigt. With this measure, the individual echo displays appear as short, sharp impulses. Also echo impulses which merge into one another, but which are different Amplitudes are shown separately.

Erfolgt die Echoanzeige auf dem Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre, bei der die Anzeigeimpulse dem senkrecht zur Zeitablenkung wirkenden Ablenksystem zugeführt werden, dann erscheinen die einzelnen Echoanzeigen als schmale Striche quer zur Zeitablenkung. If the echo display occurs on the screen of a cathode ray tube, in which the display pulses correspond to the deflection system acting perpendicular to the time deflection are fed, then the individual echo displays appear as narrow lines across the distraction of time.

Da nur die differenzierten Anfangsflanken der Echoimpulse angezeigt werden, ist eine sehr genaue Ablesung der Entfernung möglich. Insbesondere bei reinen Navigationsloten wird die Ablesung der Anzeige durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen sehr erleichtert und die bei längerer Betrachtung des Bildes auftretende Ermüdung der Augen, die besonders bei der Anzeige der ganzen Echoimpulse auftritt, verringert.Since only the differentiated starting edges of the echo pulses are displayed a very precise reading of the distance is possible. Especially with pure Navigation plumbing is the reading of the display by the measures according to the invention very relieved and the fatigue that occurs when looking at the picture for a long time of the eyes, which occurs especially when the entire echo pulses are displayed, is reduced.

Auch bei der Verwendung einer periodisch bewegten, beispielsweise auf einer Kreisbahn umlaufenden Glimmlampe als Anzeigeorgan wird durch die erfindungsgemäße Ausbildung eines Unterwasserschallortungsgerätes eine genauere und leichter ablesbare Ablesung der Meßergebnisse erzielt, da die Glimmlampe nur bei Beginn der Echoimpulse aufleuchtet, während sie bei bekannten Geräten während der ganzen Impulsdauer aufleuchtet und der Beobachter an der Hell-Dunkel-Grenze ablesen muß, oder durch Echos besonders großer Amplitude ein Stromtor gezündet und durch den dabei entstehenden kurzen Impuls die Glimmlampe gezündet wird. Die letzte Methode gestattet aber nur die Anzeige eines einzigen Echos, beispielsweise des Bodenechos, in jeder Anzeigeperiode, und sowohl die früher empfangenen schwächeren Echoimpulse als auch später eintreffende starke Echos werden nicht angezeigt, weil das Stromtor erst am Ende jeder Anzeige gelöscht werden kann. Even when using a periodically moving, for example on a circular path revolving glow lamp as a display element is by the invention Formation of an underwater sound location device a more precise and easier to read Reading of the measurement results achieved because the glow lamp only at the beginning of the echo pulses lights up, while in known devices it lights up for the entire pulse duration and the observer has to read at the cut-off line, or especially through echoes large amplitude a current gate is ignited and by the resulting short pulse the glow lamp is ignited. The last method allowed but only the display of a single echo, e.g. the ground echo, in each display period, and both the weaker echo pulses received earlier and those arriving later strong echoes are not displayed because the power gate is only at the end of each display can be deleted.

Mit dem erfindungsgemäßen Gerät werden dagegen alle Echoimpulse scharf angezeigt.With the device according to the invention, however, all echo pulses are sharp displayed.

Besonders vorteilhaft wirken sich die erfindungsgemäßen Maßnahmen bei der Verwendung eines registrierenden Anzeigegerätes, vorzugsweise eines Funkendurchschlagschreibers, aus, dessen periodisch im Takt der Lotimpulse über den Registrierstreifen bewegtes Schreiborgan beim Einwirlien einer elektrischen Spannung Aufzeichnungen infolge Funkendurchschlages auf dem quer zur Bewegungsrichtung des Schreihorgans transportierten Registrierstreifen hinterläßt. The measures according to the invention are particularly advantageous when using a recording display device, preferably a spark chart recorder, from, whose periodically moved to the beat of the solder pulses over the recording strips Writing organ when whirling in an electrical voltage as a result of records Spark discharge on the transverse to the direction of movement of the screeching organ transported Leaves a registration strip.

Hierbei wird eine bedeutend klarer Aufzeichnung erreicht. Insbesondere werden die Echos von Fischen, die sich in Planktonschichten oder in der Nähe des Meeresbodens befinden, deutlich angezeigt. Die Verstärkung kann so eingestellt werden, daß auch die schwächsten Echos noch angezeigt werden, ohne daß der lästige starke Abbrand des Schreibpapiers bei langen, starken Echoimpulsen, beispielsweise Bodentchoimpulsen, wie bei den bekannten Geräten dieser Art auftritt. Durch die Anwendung des Erfindungsgedankens wird vor allem im Sättigungsbereich des Registrierpapiers eine Verbesserung der Anzeige bewirkt, indem Echoimpulse verschiedener Amplitude in diesem Bereich, die bei der Anzeige mit bekannten Geräten nicht unterscheidbar sind, getrennt angezeigt werden. Significantly clearer recording is achieved here. In particular are the echoes of fish that are in or near the plankton Seabed are clearly indicated. The gain can be adjusted so that even the weakest echoes are still displayed without the annoying strong one Burning of the writing paper with long, strong echo impulses, for example floor echo impulses, as occurs in the known devices of this type. By applying the inventive concept is an improvement in the saturation range of the recording paper Display causes by echoing pulses of different amplitude in this area, the when displayed with known devices are indistinguishable, displayed separately will.

Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung wird das Anzeigeorgan gleichzeitig mit den durch Differentiation aus den ansteigenden Flanken der demodulierten Echoimpulse gewonnenen Impulsen und den vorzugsweise demodulierten Echoimpulsen beaufschlagt. According to an expedient development of the invention, the display element at the same time as the demodulated by differentiation from the rising edges Echo pulses obtained pulses and the preferably demodulated echo pulses applied.

Diese Ausbildung der Erfindung liefert besonders bei der Verwendung von registrierenden Anzeigegeräten eine sehr aufschlußreiche und übersichtliche Aufzeichnung. This embodiment of the invention is particularly useful in use of registering display devices a very informative and clear one Recording.

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung, in der ein Echolotgerät mit einem Funkendurchschlagschreiber im Blockschaltbild dargestellt ist, näher erläutert. The invention will now be based on the drawing, in which an echo sounder device is shown with a spark chart recorder in the block diagram, explained in more detail.

In der Zeichnung ist mit 1 ein Registrierstreifen bezeichnet, der, über die Walze 2 geführt, in Pfeilrichtung transportiert wird. Neben dem Registrierstreifen ist ein endloses Band 3 angeordnet, das über dir zwei Rollen 4 und 5 geführt und durch Antrieb einer der Rollen 4 oder 5 in Pfeilrichtung transportiert wird. An dem endlosen Band sind das Registrierorgan 6 und der Nocken 7 angeordnet. Das Registrierorgan 6 wird bei jedem Umlauf des Bandes 3 einmal über den Registrierstreifen 1 geführt. Der Nocken 7 betätigt bei jedem Umlauf des endlosen Bandes 3 einmal den Kontakt 8. Bei Betätigung des Kontaktes 8 wird der Lotimpulsgenerator 9 kurzzeitig eingeschaltet und in dem sendenden Wandler 10 ein Lotimpuls ausgelöst. Die Echoimpulse werden in dem Wandler 11 empfangen und gelangen nach Verstärkung in dem Verstärker 12 unter Zwischenschaltung des Schalters 13 an die Vorrichtung 14. In der Vorrichtung 14 wird der der erste zeitliche Differenzquotient S u der demodulierten Echosignalspannung gebildet. Da elektrische Vorriclltungen dieser Art an:sich bekannt sind, wird auf eine nähere Erläuterung des Netzwerkes der Vorrichtung 14 verzichtet. Die von der Vorrichtung 14 erzeugte Spannung gelangt über den Schleifer 15 und eine leitende Einlage des endlosen Bandes 3 an das Registrierorgan 6, das bei Eintreffen eines Spannung impulses eine Marke auf dem Registrierstreifen hinterläßt. Auf diese Weise werden zeitliche Änderungen der Amplitude der empfangenen Echosignale an Stellen, die der Laufzeit der zugehörigen Echosignale entsprechen, zur Anzeige gebracht. Durch Umlegen des Schalters 13 kann die Vorrichtung 14 überbrückt werden, so daß in an sich bekannter Weise die Echoimpulse unmittelbar zur Registrierung gelangen. Det Schalter 13 kann von Hand umschaltbar sein undloder automatisch periodisch beispielsweise nach jeder Lotperiode umgeschaltet werden. In the drawing, 1 denotes a recording strip which, guided over the roller 2, is transported in the direction of the arrow. Next to the registration strip an endless belt 3 is arranged, which is guided over you two rollers 4 and 5 and is transported by driving one of the rollers 4 or 5 in the direction of the arrow. At The registration element 6 and the cam 7 are arranged on the endless belt. The registration organ 6 is guided once over the registration strip 1 with each revolution of the tape 3. The cam 7 actuates the contact once for each revolution of the endless belt 3 8. When the contact 8 is actuated, the solder pulse generator 9 is switched on briefly and triggered a solder pulse in the transmitting transducer 10. The echo pulses are are received in the transducer 11 and, after amplification, are transferred to the amplifier 12 Interconnection of the switch 13 to the device 14. In the device 14 becomes the first time difference quotient S u of the demodulated echo signal voltage educated. Since electrical devices of this type are known per se, will on a more detailed explanation of the network of the device 14 is dispensed with. The one from the Device 14 generated voltage passes through the wiper 15 and a conductive Insertion of the endless belt 3 to the register 6, which when a Voltage impulse leaves a mark on the recording strip. In this way are temporal changes in the amplitude of the received echo signals at points which correspond to the transit time of the associated echo signals, brought to the display. By flipping the switch 13, the device 14 can be bridged so that the echo pulses arrive directly for registration in a manner known per se. The switch 13 can be switched manually and / or automatically periodically, for example can be switched after each soldering period.

In Abänderung des dargestellten Ausführungsbeispiels kann das Registrierorgan auch gleichzeitig mit der von der Vorrichtung 14 erzeugten Spannung und mit der Echos ignal spannung beaufschlagt werden. In a modification of the illustrated embodiment, the registration element also simultaneously with the voltage generated by the device 14 and with the Echo signal voltage can be applied.

Zweckmäßigerweise sieht man in einem solchen Fall von Hand zu betätigende Regelorgane vor, mittels deren der Einfluß der Vorrichtung 14 auf die Registrierung verstellt werden kann.In such a case, one can expediently see those to be actuated by hand Control organs before, by means of which the influence of the device 14 on the registration can be adjusted.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Es kann zur Anzeige auch ein Kathodenstrahloszillograph vorgesehen sein. dessen priodisch bewegter Kathodenstrahl zur Echoanzeige seitlich ausgelenkt wird. Es kann aber auch zur Anzeige eine periodisch bewegte, rotierende Glimmlampe vorgesehen sein, die zur Anzeige hellgetastet wird. The invention is not limited to the illustrated embodiment limited. A cathode ray oscillograph can also be provided for the display. whose periodically moving cathode ray is deflected laterally for echo display. However, a periodically moving, rotating glow lamp can also be provided for the display which is lighted for display.

PATENTANSPROCHE: 1. Impulsecholotgerät für Unterwasserschallortung, dadurch gekennzeichnet, daß in den Weg vom Empfangswandler über den Empfangsverstärker zum Anzeigeorgan eine Vorrichtung (14) geschaltet ist, die die demodulierte Echoimpulsspannung in einen Impuls nur aus ihrer ansteigenden Flanke durch Differentiation umformt. PATENT APPROACH: 1. Impulse sounder for underwater sound location, characterized in that in the way of the receiving transducer via the receiving amplifier a device (14) is connected to the display element, which the demodulated echo pulse voltage transformed into a pulse only from its rising edge by differentiation.

Claims

2. Pulse echo sounder for underwater sound location according to claim 1, characterized in that the demodulated echo pulse voltage is simultaneously applied to the display element and the pulse voltage from the device (14) is applied.

3. Pulse echo sounder for underwater sound location according to claim 1, characterized in that by flipping a switch (13) from a switch position in the other either the pulse voltage from the device (14) or the demodulated Echo pulse voltage acts on the display organ.

4. Pulse echo sounder for underwater sound location according to claim 1 to 3, characterized in that the display element is preferably a spark chart recorder is provided, whose periodically in time with the solder pulses over the recording strips Moving recorder when an electrical voltage is applied. Records as a result of spark discharge on the transverse to the direction of movement of the registration organ transported recording strips.

5. Pulse echo sounder for underwater sound location according to claim 1 to 4, characterized in that a cathode ray oscillograph is used as the display element is provided whose cathode beam is periodically moved in time with the solder pulses at the The effect of an electrical voltage is deflected laterally.

6. Pulse echo sounder for underwater sound location according to claim 1, characterized in that a periodically moving, for example revolving on a circular path Glow lamp is provided, which is lighted when an echo arrives will.

References considered: U.S. Patent No. 2,481 515.