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Echolotgerät zum Messen der Wassertiefe Die Erfindung betrifft Echolotgeräte
zum Messen der Wassertiefe, bestehend aus Vorrichtungen zur periodischen Aussendung
von Druckwellenimpulsen, wobei die reflektierten Echoimpulse an eine Anzahl Verstärker
geliefert werden und der Ausgang von jedem Verstärker entsprechend zugeordnet an
eine Anzahl Gleichrichter und der Ausgang von den Gleichrichtern entsprechend zugeordnet
an eine Anzahl bistabiler Multivibratoren angelegt wird, und aus einer Anzeigevorrichtung
für die Echoimpulse.
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Ziel der Erfindung ist, Echolotgeräte zu schaffen, die auf Echos
vom Meeresboden weitgehend ohne Interferenz durch andere Echos ansprechen.
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Die Erfindung basiert auf der Tatsache, daß das stärkste empfangene
Echo im allgemeinen das Echo vom Meeresboden sein wird.
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Gemäß der Erfindung ist ein Echolotgerät der genannten Art dadurch
gekennzeichnet, daß bei mehrstufiger Anordnung der Verstärker je ein vorgespannter
Gleichrichter am Ausgang jedes Verstärkers liegt und die mit den Gleichrichtern
verbundenen Multivibratoren von den die vorgespannten Gleichrichter entsprechend
der in den Stufen ansteigenden Verstärkung passierenden Echoimpulsen nach deren
Stärke nur in entgegengesetzter Richtung fortschreitend kippbar sind, so daß der
stärkste reflektierte Impuls, der einen Multivibrator kippt, als letzter Impuls
die Anzeige auslöst.
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Ein besonderer Vorteil dieses Gerätes liegt darin, daß eine befriedigende
Tiefenanzeige mit einem einfachen Spannungsmesser erreichbar ist.
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Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung sind Einrichtungen
vorgesehen, die am Ende jeder Sendeimpulsperiode allen Multivibratoren einen Rückführungsimpuls
zuführen, der jeden Multivibrator, der im anderen Kippzustand sein kann, in den
ersten Zustand zurückführt, weiterhin Einrichtungen zur Erzeugung eines Signals,
das sich während jeder Sendeimpulsperiode in Abhängigkeit von der Zeit in einer
vorgegebenen Weise ändert, sowie Einrichtungen, welche die durch das Umkippen in
den anderen Zustand erzeugten Ausgangsimpulse der Multivibratoren verwenden, um-
aus dem genannten Signal Steuerimpulse zu bilden.
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Nach einer anderen zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist das
Signal, das sich in Abhängigkeit von der Zeit ändert, eine Spannung, die sich fortlaufend
während jeder Sendeimpulsperiode ändert.
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Eine solche wechselnde Spannung kann einfach eine ansteigende, durch
Aufladen eines Kondensators während jeder Sendeimpulsperiode erhaltene Spannung
sein, wobei der erwähnte Kondensator am Ende
jeder solchen Periode wieder entladen
wird. Die Steuerimpulse (die in ihrer Amplitude anwachsen, da die Zeitpunkte, zu
denen sie abgenommen werden, innerhalb einer Sendeperiode immer später kommen) können
einem Speicherkondensator zugeführt werden, der am Ende jeder Sendeimpulsperiode
entladen wird, und die Spitzenspannung, die der Kondensator während einer Impulsperiode
erreicht, wird verwendet, um einen Tiefenanzeiger, beispielsweise ein geeichtes
Voltmeter, zu betätigen.
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Vorzugsweise ist der Tiefenanzeiger so geschaltet, daß er auf die
Spannung eines zweiten Kondensators anspricht, der am oder nahe dem Schluß jeder
ausgesandten Impulsperiode mit dem Speicherkondensator verbunden wird, um sich von
dort aufzuladen.
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Bei der Ausführung des Echolotgerätes können in an sich bekannter
Weise die Impulssende- und -empfangsvorrichtungen getrennte Wandler sein, oder es
kann ein herkömmlicher Wandler zum Senden wie zum Empfangen verwendet werden. In
beiden Fällen müssen Einrichtungen in Übereinstimmung mit der bekannten Echolotgerät-Praxis
geschaffen werden, um ein Ansprechen der Empfangsvorrichtungen auf direkt vom Sender
empfangene Impulse zu verhindern.
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Die Erfindung wird in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert.
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Fig. 1 ist ein teilweise in Blockschaltbildform gezeichnetes Schaltbild
einer Ausführung; Fig. 2 ist eine graphische Darstellung, die sich auf die Arbeitsweise
der Ausführung nach Fig. 1 bezieht; Fig. 3 ist ein Schaltbild einer teilweisen Abwandlung.
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In bezug auf die Zeichnungen ist das Gerät, das in Fig. 1 gezeigt
ist, aus Gründen der Einfachheit mit getrennten Wandlern für Sendung und Empfang
dargestellt, obwohl gemäß der heutigen Praxis ein gemeinsamer Wandler für beide
Zwecke benutzt werden kann. Der Sendewandler ist bei 1 dargestellt und sendet jedesmal,
wenn ein Sender 2 erregt wird, periodische Ultraschall-Druckwellen-Impulse in das
Wasser. Dieser Sender und seine Impulserregung können als solche als bekannt vorausgesetzt
werden, und dieser Teil des Gerätes ist deshalb nur schematisch dargestellt. Die
Impulssendung erfolgt durch die Betätigung eines Schalters S 1, der durch den üblichen
motorgetriebenen Zeitgebernockenmechanismus (nicht dargestellt) betätigt wird. Der
Nockenmechanismus, der auf den Schalter S 1 wirkt, betätigt ebenso die weiteren
SchalterS2,53,54 und S5 und im BedarfsfalI einen Schalter S 6.
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Die vom Empfangswandler 3 aufgenommenen Echos werden in einer Reihenschaltung
von Verstärkern A 1 bis A 6 verstärkt. Obwohl hier sechs Verstärker gezeigt werden,
ist die Erfindung nicht auf eine genaue Anzahl von Verstärkern in der Reihenschaltung
begrenzt. Ein Schalter S2 ist vorgesehen, um ein Ansprechen des Verstärkers A 1
auf Sende impulse zu verhindern, die den Empfangswandler direkt vom Sendewandler
erreichen. Wie durch die Linie S2 in Fig. 2 dargestellt ist, wird der Schalter S2
kurz vor jeder Impuls sendung geschlossen und eine kurze Zeit nach dieser wieder
geöffnet. Linie a in Fig. 2 stellt eine typische Reihe von Signalen dar, wie sie
innerhalb einer Impulsperiode im Wandler 3 empfangen werden. In dieser Linie ist
T ein Signal direkt vom Sender, B ein Bodenechosignal, F sind Fischechos, und R
ist ein sogenanntes »Rückecho«.
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Linie in Fig. 2 gibt die Signale am Eingang des Verstärkers Al wieder.
Es ist ersichtlich, daß der Schalter S 2 den direkt empfangenen Impuls T abgetrennt
hat.
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Jeder der Verstärker A 2 bis A 6 hat die gleiche Verstärkung, z.
B. eine Verstärkung von V= 3. Der erste Verstärker A 1 hat eine derartige Verstärkung,
daß er das schwächste Bodenecho, für das das Echolotgerät ausgelegt ist, so verstärkt,
daß am Verstärkern 6 eine genügend große Au sgangs spannung erhalten wird, um die
(noch später zu beschreibenden) Schaltungen zu betätigen, die von diesem Verstärker
gespeist werden.
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Die Ausgangsspannung jedes Verstärkers wird einem der Gleichrichter
D 1 bis D 6 zugeführt. Sie sind gleich, daher ist nur D 1 im einzelnen dargestellt.
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Signale in der Form von Schwingungsimpulsen von Ultraschallfrequenz
werden über Kondensator 1 D der Anode einer Diode 3D zugeführt, deren Kathode über
einen Widerstand 4D mit dem Abgriff eines Spannungsteilers verbunden ist, der durch
die Widerstände 5D und 6D gebildet wird und zwischen Masse und einer positiven Klemme
7 D liegt. Das bei 7 D zugeführte Potential ist so gewählt, daß es für die Diode
einen vorgegebenen Grenzwert darstellt, d. h., um ein Beispiel zu geben, kann diese
Vorspannung
so sein, daß die Diode nur dann leitend wird, wenn ihrer Anode Signale
zugeführt werden, deren Spitzenamplitude 5 V übersteigt. Solche Signale erzeugen
eine positive Spannung an einem Kondensator 8 D im Kathodenkreis.
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Jeder Gleichrichter speist eine der Triggereinheiten J1 bis J6. Diese
sind alle gleich, so daß nur eine, J1, im einzelnen dargestellt ist. Sie enthält
eine Verstärkerröhre 1J mit einem Anodenwiderstand 7J, die einen bekannten bistabilen
Triggerkreis speist, gebildet durch eine sogenannte Eccles-Jordan-Schaltung mit
den Röhren 2J und 3J. Die am Kondensator 8 D stehende Spannung wird über einen Gitterstrombegrenzungswiderstand
41 dem Gitter der Röhre 1J zugeführt, die durch einen Widerstand 51 so vorgespannt
ist, daß sie fast gesperrt ist. Der Widerstand 51 ist durch den Kondensator 61 überbrückt,
der dazu dient, die Vorspannung bei Anodenstromschwankungen durch Eingangssignale
konstant zu halten. Die Verstärkung der Stufe mit der Röhre 1J wird im allgemeinen
so sein, daß ein am Kondensator 8 D auftretender positiver Impuls von 1V an der
Anode der Röhre 1J einen negativen Impuls von mindestens 50 V erzeugt. So wird,
bei dem gegebenen Zahlenbeispiel, ein der Röhre 3 D zugeführtes Signal mit einer
Spitzenamplitude von weniger als 5 V an der Anode der Röhre 1J keinen Impuls erzeugen,
ein etwas größeres Signal jedoch von z. B. 6 V Spitzenspannung löst an der Anode
der Röhre 1J einen negativen 50-V-Impuls aus.
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Die Eccles-Jordan-Schaltung mit den Röhren 2J und 3J braucht kaum
beschrieben zu werden, da sie bekannt ist. Sie hat zwei stabile Lagen, in denen
jewelle eine andere der beiden Röhren leitet, und kann mittels eines durch Kondensator
81 oder 9J zugeführten negativen Impulses, der die jeweils zur Zeit stromführende
Röhre sperrt, von einem Zustand in den anderen umgeschaltet werden. Um einen Zahlenwert
zu geben: Der Triggerimpuls kann ein negativer Impuls von etwa 30 V sein. Ist z.
B. die Röhre 2J leitend, so kann sie durch einen negativen 30-V-Impuls von der Anode
der Röhre 11 gesperrt werden. Ist die Röhre 3J leitend, so kann sie durch einen
über Kondensator9J zugeführten negativen Impuls gesperrt werden. Die über Kondensator
9J zugeführten Impulse mögen Rückführimpulse genannt werden und sind so zugeordnet,
daß sie im Moment der Sendung zugeführt werden. Wie dargestellt, werden diese Rückführimpulse
mit Hilfe einer Rückführschaltung im Block X zugeführt. Ein im Augenblick der Sendung
vom Sender 2 abgenommener Ausgangsimpuls wird einem Spannungsteiler aus zwei Widerständen
kl und X2 zugeführt, und ein gewünschtes Amplitudenverhältnis dieses Impulses wird
vom Verbindungspunkt X1, X2 der Kathode einer Diode X3 zugeführt, die einen kapazitiv
überbrückten Arbeitswiderstand X4 besitzt. In der Praxis wird der der DiodeX3 zugeführte
Impuls eine Spitzenhöhe von etwa 70 V haben. Er erzeugt an dem Widerstand X4 einen
negativen Impuls, der dem Gitter der Röhre 3 J zugeführt wird.
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Ist zu der Zeit, wenn der Rückführimpuls erscheint, die Röhre 3J
(oder eine entsprechende Röhre in jeder der anderen Einheiten J2 bis J6) leitend,
so sperrt sie der Rückführimpuls, und die Röhre 2J wird leitend.
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Es ist nun ersichtlich, daß das erste Echo in einer Impulssendeperiode
ausreicht, mit einem durch den Gleichrichter Dl erzeugten Impuls die Röhre 2J zu
sperren,
und daß weitere Signale beliebiger Größe auf die Einheit J1 keinen Einfluß haben,
die so lange in dem Zustand, Röhre 3J leitend, bleibt, bis ihr ein Rücktührimpuis
von der X-Einheit zugeführt wird.
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Ist die Röhre 2J gesperrt, so erscheint an der Anode der Röhre 3J
ein negativ gerichteter Rechteckimpuls, der so lange dauert, bis der Rücktührimpuls
an der Anode der Röhre 3J erscheint. Dieser Rechteckimpuls wird durch eine Differenzierschaltung
differenziert, die aus dem Kondensator 10J und dem Widerstand 11J besteht und die
an dem letzteren eine negativ gerichtete »Spitze«, die der Anstiegsflanke, und eine
positiv gerichtete »Spitze«, die der Rückflanke des Rechteckimpulses entspricht,
erzeugt. Die negative »Spitze« wird von der Diode 12J durchgelassen und erscheint
am Widerstand 1 P im Gitterkreis einer Röhre 2P eines allgemein mit P bezeichneten
Impulsverstärkers. Die positive Spitze wird durch die Diode 12J gesperrt. Die Röhre
2P ist normalerweise leitend und führt einen durch den gewählten Anodenwiderstand
3 P begrenzten Anodenstrom. Sie wird durch das Auftreten der negativen Spitze an
ihrem Gitter gesperrt und erzeugt so einen großen positiven Impuls an ihrer Anode.
Dieser Impuls wird durch den Kondensator 4P der Schaltung des Tiefenanzeigeres zugeführt,
der durch Block K angedeutet ist. Natürlich könnte der Impulsverstärker P durch
einen Impulsgenerator irgendeiner beliebigen und bekannten Art ersetzt werden, der
in der Lage ist, einen Ausgangsimpuls der geforderten vorgegebenen Größe und Form
zu erzeugen, der durch Triggerspannungsspitzen von den Einheiten J1 bis J6 ausgelöst
wird.
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Rückblickend auf die bisher beschriebene Anordnung soll angenommen
werden, daß zur Betätigung der Einheiten D 6 und 16 durch den Verstärker A 6 ein
Echo mit der Amplitude Z vom Wandler erforderlich ist. Dann werden die von den Verstärkern
A 5, A 4, A 3, A 2 und A 1 gespeisten Einheiten, die entsprechend gleich oder größer
als 37, 97, 277, 817 und 243Z sind, durch Echos gespeist. Weiter soll vorausgesetzt
werden, daß in einer gegebenen Impulsperiode drei aufeinanderfolgende Echos mit
jeweils den Amplituden 1. zwischen Z und 37, 2. etwas mehr als 9Z und 3. weniger
als 9Z auftreten.
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Das erste Echo wird die Einheit 16 triggern, das nächste die EinheitenJ4
und J5, das dritte jedoch wirkt sich nicht aus, da die einzigen Einheiten, die ansprechen
könnten, bereits getriggert sind. So wird, wenn eine Folge von Echos verschiedener
Stärke in einer Sende periode auftritt, die Anzahl der Einheiten J1 bis J6, die
getriggert werden, durch das Echo mit der größten Amplitude bestimmt, und kein späteres
schwächeres Echo ruft eine weitere Änderung hervor. Jede EinheitJ1 bis J6 erzeugt
einen negativen Impuls, der durch den VerstärkerP verstärkt und über Kondensator
4 P weitergeleitet wird. Alle diese Impulse sind gleich und unabhängig von der Größe
des auslösenden Echos. Der letzte dieser in einer Periode empfangenen Impulse ist
der vom stärksten Echo ausgelöste Impuls. Außer in seltenen Fällen wird dieses das
Bodenecho sein. Die durch Kondensator 4 P weitergeleiteten negativen Impulse sind
in Fig. 2 durch die Linie c dargestellt. Hierin entsprechen die mit F bezeichneten
Impulse den Fischechos und der Impuls B dem Bodenecho der Zeilen a und b, während
dem Rückecho R kein negativer Impuls entspricht, da es kleiner als das vorhergehende
Bodenecho ist.
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Die Schaltung im Block K erzeugt eine sich in jeder Sendeimpulsperiode
mit der Zeit ändernde Spannung und verwendet die durch Kondensator 4P zugeführten
negativen Impulse, um das Tiefenanzeigesignal zu bilden. Diese negativen Impulse
werden dem Steuergitter einer Röhre K 1 zugeführt, in deren Gitterkreis ein so großer
Widerstand K2 liegt, daß er zusammen mit dem Kondensator 4P eine Zeitkonstante bildet,
die groß genug ist, um den Impuls unverzerrt durchzulassen. Die Kathode der Röhre
K 1 liegt auf einem geeigneten Minuspotential (z. B.
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-150V), und der Widerstand K2 liegt auf einem so gewählten Potential,
daß die Röhre leitend ist, wenn am Gitter keine Impulse auftreten. Die Anode der
Röhre ist über einen Widerstand K 3 mit dem Verbindungspunkt K34 eines Widerstandes
K4 und eines Kondensators K 5, der durch den Schalter S 3 in dem in Fig. 2 bei S3
dargestellten Rhythmus übefbrückt wird, verbunden. Eine Diode K 6 liegt zwischen
Anode und Erde, wobei deren Anode auf der Erdseite liegt. Die Spannung am Verbindungspunkt
K34 hat Erd- oder höheres Potential. Durch die Wirkungsweise der Diode K 6 wird
verhindert, daß die Anode der Röhre K 1 größere negative Werte annimmt. So liegt,
wenn die Röhre K 1 leitend ist, ihre Anode praktisch auf Erdpotential. Wenn sie
gesperrt ist, fließt kein Strom durch den Widerstand K 3 oder die Diode K 6, und
die Anode dieser Röhre K 1 nimmt die Spannung des Verbindungspunktes K 34 an. Die
Zuführung der negativen Impulse an das Steuergitter der Röhre K1 hat den Sinn, diese
sofort zu sperren, worauf die Anodenspannung gegen Erde auf die jeweils am Verbindungspunkt
K 34 vorhandene Spannung ansteigt, um dann, sobald der Impuls verschwindet und der
Strom wieder einsetzt, auf Erdpotential zurückzukehren. Während einer Impulssendeperiode
(während Schalter S3 geöffnet ist) steigt das Potential am Punkt K 34 exponentiell
an, da der Kondensator K5 sich, wie durch Kurve d in Fig. 2 dargestellt, über Widerstand
K 4 aus einer Spannungsquelle (z.B. +150V) auflädt, die bei K15 angeschlossen ist.
Die durch den Kondensator 4 P dem Gitter der Röhre K 1 zugeführten Impulse wirken
sich so aus, daß sie die entsprechenden Anodenspannungsimpulse bis zu der bei d
in Fig. 2 gezeigten Kurve ansteigen lassen. Dementsprechend verläuft die Anodenspannung
der Röhre1, wie bei e in Fig. 2 (starke Linie) dargestellt, d. h.l sie besteht aus
einer Serie positiver Impulse von wachsender Amplitude in Abhängigkeit der Verspätung
ihres Eintreffens innerhalb der Periode. Der größte dieser Impulse (die in Beziehung
zu den Darstellungen a und c in Fig. 2 mit F und B bezeichnet sind) ist der Impuls
B, der dem Bodenecho entspricht, und seine Amplitude ist ein Maß für die Tiefe.
Bei oder nahe dem Ende einer Impulsaussendeperiode schließt Schalter 53, wie bei
Linie S3 in Fig. 2 gezeigt, und entlädt den Kondensator K 5.
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Die Anode der Röhre K1 ist direkt mit dem Gitter einer als Kathodenstufe
geschalteten Röhre K 7 verbunden, deren Kathode über einem Widerstand K 8 an einer
geeigneten negativen Spannungsquelle (z. B. --150 V) liegt. Die Kurvenform bei e
in Fig. 2 erscheint an der Kathode der Röhre K 7 wieder, deren Kathode über eine
DiodeK10 mit dem einen Anschluß eines Speicherkondensators K9 verbunden ist, der
vom Schalter S4 überbrückt wird. Wenn dieser und Schalter S5 geöffnet sind, ist
die Diode ko
so lange leitend, wie die Spannung an der Kathode der
Röhre K 7 die am Kondensator K 9 übersteigt, und demgemäß lädt sich der Kondensator
K 9 auf die Kondensatorspannung der Röhre K7 auf. Der gesamteAbleitwiderstand parallel
zum Kondensator K9 wird durch Widerstand K11 dargestellt und so hoch wie möglich
gehalten, so daß die Spannung am Kondensator K 9 so gut wie möglich konstant bleibt,
wenn die Diode kl nicht leitet. So steigt die Spannung am Kondensator K9 mit jedem
folgenden Impuls des Kurvenzuges e, und der Verlauf dieser Kondensatorspannung ist
treppenförmig ansteigend (wie bei f in Fig. 2 dargestellt), wobei er ein durch den
letzten Impuls - Bodenechoimpuls - des Kurvenzuges e bestimmtes Maximum erreicht
und behält.
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Am Ende der Periode wird der Kondensator K 9 durch das Schließen des
Schalters S4, dessen Schließ-und Öffnungszeiten durch die Linie S4 in Fig. 2 angedeutet
werden, entladen. Kurz vor Schalter 84 schließt Schalter 85 und öffnet wieder, wie
bei S5 in Fig. 2 dargestellt. Das Schließen des Schalters 85 legt den Kondensator
K 12 parallel zu K 9. Der Kondensator K 12 ist wesentlich kleiner als der Kondensator
K9, wodurch gesichert ist, daß das Schließen von S5 die Spannung am Kondensator
K 9 nicht wesentlich ändert. Der AbleitwiderstandK13, parallel zu Kondensator K
12, sorgt für eine genügend lange Zeitkonstante, so daß die Spannung am KondensatorKl2
sich in einer Sendeperiode nicht wesentlich ändert. Die Spannung am Kondensator
K12 ist daher ein Maß für die Tiefe und kann mittels eines Röhren- oder anderen
Voltmeters mit Tiefeneichung direkt abgelesen werden. Eine andere Anordnung sieht
einen Schalter 86 zur Entladung des Kondensators K12 vor. Dieser Schalter (gestrichelt
gezeichnet, um anzudeuten, daß er nur wünschenswert ist) wird kurz vor dem Schließen
des Schalters 85 geschlossen und geöffnet (wie bei 86 in Fig. 2 dargestellt). Mit
dieser Anordnung wird die an den zwei Kondensatoren K 9 und K12 auftretende Spannung,
wenn sie beide zusammengeschaltet sind, jederzeit der Spannung entsprechen, die
am Kondensator K 9 entsteht, bevor der Schalter S5 geschlossen ist. Gemäß dieser
Anordnung besteht keine Notwendigkeit mehr, den Kondensator K 12 klein zu machen.
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Wenn der Schalter 85 geöffnet ist, behält der Kondensator K 12 seine
Spannung, und diese wird mit dem Meßinstrument K 14 angezeigt. Linie g in Fig. 2
zeigt den Kurvenverlauf der Spannung am Kondensator K 12 unter der Annahme, daß
der Schalter 86, wie beschrieben, vorgesehen ist und arbeitet.
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Nachdem der Schalter 85 geöffnet hat, schließt Schalter 84 und bleibt
geschlossen bis zum Zeitpunkt der Aussendung bzw. etwas länger. Er braucht nicht
vor dem Öffnen des Schalters S2 zu öffnen.
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In der vorliegenden Beschreibung ist angenommen worden, daß die Kathode
der Röhre K7 genau die Spannung ihres Steuergitters annimmt, jedoch bleibt natürlich
immer eine konstante kleine Differenz, z. B. wird die Kathode immer gegenüber dem
Gitter etwa 5 V positiv sein. Das heißt, das Instrument K 14 zeigt 5 V zuviel an.
Dieses kann jedoch durch eine Nullpunktkorrektur des Instrumentes oder im Falle
eines Röhrenvoitmeters durch Einstellung der Röhrenschaltung berücksichtigt werden.
In der Praxis ist es vorteilhaft, eine Nullpunktkorrektur vorzunehmen, da der Betrag
bei verschiedenen Ausrüstungen unterschiedlich sein kann.
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Die Erfindung schafft folgende wichtige Vorteile: 1. Solange das Bodenecho
das stärkste empfangene Signal ist (und das wird fast immer der Fall sein), zeigt
das Instrument nur die Bod'entiefe an.
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2. Es tritt kein »Mittelwert«-Durchschnittseffekt auf, und jede Lotung
wird einzeln ausgewertet.
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3. Sogar bei starken Schwankungen der Echostärke der einzelnen Lotungen
(die durch die wechselnden Bodenarten begründet sind) wird die Tiefenanzeige nicht
beeinträchtigt.
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4. Es ist nicht notwendig, eine andere Verstärkungsregelung als die
mit dem Wechsel des Tiefenbereiches in einem Mehrbereich-Echolotgerät verbundene
Regelung vorzunehmen.
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5. Das Instrument zeigt durch sein Verhalten, wenn die Lotung schwierig
ist und unzuverlässig werden kann. Es gibt zwei Gruppen von Bedingungen, die beide
extrem sind, unter denen dieses auftreten kann. Die erste ist gegeben, wenn außergewöhnlich
starke Störgeräusche im Wasser auftreten, und die zweite ist eine schlechte akustische
Leitfähigkeit des Wassers unter dem Schiff, die ein Durchkommen der Impulse verhindert.
In dem Fall, daß die Störgeräusche eine größere Amplitude als das Bodenecho aufweisen,
kann es eintreten, daß, wenn ein Bodenecho angekommen ist, danach ein Echo plus
Störgeräusch als Signal auftritt. Ist dieses stärker als das Bodenecho allein, so
kann eine der Einleitend1 bis J6, die in der Sendeperiode noch nicht betätigt wurden,
angestoßen werden. Die dann angezeigte Tiefe ist größer als die wirkliche Tiefe,
jedoch wird sie von Sendung zu Sendung in unregelmäßiger Weise schwanken. Diese
Änderung ist unstet und sehr verschieden von der regulären Änderung, die durch das
Rollen des Schiffes bedingt wird, und die unregelmäßige Anzeigeart wird den Schiffsführer
warnen, daß starke Störbedingungen vorliegen und die Lotungen unzuverlässig werden
können. Unter solchen, sehr seltenen Umständen wird die letzte in einer Folge von
fehlerhaften Anzeigen die wahre Tiefe annähern. Wenn die Störungen sehr viel stärker
als das Bodenecho sind, so wird der Anzeiger eine unregelmäßige und meist eine unmöglich
flache Tiefenanzeige geben. Im Falle der schlechten Wasserschalleitfähigkeit geht
die Anzeige jedesmal, wenn ein ausgesandter Impuls nicht durchkommt, auf Null zurück,
zeigt jedoch sonst die wahre Tiefe an.
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6. Das Echolotgerät ist beim Auftreten einer Störung am Gerät ziemlich
»gesichert«. Wenn irgendeine Störung auftritt, wird im allgemeinen die Ladung des
Kondensators K 12 nicht erneuert, und die Anzeige, wenn überhaupt vorhanden, ist
kleiner als die wahre Tiefe. In navigatorischer Hinsicht ist dieses ein Fehler zugunsten
der Sicherheit. Nur ein plötzlicher Anstieg der stabilisierten Spannungsversorgung
oder ein fehlerhaftes Voltmeter kann die Ursache für eine zu große Tiefenanzeige
werden, und obgleich diese Fehler nicht unmöglich sind, sind sie bei einer gut angelegten
Anlage unwahrscheinlich.
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Es ist zu bemerken, daß nur die Kurvenform d in Fig. 2 von der zugeführten
Spannung abhängig ist und daß die über Widerstand K4 dem Kondensator K5 zugeführte
Spannung dementsprechend stabilisiert sein sollte.
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Für die notwendigen Schaltungen können an Stelle von nur durch Nocken
betätigten Schaltern aus elektromagnetischen Relais bestehende Schalter verwendet
werden, die durch als solche bekannte elektrische Zeitschaltungen gesteuert werden,
z. B. sogenannte zeitgesteuerte »Flip-Flop«-Sch.altungen.
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Ebenso ist es nicht erforderlich, daß der Kondensator K 12 für Entladung
und Ladung in gleicher Weise verbunden werden muß. Wenn, wie z. B. in Fig. 1 dargestellt,
die Spannungsquelle zum Laden des Kondensators eine Kathodenstufe ist (Röhre K7),
so ist die Ladespannung positiv. Manche Arten von Röhrenvoltmetern verlangen zur
Spannungsanzeige, daß die erwähnte Spannung negativ sein muß. In solchen Fällen,
d. h. wenn aus Gründen der Zweckmäßigkeit gefordert wird, daß die Ladespannung das
eine Vorzeichen und die Entladespannung das entgegengesetzte Vorzeichen haben soll,
kann der Schalter in irgendeiner, Fachleuten bekannten Art so abgeändert werden,
daß die Anschlüsse des Kondensators K 12, verglichen damit, wie er beim Laden angeschlossen
war, zum Entladen vertauscht werden.
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Diese Möglichkeit der Polaritätsumkehr des Kondensators K12 in Fig.
1 kann gleichfalls beim Vertauschen der Anschlüsse der KondensatorenK12 und K12'
in Fig. 3, wie folgt beschrieben, angewandt werden.
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Fig. 3 stellt eine Abänderung des Gerätes zum Betätigen des Instrumentes
dar. Diese Abänderung wird hauptsächlich wegen ihrer abgeglichenen Brükkenanordnung
bevorzugt. Die erwähnte Änderung besteht tatsächlich aus der Verdoppelung fast aller
Bauteile des Blockes K in Fig. 1, so daß an Stelle des »direkten« Röhrenvoltmeters
in Fig. 1 ein Differential-Röhrenvoltmeter Kr.4' verwendet werden kann.
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In bezug auf Fig. 3 ist zu bemerken, daß die Diode K 6 entfällt und
die Röhre K7, die Diode K10 und die TeileKS,K, Kll,K12,K13,S4,S5 und S6 in Fig.
1 verdoppelt sind und die entsprechenden Bezeichnungen haben, jedoch mit einem hochgestellten
Strich gekennzeichnet sind. Das Instrument in der Praxis ein Röhrenvoltmeter - ist
ein Differentialinstrument und ist mit K 14' bezeichnet. Seine beiden Eingängen
liegen, wie dargestellt, an den Spannung führenden Enden der Widerstände K 13 und
K 13'. Das Gitter der Röhre K 7' ist über einen Widerstand K3' mit Masse oder an
einem geeigneten festen oder verstellbaren Potential am Punkt K38 verbunden. Durch
Einstellen des Potentials am Punkt K38 kann der Nullpunkt des Instrumentes K14'
eingeregelt werden.