DE1266185B - Einrichtung zum Registrieren oder Anzeigen von UEber- oder Unterwasserfahrzeugen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

GOIs

Deutsche Kl.: 74 d - 6/15

Nummer: 1266185

Aktenzeichen: F 27812IX d/74 d

Anmeldetag: 27. Februar 1959

Auslegetag: 11. April 1968

Das Hauptpatent betrifft eine Einrichtung zum Registrieren von Über- oder Unterwasserfahrzeugen unter Verwendung einer Vielzahl von gerichteten Schallempfängern, die in Abständen längs einer Linie auf dem Grund eines Gewässers ausgelegt sind und je für sich elektrisch mit einer zentralen Überwachungsstelle verbunden sind. Diese Einrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß bei Auslegung von Geräuschempfängern bzw. Echolot-Sende-Empfängern eine solche Richtkennlinie gewählt ist, daß ein Geräuschempfang oder eine Echolotung nur aus vertikaler oder nahezu vertikaler Richtung möglich ist und daß jeder Empfänger über einen besonderen Verstärker in der Zentrale mit einem Anzeige- oder Registrierorgan verbunden ist, die auf einem gemeinsamen Träger nebeneinander in der Reihenfolge der Auslegepunkte angeordnet sind.

Die Erfindung betrifft eine zweckmäßige Weiterbildung dieser Einrichtung und ist dadurch gekennzeichnet, daß als Träger der Registrier- und/oder Anzeigeorgane ein an sich bei Echographen bekanntes endloses Band dient, das bei Geräuschempfang stillsteht und bei der Echolotung dauernd umläuft und dabei periodisch einen Sendeimpuls auslöst.

Die Einrichtung hat also den Vorteil, daß sie sowohl für den Geräuschempfang als auch für die Echolotung, d. h. sowohl für den passiven als auch den aktiven Betrieb verwendet werden kann. Eine beispielsweise Ausführung der Erfindung ist in der Abbildung dargestellt.

In der zu sperrenden Durchfahrt werden auf dem Meeresboden aneinandergereihte Grundgestelle 1 ausgelegt, die an ihrer Oberseite, zweckmäßig im gleichen Abstand voneinander, akustische Sender/Empfänger 2, 3 usw. tragen. Die Richtkennlinien dieser Sender und Empfänger sind so ausgebildet, daß Geräuschempfang und Echolotung vorzugsweise nur senkrecht von oben möglich ist. In Richtung der Linie, in der die Grundgestelle ausgelegt sind, ist der Öffnungswinkel der Richtkennlinie so gestaltet, daß immer von zwei benachbarten Meßstellen 2, 3 usw. die zu sperrende Durchfahrt lückenlos erfaßt werden kann.

Zwei Betriebsarten sind nun möglich. Die erste ist die passive Betriebsart, bei der durch Horchen die Geräusche passierender Schiffe immer dann erfaßt werden, wenn sich die Schiffsschraube über den Empfängern oder ganz in der Nähe befindet. In dem dargestellten Beispiel sind immer die Empfänger von fünf benachbarten Meßstellen hintereinander oder parallel geschaltet und gemeinsam den Verstärkern 4, 5, 6 und 7 zugeführt. Die Anzeige erfolgt Einrichtung zum Registrieren oder Anzeigen
von Über- oder Unterwasserfahrzeugen

Zusatz zum Patent: 1168 299

Anmelder:

Dr. phil. nat. Siegfried Fahrentholz,

2300 Kiel, Grasweg 2-6

Als Erfinder benannt:

Dr. phil. nat. Siegfried Fahrentholz, 2300 Kiel

auf einem Registriergerät, das folgendermaßen arbeitet:

Ein endloses Band 8, wie dieses aus der Echographentechnik bekannt ist, kann in Pfeilrichtung von einem Motor 9 angetrieben werden und trägt vier SchreibgrifM 10, 11, 12 und 13, die über Kontaktschienen 14, 15, 16 und 17 mit den Ausgängen der Verstärker 4, 5, 6 und 7 Verbindung haben. Ein elektrisch empfindliches Registrierpapier 18 wird in Pfeilrichtung kontinuierlich weiterbewegt. Im Fall der passiven Betriebsart ist der Antriebsmotor 9 für das endlose Band abgeschaltet, so daß das Band 8 stillsteht und die vier Schreibgriffel 10,11,12 und 13 auf dem Registrierpapier aufliegen. Kommen keine Geräusche von der Wasseroberfläche 19, so bleibt das Papier weiß. Wird ein Geräusch empfangen, so entstehen Schwärzungen 20 oder 21 auf dem Papier, die bei starkem Geräusch tiefschwarz und bei schwachem Geräusch grau sind. Der Zeitpunkt, zu dem die Geräusche die Meßstrecke durchfahren haben, ist durch den Papiervorschub gegeben; der Ort des Durchfahrens wird durch die entsprechende Registrierfeder 10, 11, 12 oder 13 direkt angezeigt. Die Genauigkeit der Ortsbestimmung ist nur eine Frage des Aufwandes und abhängig davon, wieviel Verstärker und Registrierfedern in der Konstruktion des Gerätes zugelassen werden sollen. Vielfach genügt es, in der Praxis eine gruppenweise Zusammenfassung, wie in dem dargestellten Beispiel, anzuwenden.

809 538/149

I 266185

Für die aktive Betriebsart mittels der Echolotung wird das beschriebene Registriergerät bei laufendem Motor 9 zu einem Echographen mit vier in gleichem Abstand vorhandenen Registrierfedern auf dem endlosen Band. Bewegt sich der Kontaktarm 22 am Kontakt 23 vorbei, so wird ein Sender 24 betätigt, der einen kurzen elektrischen Impuls an den Klemmen 25 entstehen läßt. Diese Klemmen sind mit allen Sendern der Meßstellen 2 und 3 usw. verbunden, so daß alle Sender aller aneinandergereihten Grundgestelle gleichzeitig den Ultraschallimpuls zur Wasseroberfläche aussenden. Auf dem Papier entsteht eine Nulllinie 26. Die Echos von der Wasseroberfläche gelangen über die Verstärker 4, 5, 6 und 7 wieder an die Schreibgriffel 10, 11, 12, 13, die sich während der Schall-Laufzeit in Pfeilrichtung weiterbewegt haben, und bewirken die Registrierungen 27, 28, 29 und 30.

Liegt die Meßlinie auf ebenem Boden, so stellen die Entfernungen el bis e4 von der Nullinie 26 bis zu den Registrierungen die gleiche Wassertiefe dar. Es müssen in diesem Fall vier parallele Registrierungen mit gleichem Abstand voneinander entstehen. Bei unebenem Meeresboden können auch die Grundgestellteilstücke, die zweckmäßig kardanisch miteinander verbunden sind, nicht in einer horizontalen Linie liegen, wodurch die vier Tiefenlinien unabhängig voneinander der jeweils vorhandenen Tiefe entsprechend auf dem Registrierpapier entstehen. Stets die kürzeste Entfernung wird deutlich sichtbar aufgezeichnet. Die Verstärker 4, 5, 6 und 7 sind so ausgebildet, daß sie immer nur das erste Echo einer Lotperiode registrieren können und dann automatisch gesperrt werden, bis ein neuer Sendeimpuls vom Kontakt23 ausgelöst wird. Das geräuschverursachende Schiff 20 wird beim aktiven Betrieb der Registriereinrichtung in der Form 31 dargestellt, das Schiff 21 z. B. durch die Registrierung 32. Der Tiefgang des Schiffes kann gemessen und die Länge des Schiffes geschätzt werden. Auch getaucht fahrende Schiffe ohne meßbare Geräusche werden durch das Aktiv-Verfahren mit ausreichender Sicherheit erfaßt. Der Zeitabschnitt tp auf dem Registrierpapier 18 bedeutet also die Registrierung im passiven Betrieb und der Zeitabschnitt im aktiven Betrieb.

Eine Schwierigkeit, die in dem Hauptpatent nicht berücksichtigt ist, besteht in dem großen Kabelaufwand beim Auslegen vieler Grundgestellinien; denn man erhält viele Zuleitungen zu den einzelnen Meßstellen bzw. Meßstellengruppen. Selbst wenn die Grundgestelle aus rohrartigen Schwimmkörpern bestehen und durch Fluten versenkt und mittels Preßluft wieder gehoben werden können, so müssen beim Ausbringen der Gestelle zahlreiche Kabelverbindungen zwischen den Teilstücken vorgenommen werden, die Störquellen bedeuten. Auch die Kabelgewichte und die sehr großen Kosten für die Kabel stehen der Anwendung des Verfahrens entgegen. Diese Schwierigkeit wird gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung dadurch behoben, daß in dem dargestellten Beispiel die vier Grundgestellteilstücke Meßstellen verschiedener Frequenz besitzen. Auch die zugehörigen Verstärker haben verschiedene Frequenz, so daß nur eine gemeinsame Erdverbindung für alle Sender und Empfänger notwendig ist, eine Leitung für alle Empfänger und eine Leitung für alle Sender. Mit insgesamt drei Leitungen kann durch diese Maßnahme eine Sperrstrecke großer Ausdehnung gebildet werden, da Frequenzen zwischen 15 und 50 kHz in der Unterwasserschalltechnik verwendbar sind.

Statt der Registrierung kann auch eine optische Anzeige dadurch erzielt werden, daß die Registrierfedern 10,11,12 und 13 zusätzlich mit Glimmlampen oder anderen Schauzeichen besetzt werden, die die Geräusche bzw. die Echos anzeigen. Auch Glimmlampen allein auf einer rotierenden Scheibe oder an einem endlosen Band können als Anzeigegerät benutzt werden. Sowohl im Schreibgerät als auch bei. einem Gerät mit optischer Anzeige lassen sich auch die Echos der Wasseroberfläche mechanisch durch Unterbrechungen in den Kontaktschienen 14 bis 17 oder elektrisch mit Hilfe von Multivibratoren zur Sperrung der Empfangsverstärker ausblenden, da sie ja bei konstanter Wassertiefe stets aus der gleichen Entfernung einfallen. Bei einer derartigen Ausbildung der Geräte erfolgt nur dann eine Anzeige, wenn ein Fahrzeug die Sperre passiert. Diese Anzeige kann auch benutzt werden, um eine Alarmeinrichtung auszulösen.

Unter gewissen Einsatzbedingungen läßt sich die Kombination zwischen Passiv- und Aktiv-Verfahren in der Weise anwenden, daß zunächst mittels des Passiv-Verfahrens ein Geräusch angezeigt und dieses dann benutzt wird, den Motor 9 einzuschalten, wodurch das Aktiv-Verfahren zu arbeiten beginnt.

Legt man eine Vielzahl von Sendern/Empfängern in mehreren parallelen Linien nebeneinander auf den Grund, so kann dadurch eine Fläche gegen Überfahren oder Überschwimmen geschützt werden. Dies kann Bedeutung haben an Liegeplätzen großer Schiffe, wo es darauf ankommt, zu verhindern, daß unter Wasser Gegenstände an das Schiff gebracht werden, die für das Schiff eine Gefahr bedeuten. Für diesen Anwendungszweck kann es auch wichtig sein, die Sender/Empfänger nach unten gerichtet an der Oberfläche schwimmend ringsherum um das Schiff anzubringen und sich der gleichen Einrichtung zum Registrieren oder Anzeigen zu bedienen.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Registrieren oder Anzeigen von Über- oder Unterwasserfahrzeugen nach Patent 1168299, dadurch gekennzeichnet, daß als Träger der Registrier- und/oder Anzeigeorgane ein an sich bei Echographen bekanntes endloses Band dient, das bei Geräuschempfang stillsteht und bei der Echolotung dauernd umläuft und dabei periodisch einen Sendeimpuls auslöst.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeorgane statt auf einem endlosen Band auf einer bei Echolotgeräten bekannten Kreisscheibe angeordnet sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dan' durch gekennzeichnet, daß die Echos der Wasseroberfläche durch Blockierung der Empfangsverstärker beispielsweise mittels Multivibrators oder durch Unterbrechung der Kontaktschienen unterdrückt werden.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfang von Geräuschen oder von Echosignalen aus einer Entfernung, die von derjenigen der Wasseroberfläche abweicht, Alarm auslöst.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, da-

durch gekennzeichnet, daß durch den Empfang von Geräuschen selbsttätig die Echolotung in Betrieb gesetzt wird.

6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die am Boden des Gewässers ausgelegten Schwinger auf unterschiedliche Frequenzen abgestimmt und über ein gemeinsames Kabel mit abgestimmten Empfängern verbunden sind.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an die Stelle einzelner Schwinger mehrere benachbarte, auf die gleiche Frequenz abgestimmte Schwinger treten, die elektrisch zusammengeschaltet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen