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Zur Vermessung von Wasserstraßen ist es bekannt, mit einer Vielzahl
von quer zur Fahrtrichtung eines Meßschiffes verteilt angeordneten Meßstellen zu
arbeiten, um auf diese Weise einen breiten Streifen der Wasserstraße gleichzeitig
zu vermessen. Der Fachmann steht dabei vor der Frage, ob er Querprofilkurven oder
Längsprofilkurven aufzeichnen soll.
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In der VDI-Zeitschrift 97 (1955), S. 775 und 776, ist eine Einrichtung
zur Aufzeichnung von Querprofilkurven beschrieben, bei der die Sender und Empfänger
der einzelnen Meßstellen nacheinander an ein Registriergerät init einem einzigen
Registrierorgan angeschaltet werden, das die Wassertiefe der einzelnen Meßstelleri
in Richtung quer zum Papiervorschub nebeneinander aufzeichnet, so daß alle Lotungen
zu einer Querprofilkurve zusammengefügt werden. Von allen {geßstellen ist also in
jedem Augenblick nur eine einzige tätig, so daß die erhaltene Informationsdichte
geringer ist, als wenn sämtliche Meßstellen dauernd tätig wären. Dementsprechend
muß die Geschwindigkeit bei der Meßfahrt entsprechend gering bleiben.
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Dagegen können bei der Aufzeichnung von Längsprofilkurven sämtliche
Meßstellen dauernd tätig sein, so daß sich hier ein Maximum an Information ergibt
und die Fahrgeschwindigkeit entsprechend höher gewählt werden kann. Eine hierfür
geeignete Registriereinrichtung ist in der schweizerischen Patentschrift 313592
angegeben. Auf einem umlaufenden Band ist hier hintereinander eine der Anzahl der
Meßstellen entsprechende Anzahl von Registrierorganen in Laufrichtung des Bandes
versetzt hintereinander angeordnet, wobei jedes Registrierorgan nur in einer bestimmten
Papierzote tätig werden kann. Die Sender aller Meßstellen werden dabei gleichzeitig
ausgelöst. Die Registrierorgane schreiben dann in den ihnen zugeordneten Zonen des
Papiers gleichzeitig Längsprofilkurven, so daß eine Schar von mehr oder minder parallelen
Längsprofilkurven auf dem breiten Papier übereinander aufgezeichnet wird. Diese
Anordnung hat also den Vorteil, daß keine Totzeiten entstehen wie bei der oben beschriebenen
Aufzeichnung von Querprofilkurven, bei der die einzelnen Meßstellen länger unausgenutzt
als aktiv tätig sind.
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Aus der vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung A 19996 VIIId/74d
(deutsche Patentschrift 962049) ist ferner eine Vorrichtung zur Panoramaabbildung
einer Ebene durch Echolotung mit Schallwellen mit einer Vielzahl von Richtstrahlern
bekannt, die Echos aus aneinander anstoßenden Richtsektoren empfangen und mit getrennten
Registrierorganen verbunden sind, die zu einem Kamm vereinigt und somit synchron
und konphas über das Registrierpapier bewegt werden, wobei jedem Registrierorgan
ein schmaler Streifen auf dem Papier zugeordnet ist und die Sendeimpulse in allen
Sektoren gleichzeitig ausgelöst werden. Eine solche Einrichtung könnte auch für.
die Aufzeichnung von Querprofilkurven in Erwägung gezogen werden, wobei alsdann
ähnlich wie bei der beschriebenen Aufzeichnung von Längsprofilkurven sämtliche Meßstellen
gleichzeitig und - abgesehen von einer Pause für den schrittweisen Papiervorschub
in Richtung parallel zur Laufrichtung der Registrierorgane - ununterbrochen aktiv
tätig wären. Abgesehen von den mechanischen Schwierigkeiten des ruckweisen Papiertransports
würden sich aber hier nur »punktierte« Querprofilkurven ergeben, die für den Ver-
messungstechniker
unbefriedigend sind, so daß das Prinzip der Patentanmeldung A 19996 VIII d/74 d
für die Vermessung von Wasserstraßen durch Aufzeichnung von Querprofilkurven ernstlich
nicht in Frage kommt.
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Die Aufzeichnung von Längsprofilkurven ist wegen des kontinuierlichen
Papiertransports, der senkrecht zur Bewegungsrichtung des Registrierorgans erfolgt,
technisch einfacher, und diese Art der Aufzeichnung liefert auch neben einem Maximum
an Information bei gegebener Fahrtstufe ununterbrochene Tiefenkurven. Andererseits
sind aber Querprofilkurven anschaulicher, da sie einen unmittelbareren Eindruck
von den Tiefenverhältnissen an einer interessierenden Stelle einer Wasserstraße
vermitteln und kein Umdenken erfordern, wie dies bei einer Schar mehr oder minder
parallelen Längsprofilkurven der FaD ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
die Vorteile beider Darstellungsarten miteinander zu verbinden, indem zwar die bleibende
Aufzeichnung aus Längsprofilkurven besteht, aber dennoch gleichzeitig eine Querprofilkurve
sichtbar gemacht wird.
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Ausgehend von einer Einrichtung zur Aufzeichnung von Längsprofilkurven
nach dem akustischen Echolotverfahren mit Hilfe einer Mehrzahl von senkrecht nach
unten lotenden, quer zur Fahrtrichtung des Meßschiffes verteilt angeordneten Meßstellen
mit je einem Ultraschallsender und -empfänger, bei der alle Sender gleichzeitig
ausgelöst werden und jeder Meßstelle ein Registrierorgan zugeordnet ist, die sämtlich
mit der gleichen Geschwindigkeit senkrecht zur Transportrichtung des Registrrerpapiers
umlaufen, zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, daß jeder Meßstelle ein eigenes
Registriergerät mit einer eigenen Papierbahn und einem eigenen Registrierorgan zugeordnet
ist, daß alle Registrierorgane in an sich bekannter Weise konphas und alle Papierbahnen
mit gleicher Geschwindigkeit angetrieben werden und daß die Registriergeräte jeweils
nur eine schmale Sichtfläche aufweisen und mit diesen in der Reihen. folge der Meßstellen
nebeneinander angeordnet sind, so daß die jeweils sichtbaren kurzen Abschnitte der
einzelnen Längsprofilkurven zusammen ein Querprofil ergeben.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren dargestellt.
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F i g. 1 zeigt das Registriergestell in Vorderansicht und F i g.
2 dasselbe Gestell in Seitenansicht; in Fig. 3 ist eine einzelne Registrierkassette
in Seitenansicht und in F i g. 4 dieselbe Kassette im Schnitt dargestellt.
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Ein schrankartiges Gestell enthält in seinem Unterteil 1 die elektrische
Ausrüstung-und.in dem aufgesetzten Oberteil 2 zwei Reihen von Registrierkassetten3.
Jede einzelne Registrierkassette ist auswechselbar und enthält die Papierrollen
sowie die vorn sichtbare, schmale Schreibfläche, auf welcher die Registrierung erfolgt.
Neben jeder einzelnen Kassette befindet sich das umlaufende endlose Band mit der
Schreibfeder. Die endlosen Bänder 4 der oberen Reihe und die Bänder 5 der unteren
Reihe werden je von einer gemeinsamen Welle 6 bzw. 7 angetrieben die ihrerseits
über Treibriemen8 bzw. 9 von dem vorzugsweise kollektorlosen Motor 10 angetrieben
wird. Die Umlaufgeschwindigkeit der endlosen Bänder ist durch Änderung der Frequenz
des Betriebsstromes für den Motor oder durch Verstellung
eines auf
zwei Kegelscheiben laufenden Riemens veränderbar. Jede einzelne Registrierkassette
enthält eine Vorratsrolle 11, eine Aufwickelrolle 12, eine Antriebsrolle 13 mit
einer Gegendruckrolle 14 sowie Umlenkrollen 15 und 16 und schließlich den eigentlichen
Registriertisch 17, über den das Papier auf der gestrichelt gezeichneten Bahn hinweggezogen
wird.
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Über die Registrierfläche gleitet die Schreibfeder 18., die an dem
umlaufenden Band 4 befestigt ist, das seinerseits über Rollen 19 und 20 läuft. Von
jedem einzelnen Registrierpapierstreifen ist nur ein schmales Stück zu sehen, und
diese schmalen Stücke bilden zusammen ein Querprofil, während die einzelne, beschriebene
Papierrolle im entrollten Zustand ein Längsprofil zeigt. Der Papiervorschub ist
für alle Kassetten gleich groß und erfolgt für alle Kassetten gemeinsam über einen
besonderen Motor, der in der Drehzahl ebenfalls veränderbar und mittels eines Schaltknopfes
jederzeit aus- und einschaltbar ist. Ein mittlerer Wert für den Vorschub ist z.
B. 30 mm! Minute. Jeder Registrierstreifen ist über einen eigenen Verstärker einem
bestimmten Sende-Empfänger-Paar an den Auslegern bzw. unter dem Meßschiff zugeordnet.
Das Gestell zeigt insgesamt zwei Reihen von je 25 Registrierkassetten übereinander.
Die zu jeder Registriereinheit gehörigen Schwingerpaare sind an den Auslegern in
Abständen von je einem Meter angeordnet, so daß der Echograph insgesamt eine Breite
von 50 m bei einer Fahrt überdeckt. Das Gerät sendet gleichzeitig mit allen Ultraschallsendern
und empfängt jeweils die Echos getrennt über die zugehörigen Empfänger.
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Es ist zweckmäßig, im Pult des Gerätes noch ein weiteres Schreibgerät
einzubauen, auf das mittels eines Wahlschalters alle Loteinrichtungen nacheinander
für Prüfzwecke geschaltet werden können. Das Gerät kann auch zur wahlweisen Aufzeichnung
einzelner Längsprofile benutzt werden. Ferner kann ein Schalter vorgesehen sein,
mit dem alle Verstärker der einzelnen Sender-Empfänger zusammen auf den zusätzlichen
Schreiber geschaltet werden können, so daß alle Echos übereinandergeschrieben werden
und jeweils nur die kleinste unter dem Schiff und den Auslegern vorhandene Wassertiefe
zu erkennen ist.
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Diese Betriebsart empfiehlt sich dann, wenn es nur darum geht, zu
überprüfen, ob eine gewünschte Solltiefe in der Wasserstraße an allen Punkten eingehalten
wird. Auch kann am Schreibgerät eine Alarmeinrichtung vorhanden sein, die automatisch
anspricht, wenn die Solltiefe unterschritten wird, z. B. dadurch, daß mittels eines
einstellbaren Kontaktes oder fotoelektrisch bei Unterschreiten der Mindesttiefe
die Alarmauslösung erfolgt. Alle Registriereinrichtungen des Flächenechographen
müssen eindeutig einander zugeordnet sein, was dadurch geschieht, daß ein elektrisch,
mechanisch oder motorisch angetriebener Zeitgeber vorhanden ist, der periodisch
Zeitmarken auf alle Registrierrollen gibt, so daß z. B. alle halbe Minute eine dünne,
von oben nach unten laufende Linie auf allen Rollen erscheint und daß z. B. alle
5 Minuten eine stärkere Linie geschrieben wird. Die Zeitmarken lassen sich durch
Anlegen einer Gleichspannung an alle Schreibfedern in bekannter Weise erzeugen.
Auch ist es zweckmäßig, für den Betrieb des Flächenechographen eine zusätzliche
Zeitmarke in alle Geräte durch Druckknopfbetätigung hineingeben zu können, daß damit
die Längskilometrierung der Wasserstraße festgehalten und die
Zuordnung zu gemachten
Notizen erfolgen kann. Der Flächenechograph läßt sich auch mit nach beiden Ufern
gerichteten Horizontalloten kombinieren, wodurch auch der Kurs innerhalb der Wasserstraße
festgehalten wird. Die Zahl der verwendeten Registriereinheiten ist unbeschränkt,
sie richtet sich nur nach der Zahl der verwendeten Ultraschallgeber. Der große Fortschritt
des Flächenechographen gegenüber den bekannten Geräten liegt also darin, daß dieses
Gerät zur Hindernissuche in Wasserstraßen geeignet ist und daß bei dem beschriebenen
Verfahren keine Gegenstände übersehen werden können und daß ferner später aus den
vorhandenen Aufzeichnungen jedes gewünschte Querprofil zu jedem beliebigen Zeitpunkt
herausgenommen werden kann. Bei einem Papiertransport von 30 mm/Minute kann der
Flächenechograph unter Verwendung der handelsüblichen Papierrollen von etwa 18 m
Länge 10 Stunden ununterbrochen eingesetzt werden, wodurch sich bei einer Fahrt
mit 10 km pro Stunde 100 km Wasserstraße lückenlos erfassen lassen.