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Flä chene chograph Mit "Flächenechograph" bezeichnet man eine Echolotanlage,
die es gestattet, bei einer Fahrt des Meßschiffes gleichzeitig eine Vielzahl von
Profilkurven aufzuzeichnen.
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Zu diesem Zweck sind an einem quer zur Fahrtrichtung des Schiffes
angeordneten Träger eine Vielzahl von Sende-und Empfangsschwingern in gleichmäßigen
Abständen angeordnet, und auf dem Registrierpapier wird dabei eine Vielzahl von
Längsprofilkurven gleichzeitig aufgezeichnet. Das Meßdschiff ist zu diesem Zweck
entsprechend breit gebaut oder mit Auslegern versehen, welche die Sender-Empfänger-Paare
tragen. Bei einer ausgeführten Anlage beträgt die auf diese Weise erfaßte Breite
des vermessenen Streifens der Wasserstraße 50 Meter und an den beiden Auslegern
von je 25 m Länge, sowie unter dem Meßschiff selbst,. sind insgesamt 50 Echolotsende-
und Empfangsschwinger angeordnet. Die Sendeschwinger werden dabei gleichzeitig erregt,
während die Empfangaschwinger über Je einen besonderen Verstärker mit je einer der
auf einem gemeinsamen umlaufenden Band in Abständen hintereinander angeordneten
Registrierfedern verbunden sind. Bei der ausgeführten Anlage werden auf diese Weise
auf einem 1 m breiten Registrierpapier gleichzeitig 50 Längsprofilkurven aufgezeichnet.
Die Praxis hat gezeigt, daß eine solche Darstellung wegen der Vielzahl der Kurven
verhältnismäßig unübersichtlich ist, so daß
es insbesondere notwendig
ist, zur Lokalisierung eines registrierten Hindernisses jeweils die Kurven, oben
oder unten beginnend, der Reihe nach abzuzählen.
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Diese Nachteile werden durch die Erfindung vermieden.
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Gemäß der Erfindung ist ein Slächenechograph, bei dem mit einer Vielzahl
von verteilt über die Breite der auszulotenden Fläche angeordneten Sende- und Empfangsschwingern
gelotet wird und die empfangenen und in getrennten Verstärkern verstärkten Echosignale
in einer Registriervorrichtung derart aufgezeichnet werden, daß auf einer gemeinsamen
Schreibfläche eine Vielzahl von Längsprofilkurven untereinander registriert werden,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärker für die Echosignale derart unterschiedlich
ausgebildet sind, daß Jede n-te ProSilkurve mit einer anderen Schwärzung oder Strichlänge
geschrieben wird als die übrigen Kurven, wobei n eine ganze Zahl und größer als
1 ist und vorzugsweise 5 oder 10 beträgt. Dabei soll unter dem Begriff rrVerstärker"
die gesamte Schaltung verstanden werden, welche zwischen dem Empfangsschwinger und
der zugehörigen Registrierfeder liegt, =also nicht nur die Teile, welche eine lineare
Verstärkung des Echos bewirken. Da bei dem Flächenechograph eine Vielzahl von Tiefenkurven
untereinander auf der gleichen Registrierfläche aufgezeichnet wird, ist es notwendig,
alle Mehrfachechos von der Aufzeichnung fernzuhalten, da das Bild sonst nicht mehr
zu deuten wäre. Die Verstärker sind zu diesem Zweck mit Vorrichtungen ausgestattet,
welche nur das Jeweils erste Echo, bzw. dessen ansteigende Flanke zur Aufzeichnung
bringen. Diese Aufgabe wird in der Weise gelöst, daß das erste Echo der Lotperiode,
sofern es eine vorbestimmte Schwelle überschreitet, eine Kippschaltung mit zwei
stabilen Schaltzuständen, z.3. einen bistabilen Multivibrator
zum
Ansprechen bringt, der in diesem Zustand verbleibt, bis er durch den nächsten Sende
impuls zum Rückkippen veranlaßt wird. Etwaige, auf das erste Echo folgende weitere
Echos können an dem durch das erste Echo herbeigeführten Schaltzustand der Kippschaltung
nichts mehr ändern; diese Änderung kann vielmehr erst durch den Sendeimpuls der
nächsten Lotperiode herbeigeführt werden, welche der Schaltung an einem anderen
Punkt zugeführt wird als der Echoimpuls. Die eigentliche Aurzeichnung erfolgt durch
einen von der ersten Flanke der Kippspannung durch Differentiation gewonnenen Impuls,
dessen zeitliche Lage dem Einsatz des ersten Echos innerhalb der Lotperiode entspricht,
dessen Form und Amplitude aber von dem eigentlichen Echo nahezu unabhängig ist.
In Ausführung des Erfindungsgedankens soll nun dieser Impuls, der im folgenden zum
Unterschied von der Kippspannung die von dem Echo bis zum Beginn der nächsten Lotperiode
reicht, als Sekundärimpuis bezeichnet werden, bei Jedem n-ten, also z.B. Jedem fünften
Verstärker, eine in der Schwärzung oder Strichlängs unterschiedliche Aufzeichnung
bewirken. Der Impuls dient zunächst dazu, einen geladenen Kondensator über eine
gittergesteuerte Gasentladungsröhre zur Entladung zu bringen. An diesem Entladekreis
ist dann die Schreibfeder über einen Transformator und einen Gleichrichter angekoppelt.
Bei einer derartigen Schaltung läßt sich eine stärkere Schwärzung bei Jedem fünften
Verstärker z.3. dadurch erreichen, daß der Ladekondeneator größer gewählt wird als
bei den übrigen Verstärkern, oder daß der Transformator stärker an den Entladekreis
angekoppelt ist. So ist es z, B, möglich, die Primärwicklung des Transformators
unmittelbar in Beihe mit dem Ladekondensator zu schalten, eo daß der gesamte Entladestrom
durch die Primärwicklung des Transformators hindurchfließt, während bei den übrigen
Verstärkern
der Transformator über eine Koppelkapazität an den Ladekondensator angekoppelt ist,
so daß nur ein Teil der Entladeenergie des Kondensators auf den Transformator gelangt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Abbildungen dargestellt,
und zwar zeigt Fig. 1 ein Schema der Gesamtanordnung, Fige 2 eine Schaltung für
den Verstärker und Fig. 3 eine Abwandlung dieser Schaltung, wie sie für jeden n-ten
Verstärker zweckmäßig ist. An einem, der Einfachheit halber als Balken 1 dargestellten
Träger sind 50 Schwingerpaare S/E1 bis S50/E50 angeordnet. Die Sender-Schwinger
bis S50 " werden gleichzeitig erregt, und zwar über den Kontakt 2, der von einem
Nocken 3 auf dem umlaufenden Band 4 betätigt wird. Die Empfänger E1 bis E50 sind
über den Verstärker V1 bis V50 und über nichtdargestellte Kontaktschienen mit den
Registrierfedern f1 bis f50, die auf dem umlaufenden Band 4 angeordnet sind, verbunden.
Die Registrierfedern bewegen sich über dem Papier 5 von rechts nach links und zeichnen
dabei eine Nullinie 6 und Tiefenkurven 7, 8, 9 usw. auf.
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Die Nullinie 6 gehört zu der Tiefenkurve 7, während die zu den übrigen
Tiefenkurven gehörigen Nullinien unterdrückt sind. Erfindungsgemäß zeichnet sich
nun jede fünfte Profilkurre vor den übrigen durch eine stärkere Schwärzung oder
größere Breite aus. Hierzu ist es notwendig, die entsprechenden Verstärker V5, V10
usw. anders auszubilden als die übrigen Verstärker.
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In Fig. 1 ist zunächst das Schaltbild für die gewöhnlichen Verstärker
dargestellt. Von dem Empfangsschwinger E gelangt der Echoimpuls über einen Vorverstärker
20 auf das Gitter einer Gasentladungsröhre 21, die durch die Batterie 29 so weit
negativ vorgespannt ist, daß nur stärkere Echos, wie sie z. B. vom Boden oder einem
aus dem Boden vorspringenden Hindernis herrühren, die Röhre zum Zünden bringen.
Nach erfolgter Zündung brennt
die Röhre zunächst über die Widerstände
22, 23 und den Transformator 24 weiter. ueber diesen Transformator entsteht im Zündzeitpunkt
der Röhre 21 ein positiver Impuls, der an die Gasentladungsröhre 25 gelangt, die
normalerweise durch die Batterie 26 gesperrt ist, durch den Impuls aber geöffnet
wird, so daß sich der Kondensator 27, der über den Widerstand 28 von der positiven
Stromversorgungsklemme 30 her aufgeladen ist, über diese Röhre entlädt. Der EntladeLmpuls
gelangt über den Kondensator 31 und die Primärwicklung 32 eines Transformators auf
die Sekundärwicklung 33 und von dort über die Gleichrichter 34 an die Schreibfeder
f unQ die leitende Unterlage 35 des Registrierpapiers. Bei jedem fünften Verstärker
ist nun der gestrichelt umrahmte Teil der Schaltung der Fig. 2 entsprechend der
Fig. 3 abgeändert. Diese Änderung ist derart, daß die :Primärwicklung 32 des Transformators
nunmehr unmittelbar mit dem Ladekondensator 27 in Reihe liegt, so daß sie von der
gesamten Entladeenergie des Kondensators durchflossen wird. Dadurch gelangt ein
entsprechend stärkerer Impuls auf die Sekundärseite des Transfor-ators und somit
auf die Registr erfeder.
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Die Erfindung ist auf die dargestellte Ausführungsform nicht beschränkt.
Insbesondere ist es nicht erforderlich, daß die Registrierkurven gleichzeitig geschrieben
werden, d.h. daß die Sender gleichzeitig erregt werden.
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Vielmehr kann man die Bender auch gruppenweise nacheinander erregen,
indem z*B. zunächst die Sender 1 - 10 und dann die Sender 11 - 20 usw. eingeschaltet
werden.
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Bei dieser Anordnung würde man z. B. mit 10 Registrierfedern auskommen
und trotzdem würde man bei einem Bandumlauf 50 Kurven aufzeichnen können. Entscheidend
ist allein, daß eine Vielzahl von Profilkurven auf der gleichen Registrierfläche
aufgezeichnet werden. Ob diese gleichzeitig oder nacheinander entstehen, ist dabei
belanglos.