DE1498018A1 - Echolot - Google Patents

Description

Dr .1/ Az O 5815

S. Smith St Sons (England) Limited of Crlcklewood Works, London N.S.

Echolot

Die Erfindung betrifft ein Echolot, bei dem ein elektromechanischer Wandler Echos von zum Meeresgrund gesandter mechanischer Wellenenergie empfängt und von den Echos abgeleitete Signale über einen Verstärker mit steuerbarem Verstärkungsgrad zu einer Anzeigevorrichtung geleitet werden, wobei der Verstärkungsgrad von einem Steuerwellenformgenerator gesteuert wird, der zur progressiven Verstärkungsgraderhühung von einem niedrigen auf einen hohen Wert gemäß einer vorbestimmten Zelt funktion getriggert wird.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 226 00h 1st ein Echo-ο lot dieser Art fUr die Bestimmung von Unterwasserzielen

oo bekannt, bei d&m ein Steuerwellenformgenerator unmittelbar ο

^ naoh der Aussendung von mechanischer Wellenenergie getriggert wird und sofort mit dem Erhöhen des Verstärkungsgrades

<o beginnt. Dl· Amplitude Jedes vom Wandler empfangenen Echos

BAD

H98018

hangt von der Tief· ab. In der es zurückgeworfen wurde, wobei mit der Tiefe auoh der Weg der Energie wächst und damit auch die Dämpfung. Bei dem bekannten Echolot wird das allmähliche Erhöhen des Veratärkungsgrades des Verstärkers dazu verwendet, die rait dor Tiefe wachsende Dämpfung zu kompensieren». wobei die kräftigeren Signale der zuerst empfangenen Echos _ weniger verstärkt werden als die schwächeren Signale der später empfangenen Echos,

Wenn dieses bekannte Echolot zur Untersuchung von Eigenschaften von Schichtungen unterhalb des Meeresgrundes verwendet würde, ergäben sich beträchtliche Nachteile. So würden die Signale, die von den von den Schichtungen unterhalb des Meeresgrundes empfangenen Echos abhängig von der Wassertiefe oberhalb des Meeresgrundes verstärkt, so. da8 zwangsläufig die Größe Jedes angezeigten Schichtungseohoalgnals nicht ohne weiteres mit den Schichtung eic enaohaften in Beziehung gesetzt werden kann. Außerdem ist bis zum Empfang des Meeresgrundechosignals der Verstärkungsgrad auf einen relativ hohen Wert angestiegen, was eine Übersteuerung des Verstärkers durch das Maoresgrundechoslgnal zur Folge hat und die Oafahr äer Unterdrückung von unmittelbar folgenden Sohldhtungsechoslgnalen mit sich bringt. - - - \ ' '-'"'■ ·'-' ■'''■ ^:'':'

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Echolot der eingangs erwähnten Art xu schaffen, das zur Untersuchung von r _{: r} Schichtungen unterhalb des Meeresgrundes geeignet ist

BAD OWGINAL 909809/0319

Η980Ϊ8

und die vorstehend genannten Nachteile vermeldet·

Srflndungsgemäfi gelingt dies dadurch, daß der Steuerwellenformgenerator beim Empfang des Meeresgrunde ohos getrißgert wird und daß der Steuerwellenformgenerator die Erhöhung des Verstärkungsgrades des Verstärkers unmittelbar nach dem Durchlauf des Meereegrundechoslgnals durch den Verstärker beginnt·

Bei dem erfindungsgemäßen Echolot besitzt der VerstUrkungsgrad des Verstärkers beim Durchlauf des Meeresgrundechosignals durch denselben einen niedrigen Wert, so daß dieses Signal, das gewöhnlich eine große Amplitude relativ zu den Schichtungseohoslgnalen besitzt, keine Übersteuerung des Verstärkers bewirkt. Dadurch,daß das Anheben des Verstärkungegrades unmittelbar naoh dem Durchlauf des Meeresgrundechosignals durch den Verstärker beginnt, 1st der Verstärkungsgrad für die Schichtungeechosignale unabhängig von der Wassertiefe über dem Meeresgrund und allein abhängig von der Tiefe der Schichtung unter demselben·

Ein weiterer Vorteil des erflndungsgemäßen Echolotes besteht, darin, daß die niedrige Verstärkung des Meeresgrundeohosignals und die allmählich anwachsende Verstärkung für die nachfolgenden Schiohtungseohoslgnale eine Anzeige ergeben, boi der die physikalischen Unterschiede zwischen den verschiedenen Schichtungen nicht durch ein Übersteuerndes Meeresgrundecho oder einen raschen Abfall in der Amplitude der angezeigten

Sohlehtungseohos verdeckt oder gestört wird. ■

909809/0319 ^{BAD 0}^

Die Anordnung kann so getroffen sein, daß beim Empfang des Meeresgrundeohoeignals der Steuerwellenformgenerator den Yerstärkungsgrad von einem hohen Wert auf einen niedrigen rasoh absenkt, bevor die Verstärkung allmählich ansteigt· Die bevorzugte Methode besteht, Jedoch darin, daß der Steuerwellenformgenerator den Verstärkungsgrad bis zum Durchlauf des Meeresgrundeohosignals durch den Verstärker auf einem niedrigen Wert halt. Dies hat den Vorteil, daß von Gegenständen oberhalb des Meeresgrundes zurückgeworfene Echosignale unterdrückt werden» - .

Während die Sohlohtungeeoho von dem Echolot empfangen werden, kann vom Meeresgrund reflektierte »eohanieche Wellenenergie an der Meeresoberfläche reflektiert und nochmals am Meeresgrund reflektiert werden· Dieses MeeresgrundrUokeoho kann beim Empfang von großer Amplitude sein. Insbesondere bei flachen Gewässern und ce ergibt sieh ein Khnllohos. Problem, wie bei den direkten Meeres· grundeohos. Dieses. Problem kann vorteilhaft durch dl· Verwendung eines zweiten Steuerwellenformgenerators gelöst werden, der während des Durchlaufs des Meeresgrundrückechosignals durch den Verstärker dessen Verstärkung«- grad absenkt· Das MeeresgrundrUckeohosignal folgt dem Meeresgrundeohoslgnal naoh meiner Zeitspanne, die annähernd gleich der Zeltspanne zwischen Aussendung und Empfang des ersten Meeresgrundeohosignals ist; eine Verzögerungssehaltung lust deshalb naoh einer naoh den Empfang des Meeresgrund-

909809/0319 ^BAD

ochoeignals folgenden Verzögerung den zweiten Steuerwellenfonngenerator aus, wobei die Verzögerung abhängig von der Zeitspanne zwischen der Auesendung und dem Smpfang des Heeresgrundeohoaignala ist.

Zwei AusfUhrungsbeispiole der Erfindung werden nun anhand der Zeichnungen beschrieben· Es zeigen

SlE* 1 «in Blokfcsohaltbild einer einfachen AusfUhrungsform •Sue« erfindungsgemSßen Eoholota; und

Pig« 2 ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungen form des Echolote mit einer Einrichtung zur Beseitigung der SttSrwirkungen des ersten Meeres«· - grunurUckechos.

den beiden Figuren dargestellt· Impulsgeber 10 erzeugt !»pulse, 41« an «inen Sendewandler 11 angelegt werden«

909809/0319

«•loher la 4ft· tfetr I>ruokwelX#niepwle« ait qvenien odtr hohen Bch«llfr«o_;u«B*eö «endet ♦ Di· jrüolrg«- etruhlten Echoe dleeer Xapule· werden von «i&·« «Topf»ag«- *&a4Xer IS aufgenoBsen, wobei 4i# EcboeißHfile cn« 4·» Wond· Xer 12 über eineo Sepf«ager*r»täirker 13 einer Aufaeichnunga· Yorrichtung 14 übertrügen wtrdeo. Die aoweit beeohriebone tüprioktun« ist durobiiu« herköaaliclier Art, mm txuah für ihr· Bauteil· gilt» Hb aod d«reelb· fftmdlor kcon nach £#* XieiMiii file Seadev «b4 SapfXeger ir»rwend«t werden, während 4i« Arbeite»·!·· d·· I»p«l*g#lier* »weck» Zeit ein t tollußg d«r Aef«eiobnuag»Torriolitang e»**»oert wird·

κ«» 4·β VeaäXvr 12 »ech Pig. I werden auch

15
•Β ·1β·β Siläk/f

and 4βΒΒ βλ eines t#Xl«nfojr»g*1ser oder äeßeeadtr 16 «β«·1·£*, dir B»r *«f ßigtt'jX· eit

SeB4eep»rri»pul» wira aa den tfeöoeoder 16 yoo lopulege-10 S(B£eX*£t« wean «im Xnpul· gt#«B4et *urde, «α au verbind·», 4·β ö»r Keö)ien4er 16 mt «in SignaX anspricht, da» dnroh 4«b uneittelb^ren 3?uroneanff de*

«rstiigt ist« 1>*ί· »Höhet· ib «rofler A«pXits4· i«t f*»
eh«· i«B Μ·ί>··»ί«» U wraBlÄJt, eine

Ρ- ir.

909809/0319 " BAD

Η98018

%oll«nfora tu ereeugsn*' 41· *ur Steuerung der des Xapfcngeveretärfcere 13 »ngeXegt wird» BIe de» Yeratftrkere 13 «1*4 entweder konetfmt gehalten oder tortechxeltond ^rhuht, us eoalt 41· atmebse&d» Stärk«

cm» großer«« Entferoone«n aittele elnoa Empfind«*

uueiuglcloben· BIe daau

chen Mittel eind dürohsiUB herköaralioh und Is dor figur nioht dare*eti?llt* al«

dos är ^'.äir 1$ üborlftcert &*e Eapfindlichlielteeteuor- *"" >>*iJi Sepfcn^ de» a©er*äerynd*fohoel6nal* ein Kb» .o0iii>; η der Verstärkung fcerbelttufUhrea, porsnf eis und nach den voa i^apft*.X ''" lteeteuer«teiial ten Wert wieder

Sadvroh werden die Me*r*aunte?£ron&eofcO9lga&le In größeres lueaeS veretilrkt al« dl« ffemreegrundecheftlgnttle tind %·% Ihrer kl*in*n Aoplitud« #rfßöt tav* ftUfges«lohn oder ScbXudtell dee durch Widerhall «reeugt«n

i»t> darüber hin^utj alt einen nlede·» ren Wert &ufg«ielehnet und die 8«ereuunt$rgrundaohoelgn9ie können lnnerhalV dee ScnluStelXe duroh Zundhae der Intetiai tilt der duroh »le erfoXeten ittfeelohnutte ermittelt «erden·

Die Verstärkung doe ClenslYerettSrlcere 15 let tmf einen *ol ohen 9eri elngeeteXXt_t daft d*e tteereegrundeehoelendl eine

909809/0319

K98018

st«ti ßtaSgtad grotft /aplltrtte *ur AuelSouag dee Meßßender* 16 frufweiit und «wer un&bhK»gl& von der Ii*fe_f aus w*i« oher «* eopfΕηββη wird« Der He0*endor Ist «er I?inaelrer^?ladt~ runs dto iuegongeurtrtta, dtr Dr.epfuBßeßetohwinaicVtit und de« endgültig«!* ftrtt» d«r V9r*pAnmiBgt«»8t«it#rvell«&foni

Ein* T«ri£Jß#rvn£asofcßltua£ kann
leer 19 und dt« a»3eend«r 16 vorctcoben werden_f dtrcn dt&ttt fuhrt_t dfcö de· r«· etntii Zapttl* c«e«nd«tt

dtn M*0eead«r vtrenlftöt, Schot d·· aäehste» gt* •tndttta Xepul··» β»

StI it» 1« Hf« 8 dcrctttellttn Eohelot «lud dl» nut d«b Eapf«n«Bws.adXer 12 ro» eiaaa $ie&ttlYtr«t$*k«y 1? T«r*tfirlct tmd mn «in«» «oa»todtr 17 «5*1·«t· Per

17 trctttgt «1b« Aut^ßngewtlltafor«, die eiob το» der το» M«0i«nd«r 1$ dtr i» ?lff. 1 gtieigttn Vorriobtuue erzeug ■fcenvtinterscheidet. .

e«ndeunterdrüoktttt£*i»ittie «u« de» XsjmlsgtWr 10 wird wit Terher «a dtn M«a»eed*r 17 acgtitst, S«< ifttrtÄ^ruadtoh«Btgar,i ytr»ia*flt d·» MtOe#»dtr_# tlat AUtwtrttwtUtöfor* trctuits_t vtlob« ft»· tinte potiUT wlrtwidtn Xepul»

^909809/0319 BAD ONGlNAL

konstanter Amplitude %e«teht_t die unmittelbar nsoh Empfsag doe ife«röe<srundeohoeigaal· feegi&nt trad aaoh Beendigung de* Aufaeiohnungsperiode endet« Dids· Auaworteeallenforsi lot ©η •in« Unterdrückung»torschaltung 13 angelegt deren leietung *ur Steuerung der Veret^rkunß des V*retnrkero engoleet wird· Eint Sporrrorapjjnnung vivd nonaalerweie· den Veretflrker 15 acßtltgt, «α die Verstärkung ouf tine» deren fcert «u iuiltta. 1st die positive welleniora &a die Torachttltung 10 attgölegt, ecbließt eia riodentor, £«fc· ei&cn 3oheJ.ter vie «.Β. eltsen wodurch die Yorapünnua^ deroh die lintlf/duög cine a tor* expontatitil ftb»iolct, 1»ie die Verstärkung einen vorbeöti*öt©ß höheren Vert err«icbt« Dieser höhere Wert cowl* die Geschwindigkeit» ait welcher er erreicht ttird, ist ßua B hiilt der optis>&lea ULaötelXuag filr den «weak regelt»ur. &&eh üeöhUisucß der

führt da« öffnen deo Diodaötor· wieder daa Aüainkön der stUrlnuie t.uf den niederett liert herbei· Eleoe Anordnung tot den Vort«iX_f dull bis au» Ee?fftn& des ereten liee^öügrundeah d*a Xd«iirtu«p»pier keine £oh*« «ufgeseiehnet und eooit ßrÖ3tr«r Klarheit erhnXton werden«

Xie Vorriehtune naoh. Tie, 2 dient wuqh *ur

de· erste» Meereegruadrackechoa, das ttneheinonder dtiroh

BAD 909809/0319

40

von »eeresßmni, ffsaeerofcerfXSch· trad ««**♦«♦ £ron<? trctust *lrd. H· KeboelgnaX« eue den Yeyet^r^r 1? werden «« «ines 3tett«FiapuX»g«&e?*tor ¹I)SWt «In« ttmg 19 imgeiegt. 131t«· Schaltung 19 wird duroh den telbr.r vpaj Eapf&n^eir&adler 12 tii«?i3»5encn go β end© tan in "3SZB* unä durch. 4a· slXohat· ölgn*X alt gtoQQr — <i.h. <&«· aeor©öirund«choetg»al —- in "AUS· 61» «rcttigt ew*i Xapulce untepreohomd de» Bepfe»£ des eeaAet«a Xapulee» uöd d«m He*rt»{rrti«deoboei/mnl# deren 2eit~ onterechied dl« Tiefe d#e lleere&giruiuSte üntcrhalTb de» lere di*rntoIltu Diese ZmptsX·· v»rien einer

SO eng<»X·^*, welöh· «ine d*s B^iaöhea ihnen

^ps olnes

Berntor 21 isur stetsGnm^ £** ein^*l*ltate

. Sis· «uctttÄlioh» reßftlbtre 7ere8genin^ ist «a der Zateaeh« Eeohcung eu trtg·», dad eich di* Wnndler 11 und 1? unter dta ¥a9«ere?ieg«X beflndett und deshsiXb dne Keareigrundrüokcoho eicht naeh einem tntorvftXl meh, der Sendtm^ erfolgt, welcher g*B&tt «wciafa gröB*r bI« dor i*t_# nftoh weXofee» *!&· Äeereeermiaeoha erccheint* Tere»ee*T«i£:*ß«>öerRtor 21 wird daroh die 20 p-W8t^rel6»t, wenö der Sendelepvil· «tt di* der Eippachfateae ftJSßeXegt *ird_f wofcei der

BAD 909809/0319

H9801J5

44

«a tinea tttutrfcettn lUa«*ad«2F 22 B wird, Ut tint Voreptmaunga-Uattrariic&uflgaffaXXtnfora #*· «tug*» *«Xoht dl· τοα aeOeeadty 17 «Jp**ugt· ttfetrX&gert« Id· AepXitudt «ad S«rf»U.gt»o&*iadl«Dc«lt dt» Yorapoanucg«- Üattrdrücic\ia£ow*XX«nfore uu· dta BtSaoader 2? kann werdtn, ui lüii trfordtrltcbt üaterirUdcaa^ de» rüoktcho· htrbeleufufcr*&9 »iihrtad dit oufgtatichatt werden köontii« I» *llgea«in«a •leb dl«e von der UttttrdJpüokun«, dl* «u da» «yet· «rundwho Äögel#e% &>^» «^ «»Rf ·ο*οίΛ la Btiu« «Is Rech auf dl· fur dia Aft»tl#$ #riordtrllolit

1st «relohtllcfe, d«S d«r Mtöteadtr 17 wad dl« üattrdrükkanÄ*-»tortolmltwae 18 R^ch WLf, 2 alt den H*3*e»d*r ηβιοΐι lig« 1 irtttwtohteXfetir ninif towl· dnö dl« Ech«X%wne aeoh

«la· V«r«agerttng«iehtiltUB$ 1»v· »thr*r« T«r»5«tmnf» iwteohta dta JEepfanfitweinSXtr 12 «ad dta Mt8*tadem 17 uad 22 »ufv«l«ett kaoni vofcel 41« Ter*ögtruog $tadtp«rlod· «atepylofet* »o daß jtdtt dl· Yeratttrkutt* dt· lepffta««ver«tnrlctr· fur den

909809/0319

BAD OAMW*L

Claims (1)

Λ / Λ Λ Λ. .* Ä Patentansprücheι

1./ Eoholot« bei dem ein elektromeohaniaoher Wandler Echos von sum Heeresgrund gesandter neohanleeher Wellenenergie empfängt und von den Echos abgeleitete Signale über einen Verstärker mit steuerbarem Verstärkungsgrad au einer Anzeigevorrichtung geleitet werden, wobei der Verstärkungegrad von einem Steuerwellenformgenerator
gesteuert wird« der xur progressiven Verstärkungegrad· erhöhung von einem niedrigen auf einen hohen Wert
gemäß einer vorbestimmten Zeit funktion getriggert wird» dadurch gekennzeichnet· daß der Steuerwellenformgenerator (16, FIg* l; 17, Fig. 2) beim Smpfang des Heeresgrund· «ohos getriggert wird und daß der Steuerwellenformgenerator (16, Fig. 1| 17, Fig. 2) dl· Erhöhung des
Verstärkungsgrades des Verstärkers (12) unmittelbar nach dem Durchlauf des Meoreegrundeohoslgnale durch den
Verstärker (IJ) beginnt·

2· Echolot nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungegrad des Verstärkers (IJ) normaler· weise auf einen hohen Wert vorgespannt 1st« und daß der Steuerwellengenerator (16, Fig.l), wenn «r bein Empfang des Meeresgrundeohos getriggert wird, ein Signal an den Verstärker (15) sum unmittelbaren Absenken des Verstärkungen grade» auf einen niedrigen Wert und nachfolgendem allmählichem Ansteigen auf den hohen Wert anlegt·

903809/0319

BAD

U98018

4%

2, Echolot nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet« daß der Verstärkungsgrad des Verstärkers (13) normalerweise

auf einen niedrigen Wert vorgespannt ist, und daß der form

Steuorwellenj£enerator (17« FIg· 2)* wem er beim Empfang des Meeresgrundeohos getriggert wird, an den Verstärker (IJ) ein Signal zum allmählichen Erhöhen des VeretSrkungsgrades von dem niedrigen Wert anlegt«

4· Echolot nach einem oder mehreren der Ansprüche bis 24 dadurch gekennzeichnet« daß jedes Meeresgrundechosignal einer Verzögerungsvorrichtung sowie den Verstärker (1?) zugeführt wird» und daß die durch die Verzögerungsvorrichtung verzögerten Moeresgrundecho«

form signale zum Triggern des Steuerwellen&eneratore (16, Fig.l;

17» Flg. 2) verwendet wird*

5· Echolot nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4* dadurch gekennzeichnet« daß ein Verzögerungsgenerator (21) einen Triggerimpuls nach einer dem Empfang jedes Meeresgrundeohoslgnals folgenden Zeltspanne erzeugt« die von einem ZeitverzögerungswHhler (20) abhängig von der Pauer zwischen Aussendung der Energie und Empfang des folgenden Keeresgrundeohos ausgewählt wird« und daß ein zweiter Steuerwellenfonngenerator (22) von dem Trigger-Impuls des Verzögerungsgerterators (21) getriggert wird« um kurzzeitig den VerstKrkungsgrad des Verstärkers während des Durchlauft des MeeresgrundeUokeehoslgnals duroh den Verstärker (12) abzusenken·

909809/0319