DE1963559A1

DE1963559A1 - Elektronisches Geraet zur Entfernungsmessung

Info

Publication number: DE1963559A1
Application number: DE19691963559
Authority: DE
Inventors: Rilett John Walter
Original assignee: APOLLO ELECTRONICS Ltd
Current assignee: APOLLO ELECTRONICS Ltd
Priority date: 1968-12-18
Filing date: 1969-12-18
Publication date: 1970-07-09
Also published as: GB1298664A; US3766518A; FR2026475A1

Description

Elektronisches Gerät zur Entfernungsmessung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Gerät zur Mes· sung der Entfernung von einem Punkt zu einem Objekt durch Wellenausbreitung.

Ein herkömmliches Verfahren zur Entfernungsmessung besteht darin, daß ein kurzer Energieimpuls ausgesendet wird, der akustisch (d.h. eine Druckwelle) oder elektromagnetisch sein kann, sodaß die sich ausbreitende Welle zum Objekt gelangt, dessen Entfernung gemessen werden soll. Die Welle wird durch das Objekt reflektiert und die reflektierte Welle wird dann empfangen. Wenn die Geschwindigkeit der Welle in dem jeweiligen Medium bekannt ist und die Zeit gemessen wird, welche die Welle bis zum Objekt und zurück braucht, kann die Entfernung des Objekts berechnet werden.

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Beispiele solcher Verfahren sind Radar, Funkhöhenmesser, Laser-Entfernungsmesser und Unterwasser-.Schallmeßsysteme.

Durch ein Gerät, bei dem dieses bekannte Verfahren angewendet wird, wird dem Benutzer gewöhnlich lediglich eine Anzeige der Entfernung von dem Objekt gegeben, das eine Fläche sein kann. In bestimmten Anwendungsfällen, beispielsweise bei Flugzeugen, Schiffen oder Landfahrzeugen ist es wünschenswert, dem Benutzer weitere Information und insbesondere eine Warnung zu geben, wenn die Entfernung unter einen eingestellten Wert abnimmt, und/oder eine Warnung, wenn die Abnahmegeschwindigkeit der Entfernung zu einer Kollision innerhalb eines vorgewählten Zeitraums führen kann.

Hauptaufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und eines Gerätes, mit denen diese zusätzliche Information erzielt werden kann.

Ein Merkmal des erfindungsgemässen Verfahrens zur Entfernungsbestimmung besteht darin, daß Energieimpulse ausgesendet werden, diese Impulse nach der Reflexion an einem Objekt empfangen werden, die Zeitdauer zwischen der Aussendung der Impulse und dem Empfang der entsprechenden Reflexion ermittelt wird, ein elektrisches Signal erzeugt wird, das die Entfernung anzeigt und ein Warnsignal auslöst, wenn das erwähnte elektrische Signal einen vorgewählten Wert erreicht.

Ferner wird erfindungsgemäß ein Voraussagesignal erzeugt, wenn die Veränderungsgeschwindigkeit des elektrischen Signals anzeigt, daß eine vorausbestimmte Entfernung innerhalb eines vorgewählten Zeitintervalle erreicht wird.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist eine Einrichtung zum Aussenden von Energieimpulsen vorgesehen, ferner

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eine Einrichtung sum Empfang dieser Impulse, nachdem sie von einem Objekt reflektiert worden sind, eine Einrichtung zur kontinuierlichen Feststellung der Zeitdauer zwischen der Aussendung der Impulse und dem Empfang der entsprechenden Reflexionen, um hierdurch ein elektrisches Signal zu erzeugen, das die Entfernung angibt, und eine Einrichtung zur Erzeugung eines Warnsignals, wenn das erwähnte elektrische Signal einen bestimmten Wert erreicht.

Das elektrische Signal ist vorzugsweise analoge Spannung und vorzugsweise ist eine weitere Einrichtung zur Erzeugung eines Voraussagesignals vorgesehen, wenn die Änderungsgeschwindigkeit der analogen Spannung anzeigt, daß eine bestimmte Entfernung innerhalb eines vorgewählten Zeitintervalls erreicht wird.

Aufgabe der Erfindung ist ferner die Verbesserung der Gültigkeit der Entfernungsmeßtechnik in zweierlei Weise:

1. daß verhindert wird, daß ein zeitweiliger Verlust der reflektierten Impulse zu einem unregelmässigen oder fehlerhaften Betrieb führt und

2. daß die Suszeptibilität des Geräts für Störsignale, die durch Störungen oder Objekte im Echoweg verursacht werden, verringert wird.

Die Erfindung ist insbesondere jedoch nicht ausschließlich auf ein Echolotungssystem zur Verwendung in kleinen Schiffen und Booten mit Kraftantrieb gerichtet. Für diese Anwendungsform wird ein herkömmliches Ultraechallglied verwendet, wobei sowohl der Sender als auch der Empfänger am Unterwasserteil des Schiffes oder Bootes angebracht sind und die ausgesendeten Impulse entweder geringfügig nach vorne und unten oder direkt nach unten vom Schiff oder Boot gerichtet werden.

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SI■ Γ" Γ" ν/ ν ν*

Es wird ein normales Sende- und Empfangssystem verwendet_t bei dem kurze Schallenergieimpulse in das Wasser in regelmassigen Zeitabständen ausgesendet werden«,, welche Zeitabstände durch einen Tiefenmeß-Einstellknopf eingestellt werden»

Nachfolgend wird die Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen, anhand einer beispielsweisen Ausführungsform eines Gerätes für die Verwendung zur Echolotung mit Booten in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und zwar zeigen:

Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht der äusseren Teile des Gerätes» wie es von einem Benutzer gesehen wird;

Fig. 2 ein Blockschaltbild des Gesamtschaltungsaufbaus und der Teile des Gerätes;

Fig. 3 ein Blockschaltbild, welches bestimmte Teile der

Schaltung und Elemente des Gerätes mit näheren Einzelheiten zeigt;

Fig. H eine Spannungs-Zeit-Kurve von verschiedenen Wellenformen i) bis xi) mit identischen Zeitabszissen;

Fig. 5 eine weitere Spannungs-Zeit-Kurven-Darstellung verschiedener Wellenformen xii) bis xvii) mit identischen Zeitabszissen und

Fig. 6 ein Blockschaltbild der Voraussage- und Spdehervorrichtung der Fig. 2.

Wie sich aus Fig. 1 ergibt, bestehen die äusseren Merkmale des Gerätes aus einem Hauptgehäuse 1, das vorzugsweise drehbar^ auf einem Unterbau od. dgl. 2 angeordnet ist und mit

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einer Stromversorgungsleitung 3 sowie mit einem Kabel '4 versehen ist, welch letzteres mit einem Sende-Empfangs-Wandlerkopf■ 5 verbunden werden kann, der- zum Anbringen am Rumpf eines Bootes bestimmt ist* Die Vorderseite des Gehäuses 1 ist mit einem Fenster 6 versehen, das wahlweise beleuchtet werden kann, um eine sichtbare Warnung gleichzeitig mit einer hörbaren Warnung :;vu geben, die von einem innerhalb des Gehäuses 1 angeordneten Lautsprecher 13 erzeugt ;-;ird« Diese Warnung wird gegeben, wenn eine durch den Benutzer vorgewählte Tiefe erreicht wird, für welchen Zweck ein von Hand betätigbarer· Einstellknopf 7 vorgesehen ist, der eine geeichte Tiefenskala aufweist. Ein von Hand betätigbarer Lautstärkeregelknopf IO dient dazu, die Lautstärke des durch den Lautsprecher erzeugten hörbaren Signals zu verändern, welches Signal durch periodische Pfeiftöne ("bleeps") gebildet werden kann*

Ein Hauptanzeigeinstrument 8 in Form eines Meßgerätes gibt eine sichtbare Anzeige der tatsächlichen Tiefe und seine Empfindlichkeit , d.h. der Bereich, wird durch eine Reihe von Tasten 9 geregelt, die von Hand niedergedrückt werden können. Eine weitere Reihe von Tasten 11, die von Hand gedrückt werden können, mit einer entsprechenden Reihe von Feldern 12 dient dazu, eine Voreinstellung verschiedener Zeitintervalle als Basis für eine weitere Warnungsfunktion vorzunehmen. Diese Warnungsfunktion betrifft eine zeitliche Voraussage, wenn eine besondere Tiefenlotung, gewöhnlich die Tiefe Null, erwartet werden kann. Wenn die eingestellte Voraussagezeit, die durch Drücken einer der Tasten 11 eingestellt worden ist, erreicht wird, wird das entsprechende Feld in der Reihe von Feldern 12 beleuchtet und ein unterschiedlicher hörbarer Ton, der wieder ein periodischer Pfeif ton ("bleeps") sein kann, an den Lautsprecher 13 gegeben.

Der Wandlerkopf 5 dät vorzugsweise so angeordnet, daß seine Richtung, beispielsweise um 90°, verändert werden kann. Das

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Gerät kann daher zur Lotung in der Tiefe oder zur Lotun? in der Entfernung verwendet werden» Letztere kann angewendet werden z.B. bei geringer Sicht und gegebenenfalls mit einer Skalenschalteinrichtung zum Ausgleich für die ungleichen Geschwindigkeiten von Schall oder anderen V/ellenbewegungen in V/asser und in der Luft, zur Messung der Entfernung zu einem anderen Schiff, zu einem Molenkopf oder zu vorausliegendem Land oder Klippen, Wenn der Wandlerkopf 5 mit einem gewählten V.'inkel eingestellt wird, kann eine vektorielle Lotung abgelesen werden, die wieder in manchen Fällen nützlich sein kann, z.B. bei der Annäherung an ein unter dem Wasserspiegel befindliches vertikales oder steiles Riff oder an eine rasch untief werdende Küste.

Die Arbeitsweise des Gerätes ergibt sich aus der nachfolgenden näheren Beschreibung in Verbindung mit Fig. 2-6 der beiliegenden Zeichnungen.

VJie sich aus Fig. 2-5 ergibt und in Fig. 2 angegeben, erzeugt ein Impulsgenerator 20 Synchronisierimpulse, welche in Fig. 4 als VJellenforir. i) dargestellt sind, deren Folrrefrecuenz durch die gewählte Taste der Tastenreihe 9 bestimmt wird. Diese Folrefrequenz verändert sich von etwa 200 Impulsen je Sekunde bei Tiefen von weniger als 3 m (10 Fuß) bis etwa 2 Impulse je Sekunde bei Tiefen von etwa 300 m (1000 Fuß). Diese Impulse (Wellenform i)) erregen einen Sender 21, der Impulse in Form von Schallenergie- stössen erzeugt, die in Fig. H als Wellenform ii) gezeigt sind, mit der Pulsfolgefrequenz der 'Wellenform i). Die Leistung dieser Schallimpulse hängt von der Einstellung der Bereichwähleinrichtung 9 ab. Die Schallimpulse, Wellenform ii), werden dem Wandlerkopf 5 zugeführt und vom Bootsrumpf weg ausgesendet und zwar im allgemeinen nach unten zum Grund S des Gewässers. Der Wandlerkopf 5 dient ferner zur Aufnahme gedämpfter Schallenergie, die vom Grund des Gewässers und irgendwelchen zwischenliegenden Objekten re-

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flektiert wird und die Reflexionen werden einem Empfänger 22 zugeleitet _f bei dem Verstärkungen.und Filterkreise sowie eine Verstärkungsregelung in an sich bekannter Weise vorgesehen sind« Die Wellenform iii) in Fig„ 4 zeigt ein typisches Echosignal,, das durch den Wandlerkopf 5 empfangen werden kann. Dieses "typische Echosignal« Wellenform iii), das dem Empfänger 2 2 zugeführt wird, ist dargestellt als zusammengesetzt aus einem. Senderdurchbruch X_$ einem unerwünschten Störecho Y und aus einem stetigen Echo Z vom Grund des Gewässers und die gewünschte Information darstellend« Der Empfänger 22 wird in geeigneter 'Weise gesteuert, um den Durchbruch X auszuschalten, wie nachfolgend beschrieben wird, und erzeugt einen Ausgang, der einem Block zugeführt wird, welcher mit adaptive Schaltungen 40 bezeichnet ist, deren * Einzelheiten in Fig. 3 gezeigt sind. Der Ausgang aus dem Generator 20, Wellenform i), wird ebenfalls einem Block zugeführt, der als Tiefen-Analoggenerator 2 3 bezeichnet ist, dessen Einzelheiten in Fig. 3 gezeigt sind.

Wie in Fie. 3 dargestellt, besitzt der Tiefen-Analoggenerator 2 3 eine monostabile Vorrichtung 24 zur Kielkorrektur, welche die Wellenform i) aufnimmt und durch jeden der Impulse erregt wird. Der Ausgang der monostabilen Vorrichtung 24 iät in Fig. 4 als Wellenform v) dargestellt und wird dazu verwendet, die Zeitmeßschaltung vorzuspannen oder zu verzögern, für welchen Zweck ein Voreinstellorgan 50 dient, das durch den Benutzer eingestellt wird, damit das Meßgerät 8 die Tiefe des Grundes des Gewässers von einem Punkt in einem Abstand unterhalb des V.'andlerkopfes 5 anzeigen kann. So hat z.B. ein Jachtfahrer normalerweise den Wandlerkopf am Rumpf seiner Jacht angebracht,jedoch kann er die monostabile Vorrichtung 24 mittels des Einstellorgans 50 so einstellen, daß das Instrument S tatsächlich die Tiefe zwischen dem unteren Ende des Kiels seiner Jacht und dem Grund des Gewässers anzeigt. Zusätzlich zu dieser Funktion wird der Ausgang aus der monostabilen Vorrichtung 24, Wellen-

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form ν) s zuui Empfänger 2 2 zurückgeführt _s, um den Empfänger am .Arbeiten während der Dauer jedes von ihm erzeugten Impulses zu sperren und dient daher· zum Austasten des Senderdurchbruchs X_e Die übrigen Bestandteile Y und Z₅. Wellenform iii)j des Eingangs sum Empfänger 22 werden in diesem gefiltert und. erzeugen Rechteckimpulse von entsprechender Dauer am Ausgang des Lmy.fäxgers 22 <-. Die Ausgang&wellenf or-in des F.mpfän« gers 22 ist in Fig, ^f·: a 1,Ir wellenform 5λΟ dargestellte Der Impuls D in der Wellenferni iv) entspricht, dein gewünschten Echosignal Z₅. während der Impuls U in ä.er Wellenform iv) dem unerwünschten Störsignal Y entspricht, das durch einen Maskierimpuls eliminiert wird, dessen Erzeugung nachfolgend beschrieben wird.

Die Hinterflanke jedes Impulses aus der Vorrichtung 2H wird dazu benutzt, eine bistabile Vorrichtung 25 in ihren "Ein"-Zustand, d.h. in ihren "!"-Zustand zu triggern. Die Vorderflanke des Impulses D in der Wellenform iv) dient normalerweise dazu, die Vorrichtung 25 in ihren "Aus"-Zustand_s d.h. in diesem Falle in ihren "O"-Zustand zurückzustellen und wird einem nachfolgend beschriebenen Ausblendvorgang unterzogen. Der Ausgang der Vorrichtung 25 ist in Fig. U als Wellenform vi) gezeigt.

Der Ausgang aus dem Generator 20, Wellenform i), wird ferner einer spannungsgesteuerten monostabilen Vorrichtung 26 zugeführt, die einen Ausgang erzeugt, der in Fig. 4 als Wellenform ix) dargestellt ist und als Maskierimpuls bezeichnet ist. Die Dauer zwischen der Hinterflanke jedes Maskierimpulses, Wellenform ix), und der Hinterflanke des entsprechenden Ausgangsimpulses der bistabilen Vorrichtung 25, Wellenform vi), wird dazu verwendet, einen Inspektionsimpuls zu erzeugen, der als Wellenform χ) in Fig. 4 dargestellt ist. Zu diesem Zweck werden die Ausgänge aus den Vorrichtungen 25, 26 einer Ausblendvorrichtung 27 zugeführt.

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Λ fi'K ft· '·% f F" E V? V ^f Vf *-=^s

Der Ausgang aus der Vorrichtung 27 ₈ Wellenform x) ₉ wird einem Sägezahngenerator 2ß zugeführt, der einen Ausgang erzeugt, welcher als Wellenform xi) in Fig_e 4 dargestellt ist und als Inspektionsreise bezeichnet wird. Die Spannung, auf welche der Schrägteil der Inspektionsrampe, Wellenform xi), ansteigt j ist direkt propotional der Dauer des Inspektionsimpulses, Wellenform x).

Der Ausgang aus dem Generator 28 wird einer Sample- und Halteschaltung 29 zugeführt 3 die dazu dient, die Ausgangsspannung aus dem Generator 28 ,zu speichern, bis diese Spannung durch die Zufuhr eines Sample-Impulses₉ der als Wellenform viii) in Fig. H dargestellt ist_s weitergefördert wird. Die Erzeugung des Sample-Impulses wird nachfolgend beschrieben.

Der Ausgang aus der Schaltung 29 wird über ein Tiefpaßfilter 30 der Vorrichtung 26 zugeführt und dient dazu, sicherzustellen, daß eine Zunahme in der Dauer des Inspektionsim pulses, Wellenform x)_s eine entsprechende Zunahme in der Eaier des Maskierimpulses, Wellenform ix), bewirkt.

Der Ausgang aus der Vorrichtung 26, Wellenform ix), wird ferner einer weiteren Ausblendvorrichtung 31 zugeführt, deren Ausgang mit dem Rückstelleingang der bistabilen Vorrichtung 25 verbunden ist. Die Ausblendvorrichtung 31 dient dazu, daß die Wellenform iv) die Vorrichtung 25 zurückstellen kann, ausgenommen während der Dauer des Maskierimpulses, Wellenform ix), wenn falsche Echos in unerwünschter Weise die Vorrichtung 25 zurückstellen können.

Eine am Ausgang des Filters 30 entnommene Steuerspannung wird an die spannungsgesteuerte monostabile Vorrichtung 26 gelegt und proportional dem Zeitintervall gemacht, während welchem die bistabile Vorrichtung 25 sich im "!"-Zustand befindet und kann daher als Spannungsanalog der Tiefe ver-

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wendet werden«, Es kann jedoch zweckjnässiger sein₉ das
Spannungsanalog der Tiefe gesondert zu erzeugen, wie nachfolgend beschrieben wird«,

Der Ausgang der Vorrichtung 25, Welle vi), wird ferner einer Verzögerungsschaltung 32, einer weiteren Ausblendvorrichtung 34 und einem weiteren Sägezahngenerator 3 3 zugeführt. Der
Sägezahngenerator 3 3 wird durch den Ausgang aus der monostabilen Vorrichtung 24 eingestellt und erzeugt eine Ausgangsspannung, die in Fig« 4 als Wellenform vii) dargestellt ist, welche proportional der Dauer des am Ausgang der Vorrichtung 25, Wellenform vi),erzeugten Impulses ist« Die Ausblendvorrichtung 34-nimmt ferner den Ausgang aas der Vorrichtung 24, Wellenform ν), auf und erzeugt einen Ausgang, der
in Fig. 4 als Wellenform viii) dargestellt ist und als
Sample-Impuls bezeichnet wird. Der Ausgang aus dem Sägezahngenerator 33, Wellenform vii), wird einer weiteren Sanple-
und Halteschaltung 35 zugeführt, die dazu dient, den Höchstwert der Ausgangsspannuns; des Generators 3 3 zu speichern
und der durch den Sample-Impuls gesteuert wird, der am Ausgang der Ausblendvorrichtung 34, Wellenform viii), erzeugt
wird.

Die Ausblendvorrichtung 34 gewährleistet, daß die Dauer des
Sample-Impulses, Wellenform viii), gleich der Dauer zwischen der Hinterflanke des entsprechenden Ausgangs5.mpulses aus der Vorrichtung 25, Wellenform vi), und der Vorderflanke des nächsten Impulses aus der Vorrichtung 24, Wellenform ν), ist. Für die DAuer des Sample-Impulses, Wellenform viii) werden beide Schaltungen 29, 35 ausgelöst, um die durch sie gespeicherte Spannung zu liefern. Der Ausgang aus der Schaltung 35 wird über eine Filter- und Pufferschältung 36 geleitet, um einen Teil einer Tiefenanzeige-Analogspannung zu erhalten, die in Fig. 5 als Wellenform xii) dargestellt ist.

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Wenn das gewünschte Echo viel früher stattfindet_? als es in einem voraussehenden Zyklus geschah_s wird es durch den Maskierimpuls 5 Wellenform ix)_? blockiert und die bistabile Vorrichtung 25 wird nicht zurückgestellt_s so daß kein Sample-Irupuie ₉ Wellenform viii), der Versögerungsschaltung 3 2 zugeführt wird« wenn.dies für mehr als wenige Arbeitszyklen geschieht,, bewirkt die Verzö^erunr;sscha.ltu.rj,r 3 2 ein wirksames Kurzschliessen der Steuerspannung vorn Filter 30 zur gpannungsgesteuerten monostabilen Vorrichtung 26« Dies hat zur Folge», daß die Dauer des Maskierimpulses verkürzt wird, bis das Echosignal wieder durch die Ausblendvorrichtung 31 hindurchtritt.

Gelegentlich kann es vorkommen, daß überhaupt kein Echo wegen einer schlecht reflektierenden Oberfläche oder wegen einer Unterbrechung im Weg des Schallstrahls empfangen wird. In dieser Situation wird die bistabile Vorrichtung nicht zurückgestellt und die Sample- und Halteschaltungen 29, 3 5 übertragen ihre Spannungen nicht. In diesem Falle fährt die spannungsgesteuerte monostabile Vorrichtung fort, einen Maskierimpuls von der gleichen Dauer zu erzeugen, wie er erzeugt wurde, bevor das Echo verschwand und bis die Verzögerunnsschaltunfz 32 wieder in Tätigkeit tritt.

Falls kein Echo empfangen wird, wird kein Sample-Impuls erzeugt (wie-vorangehend erläutert), so daS der "Sample-" Teil der Schaltung 35 nicht arbeitet. Dies hat zur Folge, daß der "Halte"-Teil der Schaltung 35 fortfährt, eine Spannung zu speichern, die der gemessenen Tiefe analog ist, als das letzte Echo empfangen wurde.

Die Wellenform >cii) wird drei Stellen zugeführt, nämlich dem Instrument oder Meßgerät δ, einem Vergleichsglied (Fig. 2) und einer Voraussage- und Speichereinrichtung (Fig. 2).

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Das Ver'gleichsglied 36 wird dasii. verwendet_s, die'vorangehend erwähnten visuellen und hörbaren Tiefenwarneirs« ■ rdchtungen au erregen«, Die Tiefen~Analoggpanntmg_g Wellen«» form xii)· in FIg₆-B₈ wird im Vergleichsglied 3© ständig nut einer Spannung verglichen^ die in Fige 5 al© fellen« form Stil5) öer-gegtellt ist ^ die durch den Tiefen-Scheel·»- /. «,i;.porent5.o;:Äetisr 38 (Fig*. 2) eingestellt wird_P der¹ durch den in Fi:;, :. οε.r-^e.^tc-Uten Einstellknopf 7 ein.gersgelt νά-rde Der BuoJnst&be ι·. ;lv,- den Welienivr-Vicn. Jiii,' und xiix) btireichne.)';. Gleichheit_t 'Die. an cei Pottntioffietex- 3S gewiegte Spannuriii wird gleich der' Tiefen-ArieiopBps.iinunp, freimacht _s die erforderlich ist _s um einen Vollausschlag dee Heßgeriite© 6 zn bewirken _s und die ais Potentiometer' 36 sum Vergleichsglied 36 abgezogene Spannung let proportional der durch den. Einstellknopf T eingestellten T,!e£<s_f die al© die "Warnungstiefe" bekannt ist₆ Wenn die Tiefen» Analogspannung niedriger als die Spannung aus dem ·Ροΐβί±3_.ο-meter 38 wird_s erzeugt das Vergleichsglied 3S einen Ausgang, der in Fig. 5 als Wellenform xiv) bezeichnet ist, die dazu verwendet werden kann, die hörbaren und visuellen V/arneinrichtungen auszulösen» Als weitere Möglichkeit kann der Ausgang auch dazu verwendet werden, die Antriebsregelorgane des Bootes zu beeinflussen, z.B. dadurch, daß die Motordrosseleinstellung verringert wird.

Die Voraussage- und Speichereinrichtung 37 dient als Mittel zur Berechnung der Funktion: _&

_{+ 2eitliche} Tiefenveränderungs-' erforderliche Warnungszeit geschwindigkeit

Wenn der Wert dieser Funktion negativ wird, wird ein Ausgang erzeugt, der dazu verwendet wenden kann, das vorerwähnte Warnungssignal am Lautsprecher 13 und an einem Feld in der Reihe von Feldern 12 auszulösen. Unter bestimmten Bedingungen kann es wünschenswert sein, die Zeit bis zur

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Kollision kontinuierlich 2« berechnen imd dies auf einer geeigneten Anzeigevorrichtung darzustellen.. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird jedoch nur die erstgenannte Alternative angewendet, wie. in Fig» 8 gezeigt*

Wie in Fig« 6 dargestellt, vrlvd die Tiefen-Analogspannung, Wellenform xii) durch ein Dämpfungsglied 40 herabgesetzt₉ um das erste Glied der obiger; Funktion zu erhalten ₉ die in Fig. 5 als Wellenform.κν> gezeigt ist. Der Dämpfungsgrad wird durch die vom Benutzer an den Tasten 11 gewählte Warnungszeit bestimmt. Die herabgesetzte Spannung, Wellenform xv), wird dann in einer Additionsschaltung·41 zu einer Spannung addiert, die ein Haß der Veränderungsgeschwindigkeit^ der Tiefen-Analogspannung, Wallenform xii)_s in Abhängigkeit von der Zeit ist und die in Fig« 5 als Wellenform xvi) gezeigt ist. Der Buchstabe b in den Wellenformen xv) und xvi) bezeichnet Gleichheit. Die Differenzierfunktion wird unter Verwendung eines Rückkopplungsverstärkers 42 in an sich bekannter Weise durchgeführt. Damit die Voraussagevorrichtung 37 die Gesamtneigung des Gewässergrundes messen und nicht vorzeitige Voraussagen macht, die auf kleinen scharfen Veränderungen in der Neigung beruhen, müssen die summierten Spannungswellenformen xv) + xvi) durch ein Tiefpaßfilter 43 geleitet werden, um kleine SpannungsSchwankungen zu glätten» Der Betrag der Filterung wird .auf zweierlei Weise eingestellt: erstens wird die Zunahme der erforderlichen Warnungszeit dazu verwendet, die Zeitkonstant© des Filters 43 zu erhöhen, und zweitens kann der Benutzer die Zeitkonstante mit Hilfe eines äusseren Re^Lorgans 50 regeln.

Nach dem Filtern wird das kombinierte Signal einer Triggerschaltung 44 zugeführt, die einen Ausgang liefert, wenn ihr Eingang negativ wird. Dieses Signal, welches als Wellenform xvii) gezeigt ist, kann dann dazu verwendet werden, eines

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der Felder in der Felderreihe 12 zu erregen und gegebenenfalls weitere Warn- oder Steuerschaltungen auszulösen«,

Ansprüche;

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Claims

τ· Ü c h e

Elektronisches Gerät zur- EntferntmggKtessttiig mit einer Einrichtung -sum Aussenden von Ener-gieirspulsen und einer Einrichtung für den Empfang dieser· Impulse nach der Reflexion von einem Objekt,, dadurch gekennzeichnet;, daß eine Einrichtung (25 _s 3S₅. 35) vorgesehen ist,-, um die Zeitdauer zwischen der- Aussendung der Impulse und dem Empfang der entsprechenden Reflexion kontinuierlich zu ermitteln und ein elektrisches Signal Cxii) zu erzeugen_s das die Entfernung anzeigt* ferner eine Einrichtung C25_S. 32) vorgesehen ist, um Stör-Echoreflexionen zu eliminieren und einen zeitweiligen Verlust von Reflexionsimpulsen zu korrigieren, sowie eine Einrichtung (36, 37) vorgesehen ist, die dazu dient, ein Warnungs- oder Voraussage -signal (xiv, xvii) zu erzeugen, wenn das elektrische Signal Cxii) einen bestimmten Wert ÖL erreicht, wenn die Änderungsgeschwindigkeit des elektrischen Signals anzeigt, daß eine bestimmte Entfernung innerhalb eines vorgewählten ZeitIntervalls erreicht worden ist.
2. Gerät nach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Signal Cxii) eine Analogspannung ist.
3. Gerät nach Anspruch 1 und 2_$ dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Erzeugung des elektrischen Signals durch eine bistabile Vorrichtung C25) gebildet werden, die dazu dient, einen Ausgangsimpuls CvI) zu erzeugen), der durch

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die Hinterflanke eines^ Impulses (ν) getriggert wird, welcher durch eine monostabile Vorrichtung (2U) erzeugt wird, wenn einer der Sendeimpulse ausgesendet und durch die Vorderflanke eines nachfolgenden Reflexionsimpulses (D) zurückgestellt wird.
4. Gerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Eliminieren von Störreflexionen und zur Korrektur für Verluste an Reflexionsimpulsen durch eine spannungsgesteuerte monostabile Vorrichtung (26) gebildet wird, die Maskierimpulse (ix) erzeugt.
5. Gerät nach Anspruch U, dadurch gekennzeichnet, daß die spannungsgesteuerte monostabile Vorrichtung durch eine Spannung gesteuert wird, die von einem Sägezahngenerator (28) erzeugt wird, der dazu dient, einen Inspektionsimpuls (x) aufzunehmen, dessen Dauer gleich der Dauer zwischen der Hinterflanke eines der Maskierimpulse (ix) und der Hinterflanke eines entsprechenden Ausgangsimpulses (vi) aus der bistabilen Vorrichtung (25) ist.
6. Gerät nach den Ansprüchen 3 bis -W, dadurch gekennzeichnet, d£ die Einrichtung zur Erzeugung des elektrischen Signals ferner einen weiteren Sägezahngenerator (33) aufweist, der eine zur Dauer des Ausgangsimpulses aus der bistabilen Vorrichtung (25) proportionale Ausgangsspannung erzeugt.
7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Sägezahngenerator (28, 33) mit einer Sample- und Halte-·

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schaltung (35, 29) verbunden ist, die dazu dient, den Höchstwert der Ausgangsspannung aus dem Generator (28, 33) zu speichern, und die Sample- und Halteschaltungen (35, 29) ihre Ausgänge beim Empfang eines Sample-Impulses (viii) aus einer Ausblendvorrichtung (34) nur dann liefern, wenn die bistabile Vorrichtung (25) zurückgestellt ist, wobei die Dauer des genannten Sample-Impulses gleich der Dauer zwischen der Hinterflanke eines der Ausgangsimpulse der bistabilen Vorrichtung (25) und der Vorderflanke eines nachfolgenden Impulses aus der monostabilen Vorrichtung (24) ist.
8. Gerät nach den Ansprüchen 4-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspannung durch eine. Verzögerungsschaltung (32) kurzgeschlossen wird, wenn mehrere Reflexionsimpulse (D) durch den Maskierimpuls (ix) blo'ckiert werden.
9. Gerät nach den Ansprüchen 1 ■- 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung eines Warnungssignals durch ein Vergleichsglied (36) gebildet wird, durch welches das Signal (xii) mit einer voreingestellten Spannung (xiii) verglichen wird.
10. Gerät nach Anspruch 9,dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung eines Warmingssignals ein Dämpfungsglied (40) aufweist, welches das erwähnte Signal empfängt, ferner eine Differenzierschaltung (42) zum Empfang des Signals (xii), sowie eine Vorrichtung (41) zum Addieren des Ausgangs des Dämpfungsgliedes und der Differenzierschaltung sowie einer Triggerschaltung

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sowie einer Triggerschaltung (44) zum Erzeugen eines Signals (xvii), wenn die Ausgänge (xv, vi) gleich sind oder wenn der Ausgang aus der Differenzierschaltung grosser als der Ausgang aus dem Dämpfungsglied ist.

Der Patentanwalt

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