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Die Erfindung betrifft eine Unterwasser Auswerte- und Anzeigeeinheit von zuvor erfassten unterwasser Schallsignalen zur Information und zum Schutz von Tauchern.
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Der Schutz von Hafenanlagen sowie Offshore Bauwerken, wurden in der Vergangenheit aufgrund des anwachsenden Sicherheitsbedürfnisses mehr und mehr ausgebaut. Es werden vermehrt Taucherdetektionssonare und Gegenmaßnahmen wie z. B. autonome Unterwasserfahrzeuge entwickelt und im Heimat – sowie im Objektschutz eingesetzt. Das Ziel dieser Schutzmaßnahmen ist es, Taucher und kleine Unterwasserfahrzeuge mittels aktiven Schallsignalen und der Auswertung derer Echos zu lokalisieren und gegebenenfalls zu bekämpfen. Diese Schutzmaßnahme verhindert den unerkannten Zutritt, erschwert aber auch die gewollte Missionserfüllung von militärischen Tauchern in entsprechenden Infrastrukturen, die durch eine solche Schutzmaßnahme gesichert werden. Über diesen Sachverhalt hinaus, kann ein aktives SONAR mit hoher Leistung, einem im Wasser befindlichen Taucher schädigen.
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So ist beispielsweise aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2005 062 109 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Abwehr von in ein Unterwasser-Sperrgebiet eindringenden Personen, wie Taucher, Schwimmer und dergleichen bekannt, bei dem zur wirkungsvollen Hinderung die Person detektiert und auf ihrem Weg zum Sperrgebiet verfolgt wird. Bei Erkennen eines Eindringens wird ein mit Abwehrmitteln ausgerüstetes, unbemanntes Unterwasserfahrzeug zu einem Erwartungsbereich gesteuert, und vom Unterwasserfahrzeug aus die verfolgte Person lokalisiert und gegen die verfolgte Person mindestens ein Abwehrmittel eingesetzt.
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Aus
US 2009/0090286 A1 ist ein bewaffnetes, ferngesteuert betriebenes Fahrzeug mit Video- und Sonarsensoren bekannt.
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Weiter sind aus
DE 10 2005 062 109 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Abwehr von unter Wasser eindringenden Personen bekannt, wobei zunächst eine Person detektiert und verfolgt wird und nachfolgend ein unbemanntes Unterwasserfahrzeug zur Abwehr der detektierten Person eingesetzt wird.
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Voraussetzung für den Erfolg der Gegenmaßnahme ist jedoch zunächst die Detektion des Tauchers. Hierfür sind mehrere bekannte Taucherdetektionssonare verschiedenster Hersteller verfügbar. Mit dieser hier beschriebenen Erfindung ist ein Taucher in der Lage sich rechtzeitig zu entfernen um keinen Schaden durch den Einsatz einer Unterwasserschallquelle zu erleiden, die so starke Impulse aussendet, die auf den Körper des Tauchers schädlich wirken könnten. Durch die Erfindung kann ein Taucher der Detektion durch ein im Tauchgebiet eingesetztes Sonar durch Anpassung seines Tauchprofiles entgehen, oder aus einer bereits erfolgten Detektion flüchten.
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Die Detektion der Taucher erfolgt herkömmlich Unterwasser mittels Sonar (sound navigation and ranging). Speziell bei Tauchern wird dabei sowohl deren körperliche Signatur als auch aufsteigende CO2 Blasen erkannt. Darüber hinaus ergibt sich je nach verwendetem Tauchgerät ein optischer Effekt an der Wasseroberfläche durch CO2 Blasen.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein für die Detektion von Taucher eingesetztes Sonar, wie z. B. ein Taucherdetektionssonar, zu detektieren sowie deren Impulse zu identifizieren, um den Taucher diese Information zur Verfügung zu stellen.
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Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, dass durch die Verwendung der Auswerteeinheit für Taucher dem Taucher ein aktives Sonar in seinem Einsatzgebiet angezeigt wird, wodurch dieser bereits seine Taktiken anpassen kann. Je nach aktivem SONAR kann der Taucher dadurch auch rechtzeitig gewarnt werden, bevor er durch eine weitere Annäherung in einen Bereich kommt, wo die Leistung des Sonar-Impulses zum Schaden z. B. des Innenohres des Tauchers führen kann. Ist ein Sonar aktiv, so kann der Taucher im Wasser befindliche Sprungschichten oder andere Gegebenheiten ausnutzen um für das zur Ortung eingesetzte SONAR unerkannt zu bleiben. Die Auswertefunktion der Auswerteeinheit für Taucher gibt Aussagen über die erfasste Frequenz, sowie die Pulsraten, Schallpegel und die Impulslänge. Der Taucher kann anhand dieser Informationen auch die Quelle identifizieren. Mit dieser Information kann eine getroffene Taktik angepasst werden um eine mögliche Ortung, oder eine bereits erfolgte Bekämpfung des Tauchers durch das eingesetzte Sonar (Taucherdetektionssonar stationär oder z. B. ein eingesetztes Unterwasserfahrzeug), zu vermeiden. Über die Zunahme oder Abnahme eines Schalldruckpegels kann eine Aussage darüber getroffen werden, ob sich der Taucher der Quelle (oder umgekehrt) nähert, oder davon entfernt. Die Frequenz sowie die Pulsrate gibt Informationen über das verwendete Gerät, sowie dessen geschalteter Modus.
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Die Auswerteeinheit für Taucher verfügt dafür über einen passiven Sensor zum Empfangen von Sonar-Schallimpulsen. Dieser Sensor wird ausgewertet und die Werte werden für den Taucher in benötigter Weise aufbereitet und unter anderem auf einem Display, einer Leuchtquelle oder akustisch zur Verfügung gestellt. Eine Kombination der Darstellungsmöglichkeiten ist möglich.
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Ein wesentliches Merkmal der Auswerteeinheit für Taucher ist die anwendungsorientierte Aufbereitung und zur Verfügungstellung der Sensorwerte, in einem für den Taucher tragbaren Gerät. Dazu verfügt die erfindungsgemäße Auswerteeinheit für Taucher über einen Sensor, der einen breiten Frequenzbereich abdeckt und die erfassten Werte auf einem abdunkelbaren Display aufbereitet anzeigt.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in Anspruch 4 beschrieben. Der Sensor ist vom Gerät abnehmbar und kann an anderer Stelle platziert werden. Die Datenübertragung zum Gerät erfolgt je nach technischer Ausführung kabellos oder kabelgebunden. So kann der Taucher den Sensor je nach Bedürfnis am Gerät die Auswerteeinheit für Taucher selbst, oder zum Beispiel an einem mitgeführten Tauchgerät auf dem Rücken platzieren, um körpereigene Abschattungen zu vermeiden sowie den bestmöglichen Empfang zu ermöglichen.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ist in Anspruch 3 beschrieben. Die Aufbereitung der Sensordaten, kann mittels eines Kopfhörers akustisch oder durch eine Leuchteinheit auch durch ein Signal optisch dargestellt werden. Da die verwendeten Frequenzen der eingesetzten Sonar-Schallquellen meistens außerhalb des menschlichen Hörbereiches liegen, ist ein Taucher mit einer akustischen Aufbereitung durch die Auswerteeinheit für Taucher in der Lage, die aufgefassten Signale nach einer erfolgten Umwandlung im Gerät zu hören. Somit kann bei Bedarf auf das Ablesen von konkreten Daten auf dem Display verzichtet werden. Die Leuchteinheit warnt den Taucher in einer zusätzlichen Funktion vor schädlichen Sonar-Impulsen. Ab einer gewissen Intensität, welche dem Taucher gesundheitlichen Schaden zuführen könnte, Leuchtet die Vorrichtung in Rot auf.
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Zum besseren Verständnis der Vorrichtung wird folgender Funktionsablauf beschrieben.
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Die Auswerteeinheit für Taucher erfasst mittels eines Sensors Sonarsignale unter Wasser. Die Sensorwerte werden erfasst und ausgewertet. Die Daten (Frequenz, Pegel, Pulsdauer, Pulsrate) werden auf einem Display angezeigt. Das Display ist auf Wahl zuschaltbar beleuchtet, wenn der Taucher diese Beleuchtung betätigt. Bei Bedarf kann der Taucher eine visuelle Darstellung über ein Leuchtmittel, in dieser Ausführung im Bedienknopf enthalten, oder die akustische Darstellung über eine Soundausgabe (z. B. Kopfhörer) wählen. Bei Verzicht auf eine visuelle Darstellung im Display, kann eine Schutzkappe über das Display geschoben werden. Sind erfasste Sonarsignale so stark, dass die Gesundheit des Tauchers geschädigt werden könnte, leuchtet das Leuchtmittel in Rot zur Warnung auf.
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Wird ein aktives SONAR aufgefasst, kann der Taucher entsprechend reagieren und seine Taktik und Tauchprofil anpassen um möglichst unerkannt zu bleiben, oder sich aus dieser Situation zu entziehen.
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Die Auswerteeinheit für Taucher ist in dieser technischen Ausgestaltung so gestaltet, dass es vom Taucher am Handgelenk tragbar ist. Andere Ausführungen, wie z. B. als befestigtes Ablesegerät am Tauchgerät sind ebenfalls möglich. Die Kapazität der notwendigen Stromquelle ist so ausgelegt, dass die Auswerteeinheit für Taucher für mehrere Stunden funktionsfähig ist.
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Im System enthalten ist ein interner Speicher. Ein einzelner Speichervorgang beinhaltet dabei einen Zeitraum zwischen Ein- und Ausschalten des Gerätes. Der interne Speicher kann über eine integrierte Schnittstelle bei Bedarf ausgelesen und kopiert werden.
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Es zeigt die Zeichnung. 1 ein Auswerteeinheit für Taucher in einer dreidimensionalen Darstellung.
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Es zeigt die Zeichnung. 1 Der Auswerteeinheit für Taucher 1 ist auf die Befestigungseinrichtung einer möglichen Armklemme 8 durch Verschraubung 9 oder mittels Klickvorrichtung verbunden. Bei der Verwendung von Edelstahlschrauben werden diese mit einer schwarzen Kunststoffkappe abgedeckt. Dadurch ergibt sich keine starke lichtreflektierende Fläche wie bei nicht abgedecktem Edelstahl der Schraube. Die Armklemme 8 in dieser Befestigungsvariante ist in dieser Ausführung aus Kunststoff und austauschbar, so dass verschiedene Größen, je nach Umfang des Unterarmes, verwendet werden können. Auf einen komplizierteren Schließmechanismus eines Armbandes wurde in dieser Variante der Ausführung verzichtet, würde aber einen ähnlichen Zweck erfüllen.
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Die integrierte Rechnereinheit der Auswerteeinheit für Taucher 1 ist in dieser Variante über W-LAN auslesbar und programmierbar. Andere Varianten, wie zum Beispiel ein wasserdichter USB Zugang sind möglich. Das Gerät wird mit einem austauschbaren AKKU 7 betrieben. Durch die Austauschbarkeit ist ein schneller Austausch des AKKU möglich, wodurch nicht das gesamte Gerät zum Laden an eine Ladestation muss und dadurch für den weiteren Betrieb ausfällt. In anderen Varianten kann die Ladung z. B. auch mittels Induktion, Steckkontakte oder über einen Kabelanschluss erfolgen. Über eine Anschlussstelle 5 kann ein Kopfhörer angeschlossen werden um die erfassten Sonar-Impulse in für den Taucher hörebaren Frequenzbereichen akustisch zur Verfügung zu stellen. Dieses kann auch in anderer technischer Ausführung mittels kabellloser Kopfhörer oder offene Soundmodule erfolgen. Das Gerät wird über einen extra groß gestalteten wasserdichten Knopf 4 als einzige Bedieneinheit an- und wieder ausgeschaltet. Das Ein- und Ausschalten über einen Wasserkontaktsensor ist als Variante ebenfalls möglich. Im Betrieb kann mit diesem Knopf auch die Beleuchtung des Displays wahlweise an- und ausgeschaltet werden. Diese Bedieneinheit 4 ist gleichzeitig als Leuchtkörper ausgestaltet. Über diesen Leuchtkörper können z. B. bei Bedarf erfasste SONAR-Impulse oder eine Gefahr für den Taucher durch zu starke erfasste Sonarschallquellen dargestellt werden. Diese Auswahl erfolgt in einem Menü und kann z. B. zu- oder abgestellt werden. In einer möglichen weiteren Funktion leuchtet dieser Leuchtkörper 4 rot auf, wenn erfasste SONAR-Impulse erfasst werden, die für den Taucher aufgrund der Leistung schädigende Wirkungen haben. Für die Grundbedienung dieser Bedieneinheit gilt folgende mögliche Variante der Ausführung der Bedienung: 2 Sekunden gedrückt halten schaltet das Gerät an. Das Display ist beim Einschalten für 10 Sekunden an. Kurzes Drücken schaltet im Betrieb die Beleuchtung des Displays wieder an und bei Bedarf aus. Das Display erlischt im Betrieb des Gerätes automatisch nach 10 Sekunden, wenn zuvor nicht ausgeschaltet wurde. 2 Sekunden den Knopf gedrückt halten schalten das eingeschaltete Gerät wieder aus.
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Die Ausführung des Knopfes 4 ist extra groß für eine Bedienbarkeit mit dicken Neoprenhandschuhen ausgelegt. Im Betrieb verbraucht das System nicht viel Strom.
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Dieses liegt an der Verwendung eines passiven Sensors 2 zur Schallimpulsdetektion, sowie einem energieschonenden Display. Dadurch ist ein Betrieb von mehreren Stunden mit einem Akku ohne Austausch möglich.
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Das Gerät wurde mit einem verschiebbaren Schutzgehäuse 6 versehen. Dieses Gehäuse schützt das Display vor Schlagbeanspruchung und Zerkratzen. Eine der wichtigen Hauptaufgaben ist dazu auch das Abdecken des Displays, damit kein Leuchten des Displays im Dunkeln den Taucher und seine Anwesenheit verrät. Das verschiebbare Schutzgehäuse 6 ist am Gehäuse der Auswerteeinheit für Taucher befestigt, so dass es beim Verschieben nicht abnehmbar ist oder herunterfällt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005062109 A1 [0003, 0005]
- US 2009/0090286 A1 [0004]
