DE2024845B2 - Fernsteuerung zum fernbetaetigen einer zu steuernden einrichtung mit mindestens zwei betriebszustaenden - Google Patents

Description

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Ausstrahlung einer der Zahl der Schießscheiben bestimmten Steuerfunktion erforderliche Zeit. Da-

;ntsp.-echenden Anzahl von untereinander verschie- bei wird die Steuerfunktion nicht eingeleitet, wenn

lenen Kommandosignalen auch zur Ausstrahlung nicht die bestimmte Modulationsfrequenz während

äines von diesen verschiedenen Daur.rsignais einge- dieser bestimmten Zeitperiode empfangen wird

richtet, welches für die Dauer der Kommandosignale 5 (USA.-Patentschrift 3 199 070).

unterbrochen wird, wobei der auf das auslösende Schließlich ist auch bereits die Entfernungsmes-

Kommandosignal abgestimmte Empfänger dann Tür sung mittels Schallwellen bekannt. Hierbei wird von

dieses Kommandosignal unempfindlich ist, solange einer Station ein Ultraschallsignal ausgesendet, wird

das Dauersignal gesendet wird. Der Empfänger von einer entfernt gelegenen zweiten Station emp-

spricht also nur dann auf das diskrete Kommando- io fangen, umgewandelt, verstärkt und dann wieder zur

signal an, wenn das Dauersignal nicht gesendet wird ersten Station zurückgesendet, so daß man auf

(deutsche Auslegeschrift 1 228 333). Grund der Laufzeit des Ultraschallsignals von der

Gemäß einem älteren Vorschlag wird eine Sicher- ersten Station zur zweiten Station und wieder zurück

heit gegen unbefugtes Auslösen einer entfernt ge- zur ersten Station die Entfernung zwischen den zwei

legenen Geräteeinheit dadurch erreicht, daß dieses 15 Stationen bestimmen kann (USA.-Patentschrift

bekannte System nach einem Frequenzcode mit 3 076 519).

Positiv-Befehlssignalfrequenzen und Negativ-Befehls- Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe be-

signalfrequenzen in Form frequenzcodierter Schall- steht darin, das Fernsteuerverfahren der eingangs

wellen arbeitet, d. h. die entfernt gelegene Geräte- definierten Art derart zu verbessern, daß bei mög-

einheit spricht nur dann an, wenn innerhalb eines 20 liehst geringem Energieverbrauch der zu steuernden

bestimmten Frequenzspektrums bestimmte Frcqucn- Einrichtung in verschlüsselter Form Kenntnis über

zen fehlen und bestimmte Frequenzen vorhanden den jeweiligen Zustand der zu steuernden Einnch-

sind (deutsche Offenlegungsschrift 1 804 398). Uing erhalten werden kann, als auch eine verschlüs-

Es ist auch bereits ein Fernsteuersystem bekannt, selte Betätigung der zu steuernden Einrichtung mögweiches aus einer Befehlsstation mit einem Sender 25 'ich wird.

und einer Befehle empfangenden Station mit einem Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch Empfänger besteht, wobei der Empfänger mehrere gelöst, daß in der Empfangsstation bei Empfang vom Sender gesendete diskrete Frequenzen gleich- einer vorgegebenen Frequenz über eine bestimmte zeitig empfangen kann, um bei Empfang der dis- Zeit ein Empfangs- und Sendeteil für Abfragesignale kreten Frequenzen eine Betätigungsvorrichtung zu 30 selbsttätig für eine Zeitdauer eingeschaltet wird, die aktivieren. Dabei gelangt ein gemischter Serien- und zum Empfangen und Beantworten von Abfrage-Parallelcodebetrieb zur Anwendung, wobei der Par- Signalen ausreicht, daß dann bei Empfang einer allelcode aus dem gleichzeitigen Auftreten der meh- Kombination von mindestens zwei Frequenzen über reren diskreten Frequenzen und der Seriencode aus eine vorgegebene Zeit einerseits ein Befehls-Empeiner bestimmten Dauer des gleichzeitigen Auftre- 35 fangsteil selbsttätig für eine Zeitdauer eingeschaltet tens der mehreren diskreten Frequenzen als auch wird, die zum Empfangen von Befehlssignalen ausaus der zeitlichen Position von den gleichzeitig auf- reicht, andererseits der Sender der Empfangsstation tretenden Frequenzen und weiteren gesendeten be- den augenblicklichen Betriebszustand der zu steuernstimmten Frequenzen besteht (britische Patentschrift den Einrichtung durch Aussendung einer vorgc-1 100 716). 40 gebenen Frequenz über eine bestimmte Zeit meldet

Bekannt ist auch ein Fernsteuersystem mit den und daß darauf von der Befehlsstation ein Befehlseingangs definierten Merkmalen, dessen Unterwas- signal in Form einer Kombination von mindestens serstatiön sowohl zum Empfangen einer codierten zwei Frequenzen aussendbar ist, das in der Emp-Information hinsichtlich eines durchzuführenden fangsstation die Betätigung der zu steuernden EinBefehls als auch zum Senden einer codierten Infor- 45 richtung auslöst.

mation hinsichtlich des jeweils vorhandenen Be- Ein Femsteuersystem, welches nach diesem Vertriebszustandes ausgestattet ist. Das gesamte System ist fahren arbeitet, besitzt nicht nur den Vorteil gegenhierbei jedoch dauernd vollständig in Betrieb, d. h. über bekannten derartigen Systemen, daß jeglicher es wird auch während denjenigen Zeiten, während Informationsaustausch verschlüsselt erfolgt und dawelchen kein Informationsaustausch zwischen der 50 her eine unbefugte Betätigung ausgeschlossen wird, Befehlsstation und der Befehle empfangenden Sta- sondern führt auch zu dem Vorteil, daß gleichzeitig tion stattfindet, Energie verbraucht, so daß dieses der Energieverbrauch über eine große Betriebsdauer bekannte System mit einem großen Energiespeicher gesehen äußerst gering ist, also der Energiespeicher ausgestattet werden muß, damit das System über für den Betrieb des FernsteuersysKuib nur eine vereinen längeren Zeitraum hinweg betriebsfähig bleibt 55 gleichsweise kleine Kapazität aufzuweisen braucht. (USA.-Patentschrift 3 405 387). Darüber hinaus bietet das Fernsteuerverfahren nach

Man hat auch bereits eine Schaltitncsanordnune der vorliegenden Erfindung auch den Vorteil, daß beispielsweise in Verbindung mit einer Unterwasser- c!'T aktivierte Zustand des Systems selbst einen boje vorgeschlagen, die auf eine bestimmte Modula- schwer zu entschlüsselnden Code darstellt, d. h. der tionsfrequcnz derart ansprechen kann, daß dadurch 60 Informationsaustausch muß sich innerhalb einer beeine Funktion durchgeführt wird, beispielsweise ein stimmten Zeitperiode abspielen, wahrend welche! Empfänger an die Stromversorgung geschaltet wird das Fernsteuenysinrn bzw. die Befehle empfangende und der Empfänger somit auf Empfang geschaltet Station aktiviert ist.

wird. Diese Schaltung kann weiter mit einer Ein- Im einzelnen kann die Erfindung dadurch eine vorrichtung ausgestattet sein, um die Stromversorgung 65 teilhafte Weiterbildung erfahren, daß im Empfänger von dem Empfänger wieder abzutrennen, und zwar der Empfangsstation Filter für die vorgegelxnui nach dem Verstreichen einer bestimmten Zeit- Frequenzen und Filter für nicht zugelassene Freperiode, die langer ist als die zum Durchführen einer quenz.cn derart vorgesehen sind, daß eine Durch-

schaltung nur erfolgen kann, wenn keine der nicht- charakteristische Signal aus einem Befchlssignal,

zugelassenen Frequenzen auftritt. welches eine Betätigung des Ventils zur Folge hat.

Das Fernsteuerverfahren nach der Erfindung kann iN'ach dem Verfahren der Erfindung wird die zweite

zur Fernbetätigung mindestens eines Unterwasser- Anzahl der Signale an der Empfangsstation nur nach

gerätes mittels Schallsignalen oder Ultraschallsigna- 5 Empfang der ersten Anzahl der Signale empfangen,

len dienen. Dieser Schritt wird dazu ausgewertet bzw. ange-

Schließlich kann die Zeitspanne zwischen Aus- wandt, um Energie an der submarinen Station ein-

sendung von Abfragesignalen und Empfang von zusparen, indem dieser Abschnitt des Empfängers.

Meldesignalen in der Befehlsstation gemessen und der auf die zweite Anzahl der Signale anspricht bzw.

zur Entfernungsbestimmung ausgewertet werden. io empfängt, außer Betrieb gesetzt ist. Nach dem er-

Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines findungsgemäßen Verfahren geht den zuvor beschrie-

Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeich- benen Schritten ein primärer Schritt voraus, und

nung näher erläutert. Es zeigt zwar besteht dieser im Senden eines charakteristi-

Fig. 1 schematisch einen Ausschnitt aus einer sehen Abfragesignals von der Befehlsstation, und es

Pipeline mit einem Ventil, welches mit Hilfe des is wird darauf die Zeit gemessen, die vom Zeitpunkt

Femsteuerverfahrens nach der Erfindung betätigt des Auftretens des Signals an verstreicht. Das Ab-

werden soll, fragesignal wird von der Empfangsstation empian-

Fig. 2 ein Blockschaltbild der zusammengehö- gen, und diese Station sendet ein Antwortsignal,

renden Elemente eines Systems, welches nach dem Das Antwortsignal wird von der Befehlsstation emp-

Verfahren nach der Erfindung arbeitet und sich 20 fangen, und nach Empfang dieses Signals wird die

unter Wasser bei dem Ventil befindet, welches ge- Zeitmessung beendet, wobei man dann ein Maß für

steuert werden soll, die Entfernung zwischen der Befehlsstation und der

F i g. 3 ein Blockschaltbild der Befehlsstation, die Empfangsstation erhält. Darüber hinaus sendet die

in einem Behälter gemäß F i g. 1 mitgeführt wird. Befehlsstation ein viertes charakteristisches Signal,

Das in Fig. 1 gezeigte System besteht aus einer 25 und zwar anschließend nach der Abgabe des ersten Befehlsstation für Schallabfragesignale, Bereitschafts- und zweiten Signals. Bei diesem bevorzugten Aussignale und Steuersignale und ebenso aus einer Emp- führungsbeispiel stellt das vierte Signal ein Abfragefangsstation, die diese Signale empfängt. Bei der signal dar und wird von der Empfangsstation als Ausführungsform nach Fig. 1 ist gezeigt, daß der Instruktion dafür ausgewertet, daß ein Rückkehr-Behälter 10 im Schlepp unter Wasser einen Schall- 30 signal gesendet werden muß, und zwar ein fünftes wandler und Hydrophonanordnung 12 mitführt. Der charakteristisches Signal, das kennzeichnend für den Sender, in dem diese Sendesignale erzeugt werden, Betriebszustand des zu steuernden Gerätes ist. Die- und der Empfänger, in dem die von dem Hydrophon ser Schritt ist in dem Schritt entsprechend der Ausempfangenen Signale verarbeitet werden, sind mit 14 legung des fünften Signals enthalten, wenn es an bezeichnet und befinden sich in einem Schiff 10. 35 der Befehlsstation empfangen wird, um die Zu-

Ein Ausschnitt einer Pipeline 16 liegt auf dem Standsbedingung zu identifizieren. Es geht hervor. Meeresboden 18. Eine Zweigleitung 20 enthält ein daß diese Signalübertragungsmethode sich mit Fern-Ventil. das von einer entfernten Stelle aus geöffnet steucrungsproblemen vereinbaren läßt, und zwar und geschlossen werden soll. Das Ventil 22 ist in besser als diejenige Methode, die nützlich beim Sendern unteren Abschnitt eines dreiteiligen Gehäuses 40 den von Instruktionen zu einer entfernt gelegenen gelegen, das vermittels Streifen 24 an die Haupt- Station im Raum oder einer entfernt gelegenen Staleitung 16 angebunden ist. Dieses Gehäuse enthält tion auf dem Land ist. oder ebenso nützlich beim ebenfalls einen Empfänger 28 und einen Sender 30. Senden zu einer entfernt gelegenen Station auf See. Es ist eine Einrichtung vorgesehen, um den Sender Es gibt eine große Anzahl von Möglichkeiten für und Empfänger mit Energie zu versorgen. Bei be- 45 ein Gerät, das die verschiedenen Schritte nach der stimmten Anwendungsfällen der Erfindung kann Erfindung realisiert, und einige der Schritte, insdiese Einrichtung aus einem Gerät bestehen, das besondere die Erzeugung und Sendung von charaktepotentielle Energie, die in dem Material gespeichert ristischen Schallsignalen, können von Hand vorgeist, das in der Pipeline transportiert wird, verwendet. nommen werden.

Bei dem gewählten Ausführungsbeispiel wird diese 50 Eine bevorzugte Ausführungsform eines Gerätes

Einrichtung von einer Batterie 32 gebildet, die an zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah-

der Hauptpipeline 16 angebracht ist, und zwar eben- rens ist in den F i g. 2 und 3 dargestellt. Die ver-

so mit Hilfe von Streifen oder Gurten, und ist ver- schiedenen Abschnitte des gesamten Systems lassen

mittels eines Stromkabels 34 mit Teilen des Ge- sich in vorteilhafter Weise verwenden, obwohl her-

häuses 28, das den Sender und Empfänger enthält, 55 vorgehoben sei, daß irgendeiner dieser verschiedenen

verbunden. Abschnitte eine andere Ausführungsform haben

Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei dieser kann. Das auf dem Schiff mitgeführte Gerät ist Anordnung der Geräte durchgeführt werden. Nach schematisch in Fig. 3 dargestellt. Dieses Gerät dem Verfahren wird eine erste Vielzahl von charak- besteht aus einem Schallsignalempfänger und einem teristischen Signalen von der Befehlsstation für eine 60 Schallsignalsender. In dem Schallsignalempfangs-Zeitdauer gesendet. Eine zweite Anzahl von charak- abschnitt der F i g. 3 werden die das Hydrophon 40 teristischen Signalen wird ebenfalls von der Befehls- erreichenden Schallsignale in elektrische Signale station, jedoch nur für einen Teil dieser Zeitdauer konvertier und diese werden einem Konvertervergesendet. Die erste und zweite Anzahl der Signale stärker 41 zugeführt, der allgemein dem ersten Dewird an der Empfangsstation empfangen, und wenn 65 modulator entspricht, ebenso dem Zwischenfrequenzbeide ersten und zweiten Signale empfangen wurden, verstärker eines Superheterodynempfängers. Das wird ein drittes charakteristisches Signal gesendet. Verstärkerausgangssignal stammt aus einer Reihe Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht das dritte von Filtern 42, die die Verstärkerausgangssignale

entsprechend der Frequenz trennen. Frequenzsignale werden einem Detektor 43 eingegeben, wahrend Signale einer anderen Frequenz einem Detektor 44 zugeführt werden. Signale einer dritten Frequenz werden einem Detektor 45 zugeleitet. Diese Detekto:en 43, 44 und 45 entsprechen dem zweiten Demodulator oder Mischstul'e eines Superheterodynempfängers und gestalten es, irgendeine von drei Frequenzen in dem empfangenen Schallsignal zu identifizieren. Alle Ausgangskreise der drei Delektoren sind an ein ODER-Gatter 46 angeschlossen, und wenn das Signal am Ausgang irgendeines Detektors erscheint, liefert das ODER-Gatter ein Anhaltesignal auf die Leitung 47 zu einer Bereichsuhr 48. Wenn am Detektor 43 eine Ausgangsgröße erscheint, so trigpert diese einen Flip-Flop 49, so daß dieser ein Signal /ur Anzeigeeinrichtung 50 abgibt, die aufleuchtet und anzeigt, daß, bei diesem Ausführungsbeispiel, das zu steuernde Ventil sich in der offenen Lage befindet. Wenn an dem Detektor 44 ein Signal am Ausgang erscheint, dann triggert dieses Signal einen Flip-Flop 51 und bewirkt, daß dieser ein Signal abgibt, und zwar zu einer Anzeigevorrichtung 52, die aufleuchtet und anzeigt, daß das Ventil geschlossen ist. Wenn am Ausgang des Detektors 45 ein Ausgangssignal erscheint, so betätigt dieses den Flip-Flop 53, und es wird ein Signal einer dritten Anzeigevorrichtung 54 zugeführt, die aufleuchtet und anzeigt, daß das Ventil betätigt wird oder von einem Betriebszustand in einen anderen übergeführt wird. Die Flip-Flops werden vermittels eines Generators 55 zurückgestellt. Die Empfangsstation sendet ihre Schallsignale als Antwort auf Abfragesignale, die vom Sender der Befehlsstation in F i g. 3 gesendet wurden. Dieser Sender enthält einen Impulsgenerator 56, der Impulse mit einer ausgewählten Impisisfolgefrequenz erzeugt. Dieser sieht das Takt- oder Zeitsteuersignal vor, das das Senden der Schall-Signale im Sender steuert, und er bestimmt die Folge und Dauer dieser Signale.

Der Sender enthält zwei Schallwandler, die ein Schallausgangssignal als Antwort auf ein elektrisches Eingangssignal vorsehen. Einer der Wandler ist mit 60 bezeichnet. Der andere der Schallwandler ist mit 61 bezeichnet. Der Sender enthält zwei Gruppen an Oszillatoren. Die Schallsignale, die im Oszillator 62 erzeugt werden, werden vermittels des Schallwandlers 60, nach Verstärkung in dem Treiberverstärker 63, gesendet. Die Oszillatoren 64 beschicken den Treiberverstärker 65 mit Signalen, von wo aus sie dann dem Schallwandler 61 zugeführt werden. Bei beiden Abschnitten des Senders werden die Oszillatorsignale über eine Reihe von Gattern und Mischstufen dem Treiberverstärker zugeführt. Ebenso sind beide Oszillatoreinheiten 62 und 64 dazu in der Lage, mehrere Frequenzen zu erzeugen, als tatsächlich in einem gegebenen Steuercode verwendet werden. Der Block 62 enthält ebenso einen Abfragecodierer, der es möglich macht, Frequenzen auszuwählen, und zwar um einen gegebenen Code zu formen. Ähnlich stellt der Block 64 eine Einheit dar, die ein Steuercodierer ist, durch den ausgewählte Oszillatoren so beeinflußt werden, daß sie eine Ausgangsgröße erzeugen und andere verhindert werden eine Ausgangsgröße zu erzeugen. Abfragesignale aus dem Oszillator und Abfragecodierer 62 werden einer Reihe von Gattern, dargestellt durch den Bleck 66, zugeführt. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden zwei Frequenzen dazu verwendet, das Abfragcsignal zu formen. Demzufolge wird eine Ausgangsgröße aus einem Oszillator über die Leitung 67 einem Gatter /· 1 zugeführt, und die Ausgangsgröße aus einem anderen Oszillator wird über eine Leitung 68 einem Gatter Fl zugeleitet. Die Ausgangsgröße aus diesen zwei Gattern wird einer Mischstul'e 69 eingegeben. Die Ausgangsgröße des Mischers wird über eine Einrichtung zum Reduzieren dd Leistungsausgangsgröße in Form eines Dämpfgiicdcs 70 dem Treiben erstärker 63 zugeführt.

In dem anderen Abschnitt des Senders wird die Ausgangsgröße aus dem Oszillator und dem Steuercodierer 64 einer Reihe von Gittern 71 zugeleitet. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind vier Oszillatoren und vici 'vgrif'c vorgesehen, und jedes dieser Signale weist eine unterschiedliche Frequenz auf, und diese werden dem Gatter 71 zugeführt. Zwei dieser Signale gelangen zu einem UND-Gatter 72, und die anderen Signale gelangen zu einem UND-Gatter 73. Die zwei Signale, die dem UND-Gatter 72 zugeführt werden, gelangen zu einer Mischstufe 74 und von dort zu dem Treiberverstärker 65. Es wird dem UND-Gatter 72 über eine Leitung 75 von einem Gatter 76, das »CLOSE GATE« "genannt wird, ein Signal zugeführt. Ein Befehlsschalter 77 legt an das Gatter 76 ein Signal an, und zwar entsprechend einer Schalterstellung, und dieser Schalter legt ein Signal an ein Gatter 78, das »OPEN GATE« genannt wird, an, und zwar entsprechend der anderen Schalterstellung. Wenn das Signal an das Gatter 78 angelegt wird, so versorgt dieses Gatter über eine Leitung 79 das UND-Gatter 73 mit einem Signal. In diesem Zustand werden die zwei genannten Signale an das UND-Gatter 73 gelegt und nicht die zwei Oszillatorsignale, die an das UND-Gatter 72 gelegt werden, die zum Mischer 74 gelangen. Die zwei Signale, die an das UND-Gatter 73 gelegt werden, weisen unterschiedliche Frequenzen auf als die zwei Signale, die an das UND-Gatter 72 gelegt werden. Es ist an der Empfangsstation eine Einrichtung vorgesehen, um die von dem Schallwandler 61 gesendeten Signale zu empfangen.

Wenn die Signale, die durch das Gatter 73 gelangen, von dem Schallwandler 61 gesendet werden, so werden diese an der Empfangsstation als eine Instruktion dafür ausgelegt, daß das Ventil 22 geöffnet werden soll. Wenn jedoch die Signale, die dem Schallwandler 61 zugeführt werden, diejenigen sind, die durch das Gatter 72 gelangen, dann werden diese an der gesteuerten Station empfangenen Signale so ausgelegt, daß eine Instruktion entsteht, wonach das Ventil 22 geschlossen werden soll. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Befehlsschalter 77 von Hand betätigt, um eine Instruktion abzugeben, die letzten Endes zu einem Befehl wird, um das Ventil zu öffnen oder zu schließen.

Vor dem Betätigen des Ventils ist es jedoch vorteilhaft zu wissen, ob das Ventil offen oder geschlossen ist. Der andere Abschnitt des Senders ist vorgesehen, um ein Abfragen der Empfangsstation zu ermöglichen, diese in Bereitschaft zu setzen oder einzuschalten, und um diese in einen Zustand zu versetzen, so daß sie Befehle empfangen kann, und um ebenso die Bereichsuhr-Zählung einzuleiten. Die Abfrage- und Einschaltsignale sind diejenigen, die von dem Schallwandler 60 gesendet werden, und

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sind auch diejenigen Signale, die durch die Gat-Ier Π und F 2 hindurchgelangen.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten System ist das tinier Wasser milgeführte Gerät so angeordnet, daß minimale Energie vor dem Empfang eines ersten EinscliLÜisignais veibraüclii wird. Nach Empfang dieses Signals wird das Unterwasserempfangsgeräl eingeschaltet, um das Abfragesignal zu empfangen. Nach Empfang des Abfragesignals schaltet dann der Unterwasserempfänger einen anderen seiner Abschnitte ein, um diesen für Befehlssignale in Bereitschaft zu setzen. Auf diese Weise durchläuft die Unterwasserempfängereinrichtung zwei Einschaltprozesse. Der erste ist ein in Bereitschaft setzender Schritt, eingeleitet durch den Empfang eines Schallsignals, das nur eine Frequenzkomponcnte enthält, und diese Komponente ist diejenige, die ihren Ursprung in dem Abfragccodicrosziüator 62 hat und durch das Gatter Fl gelangt ist, um dann von dem Schallwandler 60 gesendet zu werden. Eine kurze Zeit, nachdem das Gatter F1 geöffnet wurde und das Senden des Signals begonnen hat, wird das Gatter Fl geöffnet, und ein zweites Signal unterschiedlicher Frequenz wird von dem Schallwandler 60 gesendet. Die Kombination aus diesen zwei Frequenzkomponenten stellt das Abfragesignal dar. Die Gatter Fl und Fl werden durch Signale geöffnet, die von dem Impulsgenerator 56 abgeleitet wurden. Die Ausgangsgröße aus dem Generator 56 wird einem Univibrator 82 zugeführt, dessen Ausgangsgröße dann zu einem ODER-Galter 83 gelangt. Das ODER-Galter 83 weist einen weiteren Eingang auf, der an späterer Stelle beschrieben werden soll. An dieser Stelle besteht die Funktion des ODER-Gattcrs 83 darin, den in dem Univibrator 82 erzeugten Tmpuls durchzulassen, um das Gatter Fl für eine bestimmte Dauer, während dem Abfragevorgang, zu öffnen. Die Ausgangsgröße aus dem Impulsgenerator 56 wird ebenso einer Verzögerungsschaltung zugeleitet, die in diesem Ausführungsbeispiel die Form eines Univibrators 84 hat. dessen Ausgangsgröße einem Univibrator 85 zugeführt wird. Die Ausgangsgröße aus dem Impulsgenerator gelangt zu einem ODER-Gatter 86, das einen Impuls vorsieht, um das Gatter F 2 zu öffnen. Auf diese Weise wird die Impulsausgangsgröße aus dem Impulsgenerator 56 sowohl dem Gatter F1 als auch F 2 zugeführt, um diese zu öffnen. Das dem Gatter F2 zugeführte Signal gelangt jedoch durch den Ver-Eögerungs-Univibrator 84, wodurch das Gatter F 2 Eu einem späteren Zeitpunkt als das Gatter Fl geöffnet wird.

Bei diesem Ausführungsbeispiel spricht der Unterwasserempfänger der Empfangsstation auf die Dauer der Abfragesignale an. Ein Schallsignal, das eine einzelne Frequenzkomponente enthält, die durch das Gatter Fl gelangt, wird als eine Instruktion dafür ausgelegt, daß derjenige Abschnitt des Empfängers eingeschaltet werden soll, der auf den Abfragecode anspricht. Dieser letztere Abschnitt des Empfängers, also der Abschnitt, der auf den Abfragecode anspricht, spricht dann an, wenn das empfangene Signal die zwei Frequenzkomponenten enthält, die «durch das Gatter F1 und F 2 gelangt sind, dieser spricht jedoch nur dann an. nachdem er durch den Empfang des anfänglichen einzelnen Frequcnzsignals eingeschaltet wurde.

Wenn der Befehlsschalter 77 betätigt wird, damit ein Impuls zum geschlossenen Gatter 76 oder zum gcölTnelen Gatter 78 gesendet wird, wird ebenso ein Impuls zu dem Univibrator 90 abgegeben, dessen Ausgangsgröße ein sehr langer Impuls ist. der an das ODER-Gatter 83 und 86 angelegt wird. Das Anlegen dieses langen Impulses an die zwei ODER-Gatter ergibt, daß den Gattern Fl und F2 gleichzeitig Einschaltsignale zugeführt werden. Diese werden für einen beträchtlich längeren Zeitraum ausgeschaltet, als der Zeitraum ihres Eingeschalletseins betragt, und zwar durch Impulse aus den Univibratoren 82 und 85. Als Ergebnis Lrhält man eine Sendung eines Doppelfrequenzsignals über eine ziemliche Zeitdauer, und zwar durch den Schallwandler 60.

An dem Unterwasser-Empfänger wird die Dauer dieses Signals gemessen, und die Tatsache, daß es für eine Zeit anhält, die langer als eine vorgeschriebene Zeit ist, wird dazu ausgewertet, denjenigen Abschnitt des Unterwasser-Empfängers einzuschalten, der auf Befehlssignale anspricht, die von dem Schallwandler 61 der Befehlsstation gesendet wurden. Man erhält also ein System, indem Schallsignale zur Anwendung gelangen können, die Komponenten von nur ein Paar Frequenzen beinhallen und ein einfacher Zeitdauercode zur Anwendung gelangt, und dieses System kann daher mit einer minimalen Anzahl von Komponenten auskommen, sieht einen Code zum Feststellen der Entfernung, Identifizierung. einen Code zum Abfrage-Einschalten vor. und die Steuereinheit bietet einen sehr hohen Grad an Sicherheit gegen das Auftreten natürlicher Schallsignale und ebenso eine Sicherheit gegen von Menschen erzeugte Signale, einschließlich Signalen, die absichtlich von unbefugter Seite erzeugt werden.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Systems besteht darin, daß das Gerät an dem entfernt gelegenen Ort relativ einfach aufgebaut sein kann. Dies ist in F i g. 2 veranschaulicht, die ein Blockschaltbild einer entfernt gelegenen Empfangsstation zeigt. Der entfernt gelegene Empfänger besteht aus zwei Abschnitten, von denen jeder sein eigenes Hydrophon aufweist. Ein Empfangsabschnitt betätigt den Schaiisender. damit dieser auf eine Abfrage an-

spricht und damit ein Befehls- oder Steuerabschnitt des Empfängers in Bereitschaft gesetzt wird. Das Hydrophon dieses Abschnitts ist durch den Block 91 dargestellt, der Schallsignale empfängt und diese in elektrische Ausgangssignale konvertiert, die einem Breitbandverstärker 92 zugeleitet werden. Der Verstärker weist eine automatische Verstärkungsregelung auf. die durch den Block 93 angedeutet ist. Die Ausgangsgröße aus dem Breitbandverstärker gelangt zu vier Filterkreisen, von denen zwei so abgestimmt

sind, daß sie Signale hindurchlassen, deren Frequenzkomponenten denjenigen entsprechen, die von dem Schallwandler 60 der Einheit der F i g. 3 gesendet werden. Die zwei anderen der Filter sind auf Frequenzen abgestimmt, die natürlicherweise mit den erwarteten Frequenzen erzeugt werden. Sie können auf Frequenzen abgestimmt sein, die man gewöhnlich in einem Breitbandsignal oder in einem Vielfach-Frequenzwobbelvorgang findet. Die Filter für die erwarteten Frequenzen sind mit »GO-Filter«

bezeichnet, und die anderen beiden Filter sind mit »NO-GO-Filter« bezeichnet. Die GO-Filter sind jeweils durch die Bezugszeichen 94 und 95 angezeigt. Die NO-GO-Filter sind jeweils mit 96 und 97 ange-

zeigt. Die Ausgangskreise des GO-Filters 94 und des NÖ-GO-Filters 96 sind am Verstärker 98 und 99 jeweils angeschlossen. Die Ausgangsgrößen dieser zwei Verstärker gelangen zu einem Differentialverstärker 100. Die Ausgänge des GO-Filters 95 und des NO-GO-Filtcrs 97 sind jeweils an die Verstärker 101 und 102 angeschlossen. Die Ausgangsgrößen aus diesen zwei Verstärkern sind zu einem Differentialverst'arker 103 geführt. Eine Ausgangsgröße aus dem Differentialverstärker 100 wird integriert, wie beim Block 104 angezeigt, und das integrierte Ausgangssignal wird einem Leistungsschaltschloß 105 zugeleitet. Im Ruhezustand ist das Gerät ohne Strom mil Ausnahme des Hydrophons 91, Breitbandverstärkers und AVR-Systems 92 und 93, Filters 94 und 96, Verstärkers 98 und 99, Differentialverstärkers 100, der Integricrschaltung 104 und des Leistungsschaltschlosses 105. Nach Schließen des Leistungsschaltschlosses 105 wird der verbleibende Abschnitt des Abfrage-Antwort- und Einschaltempfängerabschnilles erregt. Die Ausgangsgröße von beiden Differentialverstärkern wird einem UND-Gatter 106 zugeleitet. Wenn beide »GO«-Frequenzen empfangen werden und vorgesehen ist, daß keine »NO-GO«- Frequenz empfanger wird, erscheint am Ausgang des UND-Gatters 106 ein Signal. Dieses Signal wird zwei Integrierstufen zugeführt, von denen die eine ein gleichförmiger Signalintegrator 107 und die andere ein Impulsintegrator 108 ist. Die Ausgangsgröße aus dem letzteren wird über eine Einschallsperre 109 zu einem Impulsgatter 110 geleitet, vorausgesetzt, daß die Ausgangsgröße des Impulsinte-.»ralors weiter vorhanden ist, und zwar bis kurz nach dem Zeitpunkt, bei dem die Einschaltsperre 109 wirksam wird, so daß dadurch sichergestellt wird, daß Geräuschspitzen nicht das Impulsgatter 110 betätigen. Wenn jedoch ein Signal zum Gatter 110 gelangen kann, gelangt es auch zum UND-Gatter 111. Die andere Eingangsgröße zum UND-Gatter wird von einem Schalloszillator 112 vorgesehen, der in der Lage ist, ein Signal auf irgendeiner von drei Frequenzen zu erzeugen, was von der Stellung der Grenzschalter 113 abhängig ist, die betriebsmäßig dem zu steuernden Gerät zugeordnet sind, und zwar derart, daß die Schalter-Schaltung den Betriebszustand des Gerätes, das gesteuert werden soll, anzeigt, in diesem Fall das Ventil 22 in der Pipeline 20. Die Frequenz der Ausgangsgröße aus dem Schalloszillator 112 wird dann durch den Betriebszustand des Gerätes, das gesteuert werden soll, bestimmt, wie durch die Grenzschalter 113 angezeigt. Dieses Signal wird durch das UND-Gatter 111 dem Schallsender 114 zugeführt, der ein Signal auf einer Frequenz sendet, so daß ein Ausgangssignal an den Ausgangsanschlüssen von einem der Detektoren 43. 44 oder 45 der Gerätes der F i g. 3 erscheint. Die Sendezeit oder Übertragungszeit wird durch die Eigenschaften des Impulsgatters 110 bestimmt.

Die Ausgangsgröße aus dem Integrator 107 wird einem Schwellendetektor 115 zugeführt, und wenn diese Größe eine ausreichende Amplitude aufweist, gelangt sie zu einem taktgesteuerten Leistungsschaltschloß 116. Das Leistungsschaltschloß hat zwei Funktionen. Es führt dem Bcfehlsempfängerabschnitt der Empfangsstation für einen ausgewählten Zeitabschnitt Energie bzw. Strom zu, und zwar für einen Zweisckundenintcrvall bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, während welches Tntervalls der Be-I'ehlsabsehnitt der Empfangsstation dazu in der Lage ist, Befehlssignale von der Einheil nach F i g. 3 zu empfangen. Der Grenzschalter 113 versorgt einen Sperrsolenoid 117 mit einem Befehl, um eine Bctätigungsvorriehtung zu aktivieren.

Der Befehlsabschnitt des Empfängers der Empfangsstation enthält ein Hydrophon 125, dessen Ausgangsgröße einem Breitbandverstärker 126 zugeführt wird, der eine automatische Versiärkungssteuerschaltung 127 aufweist und dessen Ausgang zu vier Filtern 128,129,130 und 131 jeweils führt. Der Ausgang des Filters 128 führt zu einem Verstärker 13-2. Die Ausgänge der Filter 129,130 und 131 führen zu Verstärkern 133, 134 und 135. Der Ausgang des Verstärkers 132 ist an die Differentialverstärker 136 und 137 angeschlossen. Der Ausgang des Verstäikers 133 führt zu denselben Differentialverstärkem Der Ausgang von jedem der Verstärker 134 und 135 ist an jeden der Differentialverstärker 138 und 139 angeschlossen. Der Ausgang des Differentialverstärkers 136 und der Ausgang des Differentialverstärkers 138 ist an die zwei Eingänge des UND-Galters 140 angeschlossen. Der Ausgang des Differentialverstärkers 137 und der Ausgang des Differentialveras stärkers 139 führen als die zwei Eingänge zu einem UND-Gatter 141. Wenn an einem der Filter 128 und 129 eine Ausgangsgröße erscheint und am anderen nicht, dann erscheint eine Ausgangsgröße am Ausgang jedes Differentialverstärkers 136 und 137.

und das Signal erscheint an einem Eingang jedes der UND-Gatter 140 und 141. Das eine dieser Signale ist negativ und das andere ist positiv. Ähnlich sehen die Differentialverstärker 138 und 139. wenn ein Signal am Ausgang von einem und nicht dem anderen der Filter 130 und 131 erscheint, beide ein Ausgangssignal am anderen Eingang jedes der UND-Gatter vor. Die Polarität dieser Signale hängt da\on ab. welches der Filter 130 und 131 eine Ausgangsgröße vorsieht. Welches nun immer der zwei Filter 128 und 129 eine Ausgangsgröße vorsieht und welches der zwei Filter 130 und 131 auch eine Ausgangsgröße vorsieht, so entsprechen sich die Eingangssignale zu einem UND-Gatter in der Polarität, und sie unterscheiden sich in der Polarität an dem anderen. Demzufolge sieht ein UND-Gatter eine Ausgangsgröße vor und das andere nicht. Wenn das UND-Gatter 114 eine Ausgangsgröße vorsieht, so gelangt diese Ausgangsgröße zu einer lntcgrierschaltung 150. deren Ausgang zu einem Schwellendetektor 151 führt, und das erfaßte Signal wird einem »Schließsolenoid« 152 zugeführt, der betätigt wird, um die Betätigungsvorrichtung zu betreiben. Wenn das UND-Gatter 141 eine Ausgangsgröße vorsieht, so gelangt diese zu der Integrierschaltung 153.

deren Ausgang im Schwellendetektor 154 erfaßt wird und zu dem »Öffnungssolenoid« 155 geleitet wird, der ebenso die Betätigungsvorrichtung entsprechend betätigt.

Die Ventilbetätigungsvorrichtung kann in einem Untenvasserbehälter unter Druck bei der Empfangsstation angeordnet sein. Es ist auch möglich, den Druck des Mediums in der submarinen Pipeline dazu zu verwenden und ebenso einen Teil des Mediums, das in der Pipeline geführt wird, zu ver-

(15 wenden, das dann als Medium dient, durch welches die Steuerung durchgeführt wird. Es sind auch weitere Möglichkeiten vorhanden. Die im Medium vorhandene Energie, das in der Pipeline geleitet wird.

kann ebenso verwendet werden, Uia genügend Energie vorzusehen, so daß die Batterie überflüssig wird.

Dort, wo sich die Ventile in der Nähe eiuer Küstenplattform befinden, kann auch Energie über Kabel von der Plattform her übertragen werden. Häufig kann auch Energie direkt von der Küste her zugeführt werden. Die Verwendbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens hängt nicht von der Art der verwendeten Energiequelle ab. Es ist ein Merkmal der Erfindung darin zu erkennen, daß Energie gespart wird, wenn sich das System in Ruhe befindet, ohne daß dadurch seine Sicherheit leidet. In diesem Ausführungsheispiel ist die Empfangsstation dazu in der Lage, Signale zu empfangen und auf Signale zu antworten, die acht verschiedene Frequenzen aufweisen, das System braucht jedoch nur auf eine dieser Frequenzen in seinem Ruhestand zu »horchen«. Diese Anordnung ergibt ein System, das vollständig ausfallsicher ist, und zwar in dem Sinn, daß ein Ausfall von irgendeinem Teil oder Komponente in dem System nicht zu einem Entleeren der Energiequelle führt, sondern nur einen Ausfall einer Funktion, die durchgeführt werden soll, bedeutet.

Zum Beispiel, auch wenn ein Ausfall das System außer Betrieb setzt, so daß es das Hauptventil nach einem Befehl nicht mehr betätigt, so kann das System dann dennoch weiterarbeiten und die Lokalisierung des Ventils unterstützen, so daß dann ein Taucher das Ventil von Hand betätigen kann, und zwar indem er von Hand tinen Handgriff dreht oder die Welle 200, wodurch der Kipphebel 180 gedreht oder geschwenkt wird.

Die Tatsache, daß ein einzelnes Frequenzüignal

ίο die Empfangsstation einschaltet, ergibt keine Einschränkung der Sicherheit des Systems, da die Bereitschaft zum Durchführen von Befehlen, nach Empfang von bestimmten Signalen, hergestellt wird. Es ergibt sich dabei ein sicherer Codetyp, das heißt die Zeitdauer des Eingeschaltetseins stellt an sich bereits einen Code dar. Bei diesem Ausführungsbeispiel müssen zwei Signale einer gegebenen Frequenz zusammen vorhanden sein, und zwar für eine ziemlich lange Zeit. Zwei weitere müssen während dieser Zeitdauer empfangen werden, und zwar über eine Zeitdauer, während welcher die zwei anderen nicht empfangen werden. Ein derartiger Code ist sehr schwierig zu entschlüsseln, benötigt jedoch nur eine minimale Ausrüstung, um ihn zu erzeugen und zu entschlüsseln.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

schaltung zugeführt werden. Die Verstärkerschal-Patentansprüche: tung ist an eine Gatterschaltung und an eine Zeitverzögerungsschaltung angeschlossen, die beide

1. Fernsteuerverfaliren zum Fernbetätigen einen ersten Impuls, der von einer Sendestation einer zu steuernden Einrichtung mit minde- 5 gesendet wurde, empfangen. Die Zeitverzögerungsstens zwei Betriebszuständen mittels einer Be- schaltung dient hier dazu, um den Impulslagecode fehlsstation mit Sender und Empfänger und zu entziffern. Wird also nach Verstreichen einer bemindestens einer Empfangsstation mit Sender stimmten Zeit, nach dem Empfang eines ersten und Empfänger, die frequenzcodierte Signale Schallimpulses, ein weiterer Schallimpuls empfansenden und empfangen, dadurch gekenn- io gen, dann spricht der elektronische Schallempfänger zeichnet, daß in der Empfangsstation bei auf diesen Impulslagecode an, und er aktiviert eine Empfang einer vorgegebenen Frequenz über eine Betätigungsvorrichtung, wie beispielsweise einen bestimmte Zeit ein Empfangs- und Sendeteil für Motor, ein Relais od. dgl. Dieser bekannte elektro-Abfragesignale selbsttätig für eine Zeitdauer ein- nische Schallempfänger ist nicht gegen ein zufälliges geschaltet wird, die zum Empfangen und Beant- 15 Auftreten einer Geräuschimpulsfolge, die dem Imworten von Abfragesignalen ausreicht, daß dann pulslagecode entspricht, gesichert, d. h. bestimmte bei Empfang einer Kombination von mindestens Umgebungsgeräusche oder Geräuschimpulsfolgen zwei Frequenzen über eine vorgegebene Zeit können zufällig dem Impulslagecode entsprechen, so einerseits ein Befehls-Empfangsteil selbsttätig für daß der elektronische Schallwandler unbeabsichtigt eine Zeitdauer eingeschaltet wird, die zum Emp- 20 in Tätigkeit gesetzt wird (USA.-Patentschrift fangen von Befehlssignalen ausreicht, anderer- 3 138 77&).

seits der Sender der Empfangsstation den äugen- Bei vielen Anwendungsfällen kann jedoch eine

blicklichen Betriebszustand der zu steuernden solche zufällige Betätigung, beispielsweise bei UnterEinrichtung durch Aussendung einer vorgegebe- wasserstationen, zu verheerenden Folgen führen, so nen Frequenz über eine bestimmte Zeit meldet 25 daß dieser bekannte elektronische Schallempfänger und daß darauf von der Befehlsstation ein Be- für derartige Anwendungsfälle keine ausreichende fehlssignal in Form einer Kombination von min- Sicherheit bietet.

destens zwei Frequenzen aussendbar ist, das in Bekannt ist auch eine Instrumentenkapsel, die

der Empfangsstation die Betätigung der zu zum Absenken in extreme Wassertiefen ausgelegt ist. steuernden Einrichtung auslöst. 30 Um eine derartige Instrumentenkapsel wieder an die

2. Fernsteuerverfahren nach Anspruch 1, da- Wasseroberfläche zu fördern, ist sie mit einem Empdurch gekennzeichnet, daß im Empfänger der fänger ausgestattet, der mit einer Betätigungsvor-Empfangsstation Filter für die vorgegebenen richtung zum Freisetzen eines Gases gekoppelt ist. Frequenzen und Filter für nicht zugelassene Fre- Der Empfänger dieser Instrumentenkapsel weist als quenzen derart vorgesehen sind, daß eine Durch- 35 Eingangsstufe einen magnetostriktiven Detektor auf, schaltung nur erfolgen kann, wenn keine der der mehrere Schallsignale entsprechend verschiedenicht zugelassenen Frequenzen auftritt. nen Schalifrequenzen empfangen kann und sie zu

3. Fernsteuerverfahren nach Anspruch 1 einer Filterkombination überträgt, an deren Ausoder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es zur gang die einzelnen diskreten Frequenzen, die dem Fernbetätigung mindestens eines Unterwasser- 40 Betätigungscode entsprechen, erscheinen. Am Ausgerätes mittels Schallsignalen oder Ultraschall- gang dieser Filter wird dann eine Betätigungsvorsignalen dient. richtung nur bei gleichzeitigem Vorhandensein aller

4. Fernsteuerverfahren nach Anspruch 3, da- diskreter Frequenzen aktiviert. Offensichtlich ist diedurch gekennzeichnet, daß die Zeitspanne zwi- ser Empfänger nicht gegen eine unbefugte Betätischen Aussendung von Abfragesignalen und 45 gung geschützt, da man beispielsweise nur ein Fre-Empfang von Meldesignalen in der Befehlssta- quenzspektrum, welches die betreffenden diskreten tion gemessen und zur Entfernungsbestimmung Frequenzen enthält, zu senden braucht, um diesen ausgewertet wird. bekannten Empfänger zu erregen (USA.-Patenl-

schrift 3 293 676).

50 Es ist zwar auch die Verwendung eines gemischten Serien- und Parallelcodes bekannt, jedoch lediglich im Rahmen der Informationstheorie, wobei also

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fernsteuerver- ein derartiger Code selbst eine bestimmte Informafahren zum Fernbetätigen einer zu steuernden Ein- tion darstellt und nicht zur Betätigung einer elektrorichtung mit mindestens zwei Betriebszuständen mit- 55 nischen Einrichtung verwendet wird, um also beitels einer Befehlsstation mit Sender und Empfänger spielsweise einen Schallempfänger ein- und auszuiind mindestens einer Empfangsstation mit Sender schalten und um gleichzeitig mit Hilfe eines solchen und Empfänger, die frcquenzcodierle Signale senden Codes verschiedene Funktionen einzuleiten (Zeit- und empfangen. Ein derartiges Fernsteuerverfaliren schrift »SEG-Nachrichten«, l^l)56. Hell 4. Seiten 17-! ist beispielsweise bekannt durch die LISA.-Patent- 60 bis 1<SO).

schrift 3 405 3X7. wie weiter unten noch näher be- Bei einem bekannten Fernsteuersystem für eine

schrieben wird. Schießscheibenanlage wird der elektrische Antrieb

Es ist ferner bereits ein elektronischer Schall- für die Bewegung einer Schießscheibe durch ein von empfänger bekanntgeworden, der mit Hilfe eines einem Sender an der Kommandostelle gesendetes Impulscodes betrieben wird. Der elektronische G5 und von einem der Schießscheibe zugeordneten Schallempfänger besteht hierbei aus einem Schall- Empfänger aufgenommenes Funksignal eingcschalwandler zum Umwandeln der empfangenen Schall- let. LJm eine unbefugte Betätigung des elektrischen imnulse in elektrische Impulse, du !»■;■..?!■ Verstärker- Antriebs zu verhindern, ist der Sender außer zur