DE2505596A1

DE2505596A1 - Vorrichtung zum erfassen von auf einer wasseroberflaeche schwimmendem oel

Info

Publication number: DE2505596A1
Application number: DE19752505596
Authority: DE
Inventors: Jun George Otto Orth
Original assignee: PETROTEK Inc
Current assignee: PETROTEK Inc
Priority date: 1974-02-11
Filing date: 1975-02-11
Publication date: 1975-08-14
Also published as: NL7501537A; FR2260781B3; JPS50118791A; FR2260781A1; SE7501457L; US3918034A

Description

PATENTANWÄLTE A, GRÜNECKER

H. KINKELDEY

OR-ING.

W. STOCKMAIR

K. SCHUMANN

DRRERNAr.-DIPI--Pms

P. H. JAKOB

DlPC-INa

G. BEZOLD

Dft RERNAr-OU=L-CHBl*.

MÜNCHEN

E. K. WEIL

OR. RSlOEC, ING.

MÜNCHEN 22

MAXlMtUANSTRASSE 43

LINDAU

P 8969

Petrotek Inc.,

- 112tli Avenue Northeast Bellevue

Washington 9800A-, U.S.A.

Vorrichtung zum Erfassen von auf einer Wasseroberfläche schwimmendem öl

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erfassen von auf einer Wasseroberfläche schwimmendem öl, mit der dieser Zustand signalisierbar ist.

Aus der US-PS 3 733 594- ist eine Erf as sung s vorrichtung für öl bekannt, mit der auf einer Wasseroberfläche vorhandenes öl

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TELEFON (089)222863 TELEX O5-2938O TELEORAMME MONAPAT

erfaßbar und dieser Zustand signalisierbar ist. Die Vorrichtung weist ein hydrophobes, oleophiles und ölabsorbierendes Material als ölfühler auf.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine neue Vorrichtung der genannten Art zu schaffen, die zuverlässig und relativ billig ist und mit der auf einer Wasseroberfläche schwimmendes öl oder ölschlamm erfaßbar ist.

Bei einer Vorrichtung der genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung gelöst durch ein mit Ballast versehenes, wasserdichtes Gehäuse mit einer es zentrisch durchsetzenden Bohrung, durch Einrichtungen zum teil weisen Schwimmendhalten des Gehäuses im Wasser, wobei die Bohrung in vertikaler Richtung gehalten ist, durch eine öl erfassende Anordnung, die eine in der Bohrung aufgenommene, in vertikaler Richtung frei bewegliche Stange und ein schwimmendes, öl erfassendes Material, umfaßt, das an einem Ende der Stange befestigt ist und ausreichenden Auftrieb hat, um die Anordnung auf der Wasseroberfläche schwimmend zu halten, bei der Erfassung von auf der Wasseroberfläche schwimmendem öl infolge einer Zunahme des spezifischen Gewichts des über dem Wasser befindlichen Teils jedoch in das Wasser sinkt, durch einen Annäherungsschalter in dem Gehäuse, der in Abhängigkeit der Lage der Anordnung im Wasser betätigbar ist, und durch eine Signaleinrichtung, die vom Annäherungsschalter in Betrieb setzbar ist, wenn die Anordnung in das Wasser sinkt.

Die neue Vorrichtung hat gegenüber der bisher Vorgeschlagenen den Vorteil, daß sie eine größere Stabilität im Wasser aufweist, zuverlässiger ist, ein verbessertes, auf öl ansprechendes Material und deren Anordnung aufweist, sowie den größten Teil der Vorrichtung in einem wasserdichten Gehäuse umfaßt, das anstelle über dem Wasser im Wasser selbst gehalten wird. Die Anordnung zur Erfassung des Öls

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besteht aus einem hydrophoben, oleophilen, das öl erfassenden Material, das an einem Ende der Stange "befestigt ist, während am gegenüberliegenden Ende der Stange ein Magnet befestigt ist. Die Stange erstreckt sich innerhalb der zentrischen Bohrung des wasserdichten, mit Ballast versehenen Gehäuses, das einen batteriegespeisten Sender aufweist. Ein einstellbarer magnetischer Reedschalter ist in dem Gehäuse angeordnet, damit er von dem an der Stange befestigten Magnet betätigt werden kann, um ein Ausgangssignal vom Sender zu veranlassen. Ein Drahtkäfig umgibt das öl . erfassende Material. Eine mit dem Ausgang des Senders verbundene Antenne erstreckt sich von dem Drahtkäfig nach oben. Arme mit Schwimmkörpern an ihren Enden erstrecken sich seitwärts von dem Gehäuse nach außen, wobei die Schwimmer einen ausreichenden Auftrieb erzeugen, um die Vorrichtung innerhalb des Wassers schwebend zu halten. Die öl erfassende Anordnung, die das hydrophobe, öl erfassende Material umfaßt, hat einen ausreichenden Auftrieb, um auf der Oberfläche des Wassers zu schwimmen. Kommt das öl erfassende Material mit auf der Wasseroberfläche schwimmendem öl in Berührung, so sinkt die Anordnung in das Wasser, wodurch der Magnet neben den Eeedschalter bewegt wird, um diesen zu schließen und ein Ausgangs signal vom Sender zu veranlassen, das von einem entsprechenden Empfänger aufgenommen werden kann. Der Empfänger veranlaßt dann einen akustischen oder optischen Alarm·

Das verbesserte öl erfassende Material besteht aus einem lockeren Packet von Fasern, die mit einer Silylverbindung behandelt sind. Die neue Torrichtung benutzt eine zuverlässige Sender-Empfänger-Anordnung, die einen Alarm auslöst,oder die Übertragung eines Ausgangssignals über einen Annäherungsschalter veranlaßt, der geschlossen wird, wenn die öl erfassende Anordnung in das Wasser sinkt und sich innerhalb einer bestimmten Strecke des Schalters

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bewegt. Die neue Vorrichtung ist während langer Einsatzzeiten im Wasser sehr stabil zu halten. Die neue Vorrichtung weist ein mit Ballast versehenes, wasserdichtes Gehäuse auf, das die es zentrisch durchsetzende Bohrung aufweist. Eine das Gehäuse umfassende Umzäunung weist mehrere Arme auf, die sich seitwärts nach außen erstrecken, wobei Schwimmkörper an den Enden eines jeden der Arme befestigt sind, die einen ausreichenden Auftrieb haben, um die Vorrichtung im Wasser zu halten. Die Öl erfassende Anordnung weist ein schwimmendes öl erfassendes Material auf, das mit einem Ende der Stange verbunden ist, die in vertikaler Richtung frei beweglich in der Bohrung aufgenommen ist. Die Öl erfassende Anordnung sinkt in das Wasser, wenn das öl erfassende Material eine ausreichende Menge von öl auf der Wasser-oberfläche erfaßt hat. Der Annäherungsschalter in dem Gehäuse wird in Abhängigkeit der Lage der öl erfassenden Anordnung im Wasser betätigt, wobei die Signalanordnung durch den Annäherungsschalter wirksam geschaltet wird, wenn das öl erfassende Material in das Wasser sinkt.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Pig. 1 eine perspektivische Darstellung der neuen Vorrichtung,

Ifig. 2 ein Blockschaltbild des in der Vorrichtung vorgesehenen Senders,

Fig. 5 einen vertikalen Schnitt der in Fig. 1 gezeigten Anordnung,

Fig. 4- ein Blockschaltbild des Empfängers,

Fig. 5 eine vergrößerte, perspektivische Teildarstellung eines

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einstellbaren Schleifrings, der den Annäherungsschalter umfaßt, und

Fig. 6 eine Schnittdarstellung der öl erfassenden Anordnung.

Der Begriff "öl", wie er hier "benutzt wird, "bezieht sich auf Mischungen von Kohlenwasserstoffen, wie Rohpetroleum und seinen Destillaterzeugnissen, obwohl die neue Vorrichtung auch zum Erfassen von anderen ölen, wie tierischen oder pflanzlichen ölen, die mit Wasser nicht mischbar sind, oder mit Wasser nicht mischbaren Flüssigkeiten, die. jedoch in Ither, Naphthalin, Alkohol oder anderen organischen Lösungsmitteln lösbar sind und im wesentlichen einen flüssigen Agregatzustand beibehalten, wenn sie auf einer Wasseroberfläche schwimmen, benutzt werden kann.

Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung der neuen Vorrichtung, die eine wasserdichte Schale oder Gehäuse aufweist und im Wasser mit Hilfe von Schwimmern gehalten wird, die über Arme mit dem Gehäuse verbunden sind, die einen Käfig um das öl erfassende Material bilden. Eine Antenne erstreckt sich vom Scheitelpunkt des Käfigs nach oben und ist mit dem Ausgang eines Signalgenerators verbunden, der innerhalb des Gehäuses eingeschlossen ist.

Das Gehäuse 10 kann aus Jedem geeigneten Material hergestellt sein, das über lange Zeiten den Einflüssen von See- oder Frischwasser unter allen möglichen Klimabedingungen widersteht. Das ge~ zeigte Gehäuse ist ein langgestreckter, hohler und aus Kunststoff gegossener Zylinder 12, der an seinem einen Ende mit einer einstückigen Wand 13 verschlossen ist, die eine zentrische, nach innen mit einem Flansch versehene Öffnung 15 aufweist. Ein hohler Schaft 14, der an seinem einen Ende mit Gewinde versehen ist, ist an seinem gegenüberliegenden Ende an dem Flansch 15 befestigt und

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erstreckt sich über die gesamte Länge des Zylinders 12. Ein Deckel 16, der eine zentrische mit Gewinde versehene öffnung und einen O-Ring umfaßt, kann in einer Ausnehmung eingesetzt werden, die längs der unteren Kante des Zylinders 12 verläuft, um damit das Eindringen von Wasser in das Innere des Gehäuses sicher zu verhindern. Der Deckel weist außerdem sich nach außen erstreckende Flansche 17 auf, an denen die Fußstücke von Drähten des Käfigs befestigt sind, was noch erläutert wird. Ein Ballastmaterial 20, wie Blei, Beton oder ein anderes geeignetes Material, ist im unteren Ende des Gehäuses in der gezeigten Weise angeordnet. Ein Sender 22 und Batterien 24· zur Speisung des Senders sind ebenfalls innerhalb des Gehäuses 10 in der gezeigten Weise eingeschlossen. Aufgeschäumter Kunststoff kann zum Ausfüllen der Hohlräume innerhalb des Gehäuses benutzt werden, wenn dieses gewünscht ist.

Ein Drahtkäfig ist an dem Gehäuse befestigt, der eine Vielzahl von Beinen 28 aufweist, die an einem Ende mit Gewinde versehen sind und über öffnungen in den Flanschen 17 mit Hilfe von Mattern 30 an dem Gehäuse befestigt sind. Jedes der Beine erstreckt sich zuerst parallel zum Gehäuse 10 bis zu einem Punkt oberhalb des Gehäuses nach oben und ist dann rechtwinklig umgebogen, um mit einer Platte 26 verbunden zu werden, die den zentrischen Scheitelpunkt des Käfigs bildet. Der übrige Teil eines jeden Beines erstreckt sich von der gegenüberliegenden Seite der Platte 26 nach unten und parallel zur gegenüberliegenden Seite des Gehäuses, seitlich nach außen und dann wieder nach oben, um einen Arm 32 zu bilden» Schwimmer sind mit den Enden eines jeden Beines verbunden, wobei die Schwimmer einen ausreichenden Auftrieb haben, um das Gehäuse im Wasser schwimmend zu halten«, Die Schwimmer können aus geschäumtem Polystyrol, Polyäthylen oder anderem geeigneten Ma-

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terial gebildet sein. Vorzugsweise sind die Schwimmer so eingestellt, daß das Gehäuse 10 gerade unterhalb der Wasseroberfläche gehalten wird, wie dieses in Fig. 3 gezeigt ist« Die sich nach oben über das Gehäuse .hinaus erstreckenden Beine bilden einen Käfig um die öl erfassende Anordnung 4-0, um diese vor Beschädigung durch schwimmendes Strandgut oder dgl. zu. schützen. Ein Haltering 34- klemmt die Beine des Käfigs gegen die Seite des Gehäuses, um sie in ihrer jeweiligen Lage zu befestigen. .

Eine Antenne 38 ist an der Platte 26 befestigt und erstreckt sich von dieser nach oben.

Die öl erfassende Anordnung 4-0 ist im einzelnen in !Fig. 6 gezeigt und weist eine hohle Stange 4-2 aus Kunststoff oder einem anderen geeigneten Haterial auf, die an ihrem oberen . Ende mit Gewinde versehen, ist. Eine Platte 44· mit einer zentrischen, mit Gewinde versehenen Öffnung ist auf den mit Gewinde versehenen Teil der Stange geschraubt und mit Hilfe eines Halteringes 4-6 befestigt. Das öl erfassende Material 50 kann aus irgendeinem einer Anzahl von Materialien bestehen, das mit Hilfe eines zylindrischen Maschendrahts 52 an der Stange befestigt oder angeordnet ist, der an seinem unseren Ende mit der Platte 4-4- verbunden und an seinem oberen Ende mit einem Deckel 48 versehen ist. Zu verwendende Materialien si:id die^in der US-PS 3 733 594- erwähnten, anorganische oder organische Fasern, die mit Silikonöl, organischen Silanen, "SLlanox" oder Mischungen aus diesen behandelt sind, um die Fasern hydrophob und oleophil zu machen, wobei "Silanox" ein Erzeugnis der Cabot Corporation ist, das ein aus Trimethylsilylgruppen, die an verdampftes Siliziumdioxyd gebunden sind, bestohendes Material ist, öllösliche, wasserunlösliche Überzüge auf dem Maschendraht 52, wie Butadien-Hetze, wie sie von

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Goodyear hergestellt werden, oder ein feinmaschiges Gitter mit Öffnungen von etwa 1,6 mm oder weniger, das mit "Silanox" beschichtet und als Maschendraht bzw. Gitter 52 verwendet ist.

Anorganische Fasern, die hier benutzt werden können, sind z.B. Glasfasern, Mineralfasern und offenzellige Schäume, wie Polyurethanschaum. Organische Fasern, die hier benutzt werden können, sind z.B. Polyester, Nylon, Acryl, Polypropylen und dgl. Die bevorzugte öl absorbierende Faser ist eine anorganische oder organische Faser, die mit "Silanox" beschichtet ist.

Der zuletzt als mögliches Material genannte, mit "Silanox" beschichtete Gitterzylinder verhindert den Durchtritt von Wasser in das Innere des Zylinders infolge der Oberflächenspannung und der kleinen Öffnungen des Gitters. Berührt jedoch öl das beschichtete Gitter, so wird die Oberflächenspannung durchbrochen, wodurch Wasser in das Innere des Zylinders hineingelangen kann und das spezifische Gewicht der öl erfassenden Anordnung oberhalb des Wasserspiegels vergrößert, so daß die Anordnung in das Wasser hineinsinkt. Ein hydrophiles Material kann im Innern des Zylinders angeordnet sein, um das durch das Gitter hindurchgelangende Wasser aufzunehmen, wodurch zusätzliches Gewicht hinzugefügt wird, damit die öl erfassende Anordnung in das Wasser sinken kann.

Das vorstehend als vorletztes Material genannte Gitter 52 ist mit einem Sllöslichen, wasserunlöslichen Material abgedichtet, das den Durchtritt von Wasser in das Innere des Zylinders verhindert. Die öl erfassende Anordnung, die diese Art von öl erfassendem Material benutzt, hat einen ausreichenden Auftrieb, um auf der Wasseroberfläche zu schwimmen, bis sie mit öl in Berührung kommt, das die Beschichtung auflöst, wodurch Wasser

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in das Innere des Zylinders gelangen kann und ein Sinken der Anordnung in dem Wasser "bewirkt. Wie bereits vorstehend erwähnt, kann auch hier ein hydrophiles Material im Inneren des Zylinders angeordnet sein.

Ein Permanentmagnet 5^· ist an dem gegenüberliegenden Ende der Stange angeklebt, wie dieses in I¹Ig. 6 gezeigt ist. Eine Menge von Ballast 56» wie Bleischrot, ist im hohlen Innenraum der Stange 42 angeordnet, um das spezifische Gewicht der Anordnung zu erhöhen, so daß bei der Aufnahme einer bestimmten Menge von öl durch das öl erfassende Material die Anordnung schwerer als Wasser wird und sinkt.

Die beschriebene Vorrichtung benützt einen Annäherungsschalter 62, wie. einen magnetischen Reedschalter, um einen Sender 22 zum Aussenden eines Ausgangssignals über die Antenne 38 an einen entfernten Empfänger zu veranlassen. Hat das öl aufnehmende Material 50 eine ausreichende Menge von öl aufgenommen, so sinkt die öl erfassende Anordnung in das Wasser und steuert den Schalter 62, um den Sender einzuschalten.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist ein Reibungspreßring 58 auf dem Schaft 14 aufgeschoben. Ein Kanal 60 ist in der in 3?ig. 5 gezeigten Weise durch den Preßring gebohrt und ein magnetischer Reedschalter 62 in diesem befestigt. Anschlußdrähte 64- und 66 führen vom magnetischen Reedschalter zum Sender und.der Batterie. Ein Anschlußdraht 68 ist mit einem Ende der Antenne 38 verbunden und erstreckt sich durch das Gehäuse hindurch, um mit dem Ausgang des Senders verbunden zu werden.

Die Lage des magnetischen Reedschalters wird gegenüber dem Permanentmagneten 54 so eingestellt, daß beim Absinken der öl erfassenden Anordnung in das Wasser der Magnet 54- ausrei-

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chend dicht an den Schalter bewegt wird, um diesen zu Schließen und damit den Sender einzuschalten.

Der elektronische Teil der neuen Vorrichtung kann irgendeine einer Anzahl herkömmlicher Sender-Empfänger-Anlagen zum Auslösen eines optischen oder akustischen Signals "benutzen. Die in den Fig. 2 und 4 gezeigte Anlage umfaßt eine Anzahl von bei erfaßtem öl eingeschalteten, tonkodierten Sendern und einen ton dekodierenden Empfänger auf, der ein Relais und eine Anzeigelampe steuert.

Anstelle der eingebauten Einrichtung zum Signalisieren der Erfassung von öl können die Leitungen von .dem Reedschalter auch durch das Gehäuse 10 hindurchgeführt und mit irgendeinem Signalgenerator verbunden sein, wie mit dem Sender einer Signale aussendenden Boje, die längs eines Schiffahrtsweges angeordnet ist.

Der Sender 22 ist so eingestellt, daß er auf einem von 23 Kanälen zwischen 26,97 und 27»27MHz arbeitet. Der Sender sendet bei der Erfassung von öl zwei akustische Töne mit einer 360 Millisekunden langen unmoduliert en Pause zwischen den Tönen aus. Es stehen vier Tonkanäle zur Verfügung, so daß zwölf Kombinationen von zwei unterschiedlichen Tönen möglich sind. Die Tonfolge wird alle zwei bis vier Sekunden wiederholt.

Der in Fig. 4- gezeigte Empfänger arbeitet auf dem gleichen Kanal wie der Sender. Ein Quarzkristall 96 stellt die Stabilität sicher und vermeidet Kachstimmungen am Einsatzort. Der Empfänger weist Tondetektoren 106 und 108 auf, die auf den Tongeneratoren im Sender entsprechende Hörfrequenzen ansprechen. Wie später erläutert wird, ermöglicht eine Signal verarbeitungsschal tung einer Zeitverzögerungsschaltung, fremde Tonsignale zu ignorieren, die auf der Senderfrequenz, empfangen werden. Nach dem Empfang von drei bis vier richtigen Tonpaaren betätigt der Empfänger ein Relais 124·,

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um eine Anzeigelampe einzuschalten, einen akustischen Alarm oder irgendein anderes Signal auszulösen, was hier nicht dargestellt ist. Das Relais bleibt betätigt, bis es von Hand zurückgestellt ' wird. Anstelle der Anordnung der Zeitverzögerungsschaltung in dem Empfänger kann sie auch im Sender untergebracht werden, so daß kein Aussenden eines Ausgangs signals stattfindet, bis der magnetische Reedschalter während einer bestimmten Zeitdauer, gewöhnlich zwischen fünf und sieben Sekunden geschlossen bleibt.

Der in Form eines Blockschaltbildes in Fig. 2 dargestellte Sender besteht aus einem zweistufigen, kristallgesteuerten Sender und einem Zweiton-Modulator, der von einer Anzahl von Zeitschaltungen gesteuert ist. Der Sender besteht aus einem Kristalloszillator 70, der einen auf eine Frequenz zwischen 26,98 und 27,26-MHz abgestimmten Kristall benutzt. Die Belastung des Oszillators ist ein resonanzgekoppelter Übertrager, der das Ausgangssignal des Oszillators auf einen Leistungsverstärker 72 koppelt, wie z.B. einen im C-Betrieb arbeitenden Verstärker. Die durchschnittliche Ausgangsleistung des Verstärkers wird durch.einen Emitterwiderst and begrenzt.

Dei Sender wird von zwei Oszillatoren 74- und 76, die hier als astabile Multivibratoren dargestellt sind, moduliert. Die Frequenz der Multivibratoren wird von einer RC-Schaltung bestimmt, wobei die genaue Frequenz durch ein Trimmerpotentiometer eingestellt wird. Ein astabiler Multivibrator 78 ist als Zeitschaltung geschaltet und arbeitet mit einer Frequenz von annähernd ein Impuls für Jede zwei bis vier Sekunden. Monostabile Multivibratoren 80, 82 und 84 werden alle mit der Rückflanke angesteuert. Auf diese Weise steuert das Ausgangssignal der Zeitschaltung 78 einen Verzögerungs-Monostabilen-Multivibrator 80, der ein positives

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Ausgangs signal erzeugt, das eine Periodendauer von etwa 360 Millisekunden hat. Während dieser Zeitdauer wird Speisespannung an den Oszillator 74 gegeben, der den Leistungsverstärker im Hörbereich moduliert. Am Ende der Zeitdauer von 360 Millisekunden wird das Aus gang s signal des monostabilen Multivibrators 80 Null und steuert damit den mono stabilen Multivibrator 82 an. Der Multivibrator 82 erzeugt einen Ausgangsimpuls mit einer Dauer von 360 Millisekunden, der den Sender ohne Modulation einschaltet. Am Ende dieser Zeitdauer wird der monostabile Multivibrator 84 während einer Zeitdauer von 360 Millisekunden angesteuert. Während das Ausgangssignal des monostabilen Multivibrators 84 hohen Pegel hat, wird Speisespannung an den Oszillator 76 gegeben, der den Leistungsverstärker 72 im Hörbereich moduliert um einen zweiten Ton zu erzeugen. Nach diesem Zeitintervall beendet der Sender seinen Sendebetrieb, bis die nächste zu einem negativen Pegel gehende Flanke von der Zeitschal- tung 78 den monostabilen Multivibrator 80 ansteuert. Speisespannung für den Leistungsverstärker wird nur von den Oszillatoren 74 und 76 und einem das Leerintervall festlegenden Generator erhalten. Der Oszillator arbeitet nach einer ölerfassung dauernd. Der Sender kann auf eine von zwölf möglichen Tonkombinationen eingestellt sein. So kann z.B. der Sender so eingestellt sein, daß er einen Anfangston von 667 Hz während 360 Millisekunden aussendet, gefolgt von einer 360 Millisekunden langen Pause, die wiederum von einem 360 Millisekunden längen Ton von 825 Hz gefolgt ist. Die Tonpaare wiederholen sich alle zwei bis vier Sekunden.

Der in Fig. 4 in Form eines Blockschaltbildes gezeigte Empfänger ist.ein hochempfindlicher, einkanaliger Superheterodyne-Empfänger. Die empfangene Frequenz wird durch einen auf eine Frequenz von 455 2Hz über der gewünschten zu empfangenden Frequenz abgestimmten Quarzkristall eingestellt. Der Empfänger benutzt einen herkömmlichen Hochfrequenz-Verstärker, einen Mischer und einen Zwischenfrequenz-

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Detektorverstärker und einen AGC-Generator. Der Oszillator ist vorzugsweise ein Pierce-Oszillator. Das akustische Ausgangssignal vom Empfänger wird an zwei Tondekoder gegeben, die eine einstellbare Bandpaßbreite haben. Eine Signalverarbeitungsschaltung vermeidet, daß das Steuerrelais von fremden Tonsignalen angesteuert werden kann, die in dem Sendekanal empfangen werden.

Wie in Pig. 4 gezeigt ist, wird ein 27 MHz-Signal mit der Antenne 86 empfangen und über den Resonanz-Übertrager 88 an einen Hochfrequenz-Verstärker 90 mit automatischer Verstärkungssteuerung (AGC) gegeben. Das Ausgangs signal des Verstärkers 90 wird über einen Übertrager 92 an die Mischstufe 94 gegeben. Die Mischstufe erhält außerdem ein Eingangssignal vom Oszillator 96 über einen Übertrager. 98. Die Mischstufe erzeugt ein Ausgangs signal bei KHz, das über einen Resonanzübertrager 100 an eine^ ein Empfängeruntersystem bildende integrierte Schaltung 102 gegeben wird, die aus einer als Dämpfungsglied wirkenden AGC-Stufe, einem Verstärker hoher Verstärkung, einem Audiodetektor und einem AGC-Detektor besteht. Die AGC-Spanming von der Schaltung 102 wird an die Eingangsdämpfungsschaltung der Schaltung 102 und an den AGC-Eingang des Hochfrequenzverstärkers 90 gegeben. Ein effektiver AGC—Bereich von über 80 db wird dadurch erhalten. Eine zusätzliche Selektivität wird an der Schaltung 102 mit Hilfe eines zweistufigen 4-55 KHz-Keramikfilters 103 erhalten.

Das demodulierte Ausgangssignal der als Empfängeruntersystem wirkenden integrierten Schaltung 102 wird von einem Emitterfolger 104 gepuffert und an die Tondetektoren 106 und 108 gegeben. Die Ausgangssignale der Tondetektoren 106 und 108 haben im Ruhezustand hohen Pegel, fallen jedoch auf Null beim Auftreten eines geeigneten Tones vom Emitterfolger 104.

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Bei der Erfassung des ersten Tones vom Sender wird ein monostabiler Multivibrator 110 für eine Zeitdauer von etwa 750 Millisekunden angesteuert. Nach dieser Zeitdauer steuert die Rückflanke einen monostabilen Multivibrator 112, der einen positiven Impuls mit 20 Millisekunden Dauer erzeugt. Da 750 Millisekunden vom Beginn des ersten Hörtones "bis zu dem Impuls von 20 Millisekunden vergangen sind, tritt der Impuls von 20 Millisekunden Dauer gewöhnlich während des frühen Teils des zweiten Hörtones auf. Dieser Impuls von 20 Millisekunden Dauer dient als Fenster, während dessen Zeitdauer drei andere Bedingungen der Schalbung geprüft werden. Werden während dieses 20-Millisekunden-Intervalls diese drei anderen Bedingungen erfüllt, wird ein Ladeimpuls an einen integrierenden Kondensator 130 gegeben. Zwei der drei Bedingungen sind: (1) daß der zweite vom Sender empfangene Ton zu diesem Zeitpunkt auftritt und (2) daß der erste Ton zu dieser Zeit nicht mehr andauert. Die dritte Bedingung, die erfüllt sein muß, ist die,daß ein Ruheintervall zwischen dem ersten und zweiten Ton erfaßt wurde. Bei der Erfassung des ersten Tones wird auch ein monostabiler Multivibrator 114 während einer Verzögerungszeit von 4-50 MiLIisekunden angesteuert. Nach dieser VerzögerungszeLb wird am Ausgang eines monostabilen Multivibrators 115 ein positiver Impuls von 50 Millisekunden Dauer erzeugt. Ist der erste oder zweite Ton während dieser Zeitdauer von einem NOR-Glied 107 erfaßt, so wird ein NAND-Glied 117 leitend, wodurch die Rückflanke des Impulses von 50 Millisekunden Dauer den monostabilen Multivibrator 116 ansteuern kann, um einen negativen Impuls von 320 Millisekunden zu erzeugen.

Dioden 140, 14-2, 144 und 146 wirken zusammen mit einem Widerstand 148 als ein ODER-Glied, um die Bedingungen der Schaltung zu überwachen. Führt keine der Kathoden dar zuvor erwähnten Dioden ein Potential von Null, so hat das Eingangssignal für einen Impuls-

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verstärker 134 hoh.es Potential, wodurch der Kondensator I30 über einen Widerstand 126 und eine Diode 128 aufgeladen wird. Ein ■ Ladeimpuls wird an den integrierenden Kondensator nur dann gegeben, wenn die folgenden Bedingungen erfüllt sind: (1) der erste Ton ist empfangen und erfaßt, d.h. das Ausgangssignal des monostabilen Multivibrators 112 hat hohen Pegel, (2) der zweite Ton tritt 750 Millisekunden nach der Erfassung des ersten Tones auf, d.h. das Ausgangssignal des Inverters 119 hat einen hohen Pegel, (3) der erste Ton. ist 750 Millisekunden nach der Erfassung des ersten Tones nicht mehr gegenwärtig, d.h. das Ausgangssignal des Tondetektors 108 hat hohen Pegel, und (4) weder der erste noch der zweite Ton ist zwischen 450 und 500 Millisekunden nach der Erfassung des ersten Tones gegenwärtig, d.h. das Ausgangs signal des monostabilen Multivibrators 116 hat hohen Pegel.

Wird angenommen, daß alle Bedingungen erfüllt sind, so wird ein 20 Millisekunden langer 5-Volt-Impuls an den integrierenden Verstärker 130 über die Diode 128 und den Widerstand 126 gegeben. Dio Spannung am integrierenden Kondensator steigt an. Wird angenommen, daß die Tonpaare empfangen und dekodiert werden, so steigt die Spannung am integrierenden Kondensator mit dem Empfang eines Jeden Tonpaares an, bis die Spannung den Schwellwert eines Ve:?gleichers 118 übersteigt, der an einem Trimmerpotentiometer 13«- eingestellt ist. Das Ausgangs signal des Vergleichers liegt zwischen nahe 0 und etwa 5 Volt. Das Ausgangssignal des Vergleichers wird durch einen Schaltverstärker 120 verstärkt, um ein hier nicht gezeigtes Relais und eine Anzeigelampe zu steuern.

Der Empfänger wird von einer 14-Volt-Gleichspannung gespeist, die von einem 12-Volt-Übertrager 124 mit einem Vollweggleichrichter erhalten wird. ^:

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Eine oder mehrere der neuen Vorrichtungen werden gewöhnlich z.B. um Tanker herum angeordnet, die "be- oder entladen werden, um mögliche ölaustritte festzustellen. Die neuen Vorrichtungen können an jedem Ort angeordnet werden, an denen Ölaustritte möglich sind, oder können mit "bereits vorhandenen Bojen verbunden werden, wie dieses zuvor erwähnt wurde.

— Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

Vorrichtung zum Erfassen von auf einer Wasseroberfläche schwimmendem öl, mit der dieser Zustand signalisierbar ist, gekennzeichnet durch ein mit Ballast (20) versehenes, wasserdichtes Gehäuse (10) mit einer es zentrisch durchsetzenden Bohrung, durch Einrichtungen (32, J6) zum teilweisen Schwimmendhalten des Gehäuses im Wasser, wobei die Bohrung in vertikaler Richtung gehalten ist, durch eine Öl erfassende Anordnung (40), die eine in der Bohrung aufgenommene, in vertikaler Richtung frei bewegliche Stange (42) und ein schwimmendes, öl erfassendes Material (50, 52) umfaßt, das an einem Ende der Stange befestigt ist und ausreichenden Auftrieb hat, um die Anordnung auf der Wasseroberfläche schwimmend zu halten, bei der Erfassung von auf der Wasseroberfläche schwimmendem öl infolge einer Zunahme des spezifischen Gewichts des über dem Wasser befindlichen Teils jedoch in das Wasser sinkt, durch einen Annäherungsschalter (62) in dem Gehäuse, der in Abhängigkeit der Lage der Anordnung im Wasser betätigbar ist, und durch eine Signaleinrichtung (22), die vom Annäherungsschalter in Betrieb setzbar ist, wenn die Anordnung in das Wasser sinkt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Annäherungsschalter (62) einen magnetischen Reedschalter, der neben der zentrischen Bohrung des Gehäuses (10) angeordnet ist, und einen Magneten (5^0 umfaßt, der mit dem in der Bohrung befindlichen Ende der Stange (42) verbunden ist und den

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Reedschalter schließt, wenn die öl erfassende Anordnung .in das Wasser sinkt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Signaleinrichtung (22) einen gespeisten Sender, der innerhalb des Gehäuses (10) dicht eingeschlossen ist und ein ein durch mehrere Tonsignale moduliertes Trägersignal aufweisendes Ausgangssignal erzeugt, eine Zeit Verzögerungsschaltung zum Verhindern der Einschaltung des Senders durch ein infolge der Wellenbewegung bedingtes Schließen des Schalters aufweist-, und eine Antenne (38) umfaßt, die zum Ausstrahlen des Ausgangs signals mit dem Sender verbunden ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß ein Empfänger (Fig. 4·) zum Empfangen des Ausgangssignals von der Antenne (38) und zur Einschaltung eines Alarmes vorgesehen ist, der auf dem gleichen Frequenzkanal wie der Sender (22) arbeitet und Tondetektoren (106, 108) umfaßt, die auf die das Trägersignal des Senders modulierenden Tonsignale ansprechen.
5· Vorrichtung nach Anspruch 4·, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfrequenz des Senders (22) durch erste und zweite Tonsignale -unterschiedlicher Frequenz moduliert ist, wobei die Tonsignale voneinander durch ein Euheintervall getrennt sind, während dem die ummodulierte Trägerfrequenz ausgesendet wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dad. urch gekennzeichnet, daß der Empfänger (Fig. 4·) das bestimmte Modulationsmuster durch Prüfung des gesendeten Signals während

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deä zweiten ausgesendeten Tones erfaßt, um sicherzustellen, daß der erste ausgesendete Ton nicht mehr auftritt, jedoch vor dem Ruhe int ervall ausgesendet wurde und daß während des Ruheintervalls weder der erste noch der zweite Ton auf ge- treten ist.
7- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 his 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (56) zur Einstellung des spezifischen Gewichts der öl erfassenden Anordnung (40) vorgesehen ist.
8. Torrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet , daß die Stange (42) hohl ist und daß die Einrichtung (56) zur Einstellung des spezifischen Gewichts der öl erfassenden Anordnung (40) eine bestimmte Menge eines Ballastmaterials (56) innerhalb der hohlen Stange umfaßt. - -
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 his 8,- dadurch gekennzeichnet , daß das Öl erfassende Material (52) eine Masse eines Easermaterials aufweist, das mit einer Silylverbindung "beschichtet ist, um die !fasern im wesentlichen hydrophob und oleophil zu machen.
10. Vorrichtung nach Anspruch "9, d a d u r c h gekennzeichnet , daß das öl erfassende Material (52) ein hohles Bauteil mit einer Vielzahl kleiner Öffnungen ist, die mit einer Silyl verbindung beschichtet sind, die das Hindurchtreten von Wasser durch die öffnungen solange verhindert, wie das Bauteil nicht mit öl in Berührung gelangt.

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11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß ein hydrophiles Haterial (50) innerhalb des hohlen Bauteils (52) angeordnet ist, um'Wasser nach seinem Hindurchtreten durch die Öffnungen aufzunehmen. .
12. "Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 "bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß das öl erfassende Material (52) eine Masse eines öffenzelligen Schaums umfaßt, der mit einer Silylverbindung beschichtet ist, um den Schaum im wesentlichen hydrophob und oleophil zu machen.

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