DE282009C - Einrichtung zur Messung von Meerestiefen und Entfernungen und Richtungen von Schiffen oder Hindernissen mit Hilfe reflektierter Schallwellen - Google Patents
Einrichtung zur Messung von Meerestiefen und Entfernungen und Richtungen von Schiffen oder Hindernissen mit Hilfe reflektierter SchallwellenInfo
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- DE282009C DE282009C DE1913282009D DE282009DA DE282009C DE 282009 C DE282009 C DE 282009C DE 1913282009 D DE1913282009 D DE 1913282009D DE 282009D A DE282009D A DE 282009DA DE 282009 C DE282009 C DE 282009C
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
- G01S15/06—Systems determining the position data of a target
- G01S15/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
Description
KAISERLICHES
PATENTAMT.
PATENTSCHRIFT
- M 282009 KLASSE 42 c. GRUPPE
ALEXANDER BEHM in KIEL.
Zur Messung von Meerestiefen und Entfernungen unter Wasser ist wiederholt vorgeschlagen
worden, die Zeit zu bestimmen, welche zwischen der Abgabe eines akustischen Signals und der Ankunft des Echos hierauf
liegt. Bei diesem Verfahren wurde die Richtung dadurch bestimmt, daß beim Geber oder
beim Empfangsapparat ein Trichter geschwenkt wurde, wobei das Ohr des Beob-'
ίο achters zu entscheiden hatte, wann die Lautstärke des Echos am größten war. Da die
Schallgeschwindigkeit unter Wasser etwa 1435 m pro Sekunde beträgt, \var dieses Verfahren
nur bei sehr großen Wassertiefen oder Entfernungen anwendbar, während es bei geringen
Distanzen vollkommen versagt. Außerdem wurden bei diesem und ähnlichen Verfahren
die Messungen unsicher, da der wiederkehrende Schall entweder direkt durch das Ohr, oder indirekt durch Vermittlung eines
Mikrophons durch das Ohr aufgenommen wurde.
Diese Mängel sucht die vorliegende Erfindung zu beseitigen, indem sie
i. einen Schallstärkemesser (Sonometer) benutzt, wie er in der deutschen Patentschrift
182126 beschrieben ist, also die in der Beobachtung mit dem Ohr liegende Fehlerquelle
ausschaltet, und indem sie
2. nicht die zwischen Abgabe und Wiederankunft des Signals verstrichene Zeit zugrunde
legt, sondern die mit der Entfernung abnehmende Stärke des Echos mißt. Bleibt die Schallstärke des Gebers stets konstant, so
kann man den Empfangsapparat mit einer Teilung versehen, an der man direkt die Ent-.
fernung oder Meerestiefe ablesen kann. Es kann aber auch die Intensität des Gebers gesteigert
oder geschwächt werden, bis eine bestimmte, vorher festgesetzte Intensität des Echos erreicht ist. Es gibt dann die Intensität
der Schallquelle, die mit dem Sonometer gemessen werden kann, das Maß für die Tiefe ab.
Der durch diese Methode erzielte Fortschritt besteht in einer äußerst genauen Bestimmung
der Stärke des Echos, wie sie dem menschlichen Ohr ganz unmöglich ist, wodurch nicht nur die Messung der Entfernung,
sondern auch die der Richtung wesentlich erleichtert wird, da es bei letzterer auf eine genaue
Feststellung des Maximums ankommt. Sodann läßt sich die neue Einrichtung auf kurze Entfernungen und geringe Tiefen anwenden,
was deswegen besonders wertvoll ist, da gerade bei geringen Entfernungen im Nebel
oder bei geringen Meerestiefen der Schifffahrt die meisten Gefahren drohen. Weiter
bietet die im Wesen des Sonometers liegende gute Abstimmung zwischen Schallwellen, und
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Empfänger den Vorteil, daß die Beeinflussung durch störende fremde Schwingungen vermieden
wird, was von der subjektiven Beobachtung nicht behauptet werden kann. Schließlieh
gestattet die vorliegende Einrichtung eine fortlaufende mechanische oder optische Aufzeichnung
der gemessenen Entfernungen oder Meerestiefen.
Die nachstehend beschriebene Konstruktion
ίο soll nur e i η e·Ausführungsform der Erfindung
darstellen, die sich naturgemäß auch anders gestalten läßt.
Auf der Zeichnung ist in Fig. ι eine nach der Erfindung ausgebildete Vorrichtung zum
Messen von .Meerestiefen wiedergegeben. Fig. 2 zeigt eine ähnliche Vorrichtung zum
Messen der Entfernung und Richtung, .in der sich ein anderes Schiff befindet. Fig. 3 zeigt
in größerem Maßstabe den Geber, Fig. 4 den Empfänger der in Fig. 1 und 2 dargestellten
Vorrichtungen in vergrößertem Maßstabe.
In Fig. ι ist α der Schiffskörper, b der Geber
der Schallwellen, c der Empfänger. Die Richtung der Schallwellen ist durch Pfeile
markiert, die auch die Reflexion vom Meeresboden d andeuten.
Der Geber b besteht aus einer Unterwassersirene. Diese wird mit Druckwasser betrieben,
das durch eine Leitung e (Fig. 3) zugeführt wird. Ein Elektromotor / versetzt die
Sirenenscheibe g in Drehung. Eine membranartige Platte h überträgt die durch die Sirenen
erzeugten Schallwellen auf das Wasser, in dem das Schiff fährt. Der ganze Geber ist in einen
Trichtert eingeschlossen. Als Geber können auch eine Unterwasserglocke oder Knallkapseln
dienen.
Der Empfänger c enthält ein Sonometer. In die Schiffswand ist ein Trichter k eingelassen,
in dem sich ein Aufnahmekörper / für die durch das Wasser fortgeleiteten Schallwellen
befindet. Ih dem Aufnahmekörper I ist eine Stange m befestigt, die eine Stimmgabel
η trägt. An dem einen Schenkel dieser Stimmgabel ist ein Glasstäbchen 0 angebracht,
das in eine Kugel mündet. Diese Kugel wird mittels einer Lichtquelle beleuchtet und entwirft
als Linse oder Konvexspiegel ein Bild der Lichtquelle. Dieses Bild wird durch ein
Mikroskop p betrachtet, das mit einer eigenartigen Einrichtung versehen ist, die die Bahn
des schwingenden Lichtpunktes für das Auge zu einer Kurve auseinanderzieht. Die Stimmgabel
und ihre Beobachtungsweise so\vie die Anordnung des schwingenden Glasstäbchens
sind bekannt. Statt des Mikroskops kann auch ein selbstregistrierender Aufnahmeapparat
verwendet werden, der die Schwingungen mechanisch oder optisch aufzeichnet.
Werden nun vom Geber b Schallwellen ausgesandt,
so treffen sie nach Reflexion durch den Meeresboden auf den Empfänger c. Bei
richtiger Abstimmung kommt dessen Stimmgabel in Schwingungen, die sich dem Glasstäbchen
0 mitteilen. Ganz besonders deutlich werden diese Schwingungen, wenn Resonanz zwischen der Eigenschwingungszahl der
Stimmgabel und der des Glasstäbchens besteht. Je stärker die Töne sind, desto größer
wird die Schwingungsweite des Stäbchens 0 bzw. des als Linse oder Spiegel dienenden
Glaskügelchens an seinem Ende. Man kann also aus dieser Schwingungsweite die Meerestiefe
indirekt entnehmen. Eicht man den Empfänger, so läßt sich sogar eine direkte Abiesung
erzielen.
Hält man die Schwingungen der Stimmgabel konstant, indem man die von dem Geber
ausgesandten Töne ändert, so gibt die Tonstärke am Geber ein Maß für die Meerestiefe.
Also kann auch die Messung dieser Tonstärke zum Messen der Meerestiefe verwendet werden.
Man müßte in diesem Falle dann die Intensität der ausgesandten Schallwellen mit dem Sonometer messen.
In Fig. 2 ist die Verwendung der Erfindung zur Bestimmung des Abstandes und der Richtung
eines zweiten Schiffes dargestellt. Auch hier ist wieder an der Bordwand α ein Geber b
und ein Empfänger c der beschriebenen Art angeordnet. Der Trichter k des Empfängers
ist jedoch zwecks Richtungsbestimmung drehbar angeordnet, kann also in Richtung der
reflektierten Schallwellen eingestellt werden. Die richtige Einstellung zeigt sich durch das
Maximum der Schwingungen.
Claims (5)
1. Einrichtung zur Bestimmung von Meerestiefen oder von Entfernungen und
Richtungen von Schiffen oder Hindernissen mit Hilfe reflektierter Schallwellen, dadurch
gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um die Stärke von über der Wasseroberfläche erzeugten und von dem
Meeresboden bzw. einem Schiff oder einem sonstigen Hindernis zurückgeworfenen Tönen als Maß für die Bestimmung der
Meerestiefe und gegebenenfalls auch zur Bestimmung der Richtung von Hinder- no
nissen zu benutzen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einem eine Schallquelle enthaltenden Trichter
zur Entsendung der zu reflektierenden Schallwellen, dadurch gekennzeichnet, daß der die reflektierten Schallwellen auffangende
Schalltrichter einen Schallstärkemesser (Sonometer) enthält.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallquelle
so eingerichtet ist, daß mit ihr Töne von beliebiger meßbarer Stärke erzeugt werden
können.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallquelle
oder der Empfänger oder beide zur Erzeugung bzw. Aufnahme von Tönen verschiedener Höhe eingerichtet sind, so
daß sie genau aufeinander abgestimmt werden können.
5. Vorrichtung nach Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Geber zur
Erzeugung von Tönen konstanter Stärke eingerichtet ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE282009T | 1913-07-21 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE282009C true DE282009C (de) | 1915-02-13 |
Family
ID=32337838
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1913282009D Expired DE282009C (de) | 1913-07-21 | 1913-07-21 | Einrichtung zur Messung von Meerestiefen und Entfernungen und Richtungen von Schiffen oder Hindernissen mit Hilfe reflektierter Schallwellen |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE282009C (de) |
FR (1) | FR475319A (de) |
GB (1) | GB191417109A (de) |
-
1913
- 1913-07-21 DE DE1913282009D patent/DE282009C/de not_active Expired
-
1914
- 1914-07-18 FR FR475319A patent/FR475319A/fr not_active Expired
- 1914-07-18 GB GB191417109D patent/GB191417109A/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB191417109A (en) | 1915-07-15 |
FR475319A (fr) | 1915-05-04 |
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