DE301248C

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Publication number: DE301248C
Application number: DENDAT301248D
Authority: DE

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Bestimmung der Richtung einer Schallquelle von einem Empfangsort aus, der beispielsweise Signale irgendwel- eher Art aufnehmen soll. Sie beruht auf der bekannten Erkenntnis, daß ein in den Weg paralleler Schallstrahlen gebrachter Schattenkörper von zylindrischem oder ähnlichem Querschnitt eine bestimmte gesetzmäßige Verteilung der Schallintensität an seinem Umfange aufweist. Bei einem Körper von zylindrischem Querschnitt ist beispielsweise die Intensitätsverteilung derart, daß an der der Schallquelle zugekehrten Hälfte des Zylinders die Intensität übernormal ist, während nach der Rückseite des Zylinders zu zunächst eine rasch gesteigerte Abnahme und darauf entgegengesetzt zur mittleren Schallriclitung eine plötzliche Zunahme der Schallintensität erfolgt. Im einzelnen gewinnt die Intensität, schaubildlich dargestellt, dasjenige Aussehen, wie Fig. ι der Zeichnung darstellt. Die punktierte Linie zeigt darin den Schattenkörper, während die ausgezogene Linie die Intensitätskurve darstellt, welche der Verteilung der Schallintensität auf oder an der Oberfläche des Schattenkörpers entspricht. Die Richtung der Schällstrahlen ist durch Pfeile angedeutet. Als Normalwert der Intensität soll dabei ein Vektor gelten, welcher dem Halbmesser des Zylinders gleicht.

Aus Fig. ι ist ersichtlich, daß die Kurve einen Mindestwert von ungefähr einem Zehntel des normalen an zwei Stellen aufweist und daß an der der Schallrichtung entgegengesetzten Seite die Intensität einen Überschuß von 10 Prozent des normalen Wertes aufweist. '

Die vorstehende Erkenntnis wird nun in. der, Weise zur Richtungsbestimmung einer Schallquelle verwertet, daß in den Weg der Schallstrahlen ein Schallschattenkörper gebracht wird und daß die angegebenen, von der Relativlage des Körpers zur Schällquelle abhängigen Intensitätsunterschiede zur Richtungsbestimmung eben dieser Quelle benutzt werden. Entsprechend der vorstehenden Erläuterung kommt für diese Zwecke vorzugsweise ein Zylinder von kreisförmigem oder elliptischem Querschnitt in Betratht. Für Verwertung des Intensitätsunterschiedes werden natürlich ausgeprägte- Stellen der Intensitätskurve, also vorzugsweise der ausgeprägte Höchstwert oder die beiden Mindestwerte benutzt. Um eine möglichst abschattende Wirkung zu erzielen, muß der Körper natürlich selbst aus einem vom schallübertragenden Medium akustisch verschiedenen Stoff gebildet oder wenigstens damit gefüllt sein. Es kann, also, sofern es sich beispielsweise um Schallübermittlung unter Wasser handelt, genügen, wenn ein metallischer Zylinder mit Luft gefüllt ist.

Das Verfahren gestattet sowohl die absolute Richtungsbestimmung als auch die relative gegenüber einer bestimmten Linie, beispielsweise der Nord-Südrichtung oder der Längsachse eines Schiffes.

Die praktische Durchbildung einer Einrichtung, die zur Richtungsbestimmung von Schallsignalen dienen soll,,kann gemäß der Er-

findung in der Weise vorgenommen werden, daß auf dem Umfang des Schallschattenkörpers eine Anzahl von Empfängern oder Detektoren angeordnet ist. Diese können entweder verschiebbar, also im Falle eines Zylinders um seinen Mittelpunkt drehbar längs seines Umfanges angeordnet sein, oder es kann auch eine Mehrzahl der Empfänger am Umfange verteilt vorgesehen sein. Durch Abhören derselben kann dann je nach der verschiedenen Lautstärke ein Schluß auf die Lage der Schallquelle gezogen werden. Im ersteren Falle muß durch Drehung der Empfänger die Richtungsbestimmung getroffen werden. In

^X5 beiden Fällen wird man zweckmäßig zu bekannten. Fernanzeigevorrichtungen greifen, welche die Lage des wirksamen Empfängers zu einer bestimmten Marke beispielsweise der Nord-Südrichtung angeben.

Das Verfahren kann natürlich auch, und zwar vorzugs\veise zur Bestimmung der Richtung von Unterwasserschallsignalen benutzt werden. Der Schallschattenkörper wird in diesem Falle mit den Empfängern oder Detektoren in dem schallübertragenden Wasser fest so angeordnet, daß die direkte Übertragung von aus den verschiedensten Richtungen kommenden Schallwellen auf denselben möglich ist. Eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung zur Anwendung an Bord von Schiffen besteht darin, daß der Schattenkörper mit seinem Zubehör in einem entsprechend ausgebildeten Behälter untergebracht ist, der an das schallübertragende Außenwasser grenzt. Als Schallschattenkörper kann in diesem Falle, wie bereits bemerkt, vorzugsweise eine zylindrische doppelwandige Säule aus Metall, deren Hohlraum mit Luft gefüllt ist, verwendet werden. Natürlich kann auch eine Säule mit einfacher Wand dazu dienen, die innen frei von Wasser ist. Dabei hat man den Vorteil, den Innenraum der S-äule als Vorratsraum für nichtflüssige und vom Wasser akustisch verschiedene Stoffe mitbenutzen zu können.

Auf der Zeichnung ist in den Fig. 2 und 3 die Erfindung an einer Einrichtung veranschaulicht, die gerade zur Handhabung dieses letztgenannten Verfahrens dienen soll. Es ist dabei lediglich die allgemeine Anoidnung dargestellt, da die Ausbildung der Detektoren sowie deren Anbringung· an dem Schallschattenkörper irgendwelche Schwierigkeiten nicht bietet und für das Verständnis der Erfindung nebensächlich ist.

Im Falle der Fig. 2 ist an beiden Seiten des Schiffesa, an die Bordwand anstoßend, je ein langgestreckter, teilweise oder ganz mit Wasser gefüllter Behälter b, b_± angeordnet, in dessen Mitte der Schallschattenkörper c bzw. C₁ sich befindet. Die dargestellte Gestalt des Behälters ermöglicht einen möglichst weitgehenden Wirkungsbereich der Einrichtung. Eine Vereinfachung ist in Fig. 3 insofern gegeben, als hier ein einziger quer durch das ganze Schiff reichender Behälter d vorgesehen ist, in dessen Mitte ein einziger Schallschattenkörper e sich befindet. Eine solche Anordnung kann beispielsweise im Doppelboden des Schiffes vorgesehen sein.

Die von außen ankommenden Unterwasserschallsignale gehen durch die Bordwand des Schiffes und die innen befindliche Flüssigkeit auf die Wandung des Schallschattenkörpers über und treffen auf die akustischverschiedene Luft, vorausgesetzt, daß der Körper doppelwandig mitLuft gefüllt ausgebildet oder ganz mit Luft gefüllt ist. Dadurch wird eine besonders vorteilhafte Schattenwirkung erzielt, die das eingangs erwähnte Phänomen in besonders ausgezeichnetem Maße entstehen läßt! Je nach der Lage der Schallquelle wird somit beispielsweise das Maximum der Intensitats-· kurve an der der Schallrichtung abgekehrten Seite des Schattenkörpers, an "verschiedenen Stellen entstehen und einen Schluß auf die Lage der Schallquelle zulassen. Durch Anordnung der erwähnten Fernanzeigevorrichtung ist es dann an einer entfernten Stelle, beispielsweise auf der Kommandobrücke, möglieh, ohne weiteres die Lage der Schallquelle zu dem augenblicklichen Schiffskurs festzulegen bzw. selbsttätig anzeigen zu lassen.

Claims

Patent-Ansprüche :

1. Verfahren zur Richtungsbestimmung einer Schallquelle, dadurch gekennzeichnet, daß in den Weg der Schallstrahlen ein Schallschattenkörper gebracht wird, der in bekannter gesetzmäßiger Weise an seinem Umfange ausgeprägte Intensitätsunterschiede der Schallenergie aufweist, durch deren Lagebestimmung die Richtung der Schallquelle bestimmt wird. . 105.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Schallschattenkörper ein Körper krummlinigen Querschnittes, vorzugsweise ein Zylinder von kreisförmigem oder elliptischem Quer- n& schnitt, verwendet wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, unter Benutzung eines Zylinders als Schattenkörper, dadurch gekennzeichnet, daß für die Messung des Intensitätsunterschiedcs die beiden Minima oder das ausgeprägte Maximum der Schallintensität auf der Schallschattenseite gewählt werden.

4. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder den Unteransprüchen zum Zwecke der Richtungs-

bestimmung von Schallsignalen, dadurch gekennzeichnet, daß längs des Umfanges des Schallschattenkörpers ein oder mehrere mit Hör- oder Anzeigeapparaten verbundene Empfänger verschiebbar angeordnet sind.

5. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder den Ansprüchen 2 und 3 zum Zwecke der Richtungsbestimmung von Schallsignalen, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang des ,Schallschattenkörpers eine Anzahl von Empfängern fest angeordnet ist, die gleichzeitig oder nacheinander mit Hör- oder Anzeigeapparaten verbunden \verden können.

6. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder den Unteransprüchen, insbesondere zur Bestimmung der Richtung von Unterwasserschallsignalen, dadurch gekennzeichnet, daß der Schallschättenkörper mit den auf seinem Umfang verteilten bzw. längs des Umfanges verschiebbaren Empfängern oder Detektoren fest im schallübertragenden Wasser angeordnet ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurchgekennzeichnet, daß' der Schallschattenkörper nebst den Empfängern oder Detektoren in einem an das schallübertragende Außenwasser grenzenden und ganz oder teilweise mit Flüssigkeit gefüllten Behälter untergebracht ist, welcher in der Weise ausgebildet ist, daß er die direkte Übertragung der aus den verschiedensten Richtungen kommenden Schallwellen auf den Schattenkörper ermöglicht.

8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Schallschattenkörper eine doppelwandige Säule verwendet wird, deren hohle Wände mit einem von der Flüssigkeit akustisch stark abweichenden Medium, beispielsweise mit Luft, gefüllt sind.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.

JiEULlN. GEDIiUCKT IN IiKlCHSDIiUCKHItKI.