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Registriere inr ic htung für Echo lote
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Beschreibung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die analoge
graphische Darstellungsart von registrierenden Geräten, insbesondere von registrierenden
Echoloten = Echographen, in der Weise durchzuführen, daß einerseits eine genaue
Ablesung und Auswertung aller Meßergebnisse und andererseits für die sofortige tberwachung
der Messungen durch das Bedienungspersonal eine schnelle Auswertung interessanter
Tendenzen "auf einen Blick" möglich ist.
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Die Lösung dieser Aufgabe ist besonders bei den Geräten wichtig, bei
denen eine Vielzahl von Registrierungen gleichzeitig erfolgt und deshalb gleichzeitig
überwacht und ausgewertet werden muß.
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Als Beispiel hierfür kann aus der Echolottechnik die Flächenvermessung
von Wasserstraßen genannt werden, bei der bis zu 50 Registrierungen gleichzeitig
nebeneinander auf dem gleichen Registrierpapier erfolgen.
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Die Funktion der vorliegenden Erfindung wird im folgenden anhand eines
registrierenden Echo lotes, eines Echographen, auf Abbildung 1 erläutert.
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Abbildung 1 zeigt im Prinzip die Funktion eines Echographen: Unter
einem umlaufenden Riemen 1 wird ein elektrosensitives Registrierpapier 2 quer zur
Riemenlaufrichtung mit bestimmter Geschwindigkeit hinweg bewegt. An dem Riemen ist
ein Eisenstück oder Magnet 3 befestigt, der beim Vorbeilaufen in dem Magnetfeldsensor
4 einen Impuls in dem Moment erzeugt, in dem sich das Registrierorgan 5 an Skalennull
6 vorbeibewegt. Durch den Impuls des Magnetfeldsensors 4 wird der Impulsgenerator
7 getriggert, der über den Sendeschwinger 8 einen Ultraschallimpuls zum Boden des
Gewässers 9 abstrahlt.
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Dieser wird am Boden 9 reflektiert und als Echo von dem Empfangsschwinger
10 über den Verstärker 11 der Kontaktschiene 12 der Registriereinrichtung zugeführt.
Während der Zeit, in der sich der Schallimpuls vom Sender über den Meeresboden zum
Empfänger bewegt, hat sich der Registrierriemen 1 mit der Schreibfeder 5 mit der
dem Aufzeichnungsmaßstab entsprechenden Geschwindigkeit weiterbewegt, wodurch das
Registrierpapier an der Stelle durch das Echo geschwärzt wird, an der sich die Feder
gerade befindet.
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Hierdurch entsteht durch die aufeinander folgenden Lotungen das Profil
13 des Gewässerbodens.
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Die genauen Meßwerte können bei der Auswertung an einer Skala 14 oder
einer auf das Papier gedruckten Linierung abgelesen werden.
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Zur sofortigen Kontrolle und Überwachung der Meßwerte wird üblicherweise
in das Echogramm eine Skalen- oder Solltiefenlinie eingesteuert,
die
zur Unterscheidung von der Nullinie durch Lücken oder verschiedene Breiten gekennzeichnet
ist. Diese Solltiefenlinie 16 wird dadurch erzeugt, daß vom Sendeimpulsgenerator
7 ein einstellbarer Zeitgenerator 15 getriggert wird, der nach Ablauf der gewählten
Zeit einen Schreibimpuls auf die Kontaktschiene 12 gibt und damit über das Registrierorgan
5 das Registrierpapier 2 schwärzt.
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Zur Kontrolle der Meßwerte muß der Bedienungsmann die Profile nach
solchen Registrierungen absuchen, bei denen das Bodenprofil die Solltiefenlinie
überschreitet.
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Diese Auswertungen sind bei einer Registrierung mit einer oder mehreren
Solltiefenlinien ohne Probleme möglich.
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Dagegen treten bei mehrspurigen Registrierungen, wie bei den Echographen
zur flächenhaften Vermessung von Bodenprofilen mit bis zu 50 Meßstellen und mehr
gleichzeitig dadurch Schwierigkeiten auf, daß wegen der vielen nebeneinanderliegenden
Registrierungen die einzelnen Solltiefenlinien nicht mehr mitgeschrieben werden
können.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, den Charakter der
Registrierungen automatisch zu ändern, wenn die Solltiefen über- bzw. unterschritten
werden.
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Dieses wird in dem Echographen nach Abbildung 1 dadurch erreicht,
daß vor die Kontaktschiene 12 eine Schaltstufe 17 zur Regelung des Aufzeichnungscharakters
zwischengeschaltet ist, die vom Zeitgenerator 15 gesteuert
wird.
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Hierdurch ergibt sich ein Echogramm nach Abbildung 2: Abhängig von
den gewählten Einstellungen wird das Bodenprofil 13 nur schwach geschrieben, wenn
die gewählte Solltiefe überschritten, und stark geschrieben, wenn die gewählte Solltiefe
unterschritten wird.
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Dieses bedeutet, daß der Beobachter der Messungen nur die Bodenprofile
zu beobachten braucht, die deutlich hervorgehoben sind.
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Zur weiteren Verdeutlichung der Erfindung und deren Bedeutung ist
in Abbildung 3 eine mehrspurige Registrierung dargestellt, die man z. Bsp.
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bei der flächenhaften Vermessung von Wasserstraßen erhält.
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Auf dem Registrierpapier 2 mit entsprechender Breite werden bis zu
etwa 50 Meßstellen gleichzeitig registriert, indem die Bezugspunkte bzw. Nulllinien
der einzelnen Registrierungen um feste Abstände gegeneinander versetzt sind, die
bei der Auswertung berücksichtigt werden müssen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit
wird meistens nur die Nullinie 6 der ersten Meßstelle mitgeschrieben.
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In Abbildung 3 sind als Beispiel die Registrierungen n, n + 1, ...,
n + 9 eingezeichnet. Diese enthalten hier zur Erleichterung der Auswertung auch
jeweils die dazugehörigen Solltiefenlinien.
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Man erkennt deutlich, daß es eine große Aufmerksamkeit erfordert,
die Form und die Höhe der Solltiefenunterschreitung zu erkennen. Dies gilt
besonders
für die Registrierungen n + 4, n + 5, n + 6, die mehrere Solltiefenlinien kreuzen.
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Wenn dagegen jeder Registrierkanal mit der Einrichtung nach der Erfindung
ausgerüstet ist, ergibt sich die Darstellung einer mehrkanäligen Registrierung nach
Abbildung 4.
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Hierbei sind die gleichen Meßwerte wie in Abbildung 3 angenommen worden.
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Man sieht deutlich, daß jetzt durch die Anderung des Charakters der
Registrierungen bei Unterschreiten der Solltiefen ein quasi plastischer Eindruck
von der Form des Mindesttiefenbereichs entsteht, was wesentlich zum schnellen Erfassen
der Gefährlichkeit von Untiefen durch die Bedienungsmannschaft beiträgt.
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Die Erfindung' und deren Bedeutung ist hier am Beispiel der mehrkanäligen
Echolotregistrierungen beschrieben worden. Sie ist aber auch auf jede beliebige
andere Anwendung von Registrierungen in der Weise anwendbar, daß sich der Charakter
der Registrierung ändert, wenn irgendwelche wählbaren Soll- bzw. Toleranzgrenzen
über- oder unterschritten werden.
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Abbildung 5 zeigt ein Beispiel einer Echolotanlage nach der Erfindung,
wobei nur die für die Erfindung wichtigen Baugruppen und Bauelemente genannt sind.
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Durch die Impulsaussendung werden der elektronische Umschalter 17
und der Zeitgenerator 15 zurückgesetzt. Alle danach eintreffenden Echos werden vom
Verstärker 11 über den Kanal I der Schreibstufe 18 dargestellt und erscheinen auf
dem Registrierpapier sehr markant schwarz.
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Nach Ablauf der Zeit, die dem gewählten Solltiefenwert entspricht,
gibt der Zeitgenerator 15 ein Signal ab, das den elektronischen Umschalter 17 betätigt,
wodurch die Schreibstufe 18 mit Kanal II eingeschaltet ist.
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Hierdurch werden alle nach dem Umschaltzeitpunkt vom Verstärker 11
eintreffenden Echos schwach grau dargestellt. D. h. alle Echos aus Tiefen, die größer
sind alls die gewählte Solltiefe, erscheinen unauffällig grau.
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Je nach Eigenschaften des verwendeten Registrierpapiers kommt zur
Darstellung des verschiedenen Charakters der Registrierungen beim Über-bzw. Unterschreiten
eines gegebenen Solltiefenwertes der Schwärzungsunterschied (grau / schwarz), eine
Änderung der Farbe bei mehrfarbigen Papiersorten, ein Sprung in der mittleren Impulslänge
der registrierten Signale oder andere vorhandene Differenzierungsmöglichkeiten oder
die Kombination aus mehreren Differenzierungen zur Anwendung.
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In einer anderen Anwendung der Erfindung ist der Signalgenerator für
die Wahl der Soll- bzw. Grenzwerte für mehrere Toleranzwerte gleichzeitig ausgerüstet.
Über eine entsprechend mehrkanälige Sc haltelektro nik kann der Darstellungscharakter
der Registrierungen mehrfach variiert werden.
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Hierdurch entstehen Registrierungen, deren Auswertung auf mehrere
Soll-bzw. Grenzwerte bezogen ist.
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In einer anderen Ausbildung der Erfindung wird durch die vor oder
nach Erreichen des Solltiefenwertes eintreffenden Echos der Papiertransport gesteuert,
so daß dieser nur dann in der vorgesehenen Geschwindigkeit läuft, wenn außerhalb
der Toleranz eintreffende Echos vorhanden sind.
Dieses trägt bei
Überwachungen wesentlich zur Ersparnis von Registrierpapier bei, wenn Meßwerte auftreten,
die meßtechnisch nicht wichtig sind.
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