DE3600327A1 - Holder for mounting a sound transmitting/receiving transducer - Google Patents
Holder for mounting a sound transmitting/receiving transducerInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Halterung zur Befestigung eines Schallsende/Empfangswandlers an der Unterseite eines Wasserfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a bracket for attachment of a sound transmitter / receiver transducer on the underside of a Watercraft according to the preamble of claim 1.
Moderne Wasserfahrzeuge bzw. Schiffe sind gewöhnlich mit einem Echolot ausgerüstet, mit dessen Hilfe es möglich ist, die momentane Wassertiefe zu ermitteln. Echolote arbeiten bekanntlich nach dem Prinzip der Laufzeitmessung von Schall, wobei die Laufzeit eines senkrecht nach unten ausgesendeten und vom Grund des Gewässers reflektierten Schallbündels ge messen und aus der bekannten Ausbreitungsgeschwindigkeit von Schall in Wasser die Tiefe errechnet wird. Zum Aussenden und Empfangen des Schallbündels wird meist ein einziger Wandler in Form eines kombinierten Schallsende/Empfangswandlers ver wendet. Dieser ist mittels einer geeigneten Halterung so an der Unterseite des Schiffsrumpfs befestigt, daß er lotrecht bzw. senkrecht zur Wasseroberfläche ausgerichtet ist. Modern watercraft or ships are usually included equipped with an echo sounder, with the help of which it is possible to determine the current water depth. Echosounders work as is known, based on the principle of measuring the propagation time of sound, where the duration of a broadcast vertically downwards and sound bundle reflected from the bottom of the water measure and from the known propagation speed of Sound in water the depth is calculated. To send and A single transducer is usually used to receive the sound beam in the form of a combined sound transmitter / receiver transducer turns. This is attached using a suitable bracket attached to the bottom of the hull so that it is vertical or is aligned perpendicular to the water surface.
Ein Nachteil dieses bekannten Echolots liegt darin, daß nur die Wassertiefe unmittelbar unterhalb des Schiffes gemessen werden kann. Wenn das Schiff jedoch in unbekannten Gewässern manövriert, kann eine sich nähernde, das Schiff gefährdende Untiefe lediglich an einer sich allmählich verringernden Wassertiefe erkannt werden. Ein plötzlich auftauchendes Hin dernis, wie z.B. ein Unterwasserriff oder dergleichen, kann hingegen nicht rechtzeitig erfasst werden, so daß es sich empfiehlt, in unbekannten Gewässern aus Sicherheitsgründen stets sehr langsam, in der sogenannten Tastfahrt zu manövrie ren. Ein Auflaufen kann auch in diesem Fall nicht mit Sicher heit vermieden werden.A disadvantage of this known echo sounder is that only measured the water depth immediately below the ship can be. However, if the ship is in unknown waters maneuvering can approach, threatening the ship Shallow only on a gradually decreasing Water depth can be recognized. A sudden appearance dernis, such as an underwater reef or the like however, can not be recorded in time, so that it recommends in unknown waters for safety reasons always very slow, in the so-called tactile drive to maneuver In this case, too, an emergence cannot be guaranteed be avoided.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Echolot derart weiterzubilden, daß ein plötzlich auftauchendes Hindernis rechtzeitig erkennbar ist.The invention is based, an echo sounder the task to further develop that suddenly an obstacle is recognizable in time.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.This object is achieved with the in claim 1 specified features solved.
Die Halterung zur Befestigung des Schallsende/Empfangswand lers ist demnach so ausgebildet, daß der Schallsende/- Empfangswandler in einem flachen Winkel zur Horizontalen geneigt befestigt ist oder zumindest in eine solche Winkel stellung gebracht werden kann. Es wurde überraschend heraus gefunden, daß auch bei einem flachen Abstrahlwinkel die von dem Grund des Gewässers oder einem Hindernis reflektierten Schallwellen ausreichend genau ausgewertet werden können, obgleich der Schall in diesem Fall meist nur diffus reflek tiert wird. Wenn der Schallsende/Empfangswandler daher z.B. nach vorne gerichtet wird, ist es möglich, ein Hindernis rechtzeitig zu erkennen und ein Auflaufen durch geeignete Manöver zu vermeiden. Es wurde festgestellt, daß eine Mess- Reichweite von 100 Metern und mehr ohne weiteres erzielbar ist. Je nach Gewässertrübung und bei optimalem Einfallswinkel (etwa bei einem nahezu senkrechten Hindernis) kann auch die physikalische Messgrenze erreicht werden.The bracket for attaching the sound end / receiving wall lers is therefore designed so that the sound transmitter / - Reception converter at a flat angle to the horizontal is attached inclined or at least at such an angle position can be brought. It came out surprisingly found that even with a flat beam angle the of reflected the bottom of the water or an obstacle Sound waves can be evaluated with sufficient accuracy, although in this case the sound is usually only diffuse is tiert. If the sound transmitter / receiver converter is therefore e.g. facing forward, it is possible to be an obstacle to recognize in good time and an accumulation by suitable To avoid maneuvers. It was found that a measurement Range of 100 meters and more can be easily achieved is. Depending on the cloudiness of the water and at an optimal angle of incidence (for example, with an almost vertical obstacle) physical measurement limit can be reached.
Darüber hinaus ist es möglich, die in einer bestimmten Ent fernung vor dem Schiff zu erwartende Wassertiefe sehr einfach zu bestimmen, indem aus der bekannten Winkelstellung des Schallsende/Empfangswandlers mit Hilfe der trigonometrischen Funktionen die entsprechenden Werte errechnet werden.In addition, it is possible to work in a particular Ent distance from the ship expected water depth very easy to determine by from the known angular position of the Sound transmitter / receiver converter using the trigonometric Functions, the corresponding values are calculated.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß nur geringfügige Änderungen an der Auswerteelektronik und Anzeigevorrichtung der Echolotanlage erforderlich sind. Somit wird mit Hilfe einer relativ preiswerten und auch leicht nachzurüstenden Halterung der mit einer bisherigen Echolotan lage erzielbare Sicherheitsfaktor wesentlich erhöht.Another advantage of the invention is that only minor changes to the evaluation electronics and Display device of the sonar system are required. Consequently is using a relatively inexpensive and also easy bracket to be retrofitted with a previous echo sounder position achievable safety factor significantly increased.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous developments of the invention are the subject of subclaims.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention is described below based on the description of Embodiments with reference to the drawing explained in more detail. Show it:
Fig. 1 schematisch das erfindungsgemäße Ortungsverfahren nach dem Echolotprinzip, Fig. 1 shows schematically location method according to the echo sounder principle of the invention,
Fig. 2 in einem Querschnitt ein erstes Ausführungsbei spiel der Halterung zur Befestigung eines Schallsende/- Empfangswandlers, Fig. 2 in a cross section a first game Ausführungsbei the bracket for securing a sound sending / - receiving transducer,
Fig. 3 und 4 in einem Querschnitt ein zweites und drittes Ausführungsbeispiel der Halterung, und FIGS. 3 and 4 in a cross section of a second and third embodiment of the bracket, and
Fig. 5 in einer Draufsicht ein viertes Ausführungsbei spiel der Halterung. Fig. 5 in a plan view of a fourth game Ausführungsbei the bracket.
Fig. 1 zeigt ein Schiff 1, das sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit in Richtung des Pfeils bewegt und sich einem Riff 13 nähert. Es ist zu erkennen, daß die mittels der erfindungsgemäßen Halterung in einem flachen Winkel nach vorne gerichteten Schallwellen einer im Schiff 1 eingebauten Echolotanlage auf das Riff 13 auftreffen. Die vom Riff 13 diffus reflektierten Schallwellen werden von dem Schall sende/Empfangswandler (der nachfolgend als Wandler bezeichnet wird) der Echolotanlage empfangen und von deren Auswerteelek tronik ausgewertet und entsprechend angezeigt, so daß der Schiffsführer rechtzeitig dem Riff 13 ausweichen oder stoppen kann. Fig. 1 shows a ship 1 which is moving at a certain speed in the direction of the arrow and a reef 13 passes. It can be seen that the sound waves, which are directed forward at a flat angle by means of the holder according to the invention, of an echo sounder system installed in the ship 1 strike the reef 13 . The sound waves diffusely reflected by the reef 13 are received by the sound transmission / reception transducer (hereinafter referred to as the transducer) of the echo sounder system and evaluated by their evaluation electronics and displayed accordingly, so that the skipper can avoid or stop the reef 13 in good time.
Fig. 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Halterung 3, die an der Unterseite eines Schiffsrumpfes 2 befestigt ist. An der in Fahrtrichtung vorderen Seite der Halterung ist ein Wandler 4 in einem vorbestimmten flachen Winkel (α) zur Horizontalen bzw. zur Unterseite des Schiffsrumpfes 2 mon tiert, so daß er in einem flachen Winkel nach vorne Schall aussendet und empfängt. Zuleitungen 11 des Wandlers 4 werden durch eine im Schiffsrumpf 2 vorgesehene Bohrung 12 in das Schiff 1 hinein und zur Auswerteelektronik der Echolotanlage hin geführt. Dadurch, daß der Wandler bei diesem Ausführungs beispiel in der vorbestimmten Winkelstellung fest montiert ist, kann die Halterung gleichzeitig als Verkleidung des Wandlers dienen und ist daher entsprechend strömungsgünstig geformt. Dies hat den Vorteil, daß zur Montage des Wandlers lediglich ein einziges Bauteil erforderlich ist, das sehr einfach und billig beispielsweise als tiefgezogenes Kunst stoffteil herstellbar ist. Der Wandler kann jedoch auch mit tels einer gesonderten Halterung am Schiffsrumpf befestigt werden, wenn die Verkleidung als separates Teil ausgebildet ist. Fig. 2 zeigt ferner einen weiteren Wandler 4′, der in der herkömmlichen lotrechten Anordnung montiert werden kann, um zusätzlich zur Voraus-Ortung gleichzeitig die bekannte Tiefen-Ortung durchführen zu können. Fig. 2 shows a first embodiment of a bracket 3 which is attached to the underside of a hull 2 . On the front side of the bracket in the direction of travel, a transducer 4 is installed in a predetermined flat angle ( α ) to the horizontal or to the underside of the hull 2 , so that it emits and receives sound at a flat angle to the front. Feed lines 11 of the transducer 4 are led through a bore 12 provided in the ship's hull 2 into the ship 1 and to the evaluation electronics of the echo sounder system. Characterized in that the transducer is fixedly mounted in this embodiment, for example, in the predetermined angular position, the bracket can also serve as a cladding of the transducer and is therefore shaped to be streamlined. This has the advantage that only a single component is required to assemble the transducer, which is very simple and inexpensive to manufacture, for example, as a deep-drawn plastic part. The converter can, however, also be attached to the ship's hull by means of a separate holder if the cladding is designed as a separate part. Fig. 2 also shows a further transducer 4 ', which can be mounted in the conventional vertical arrangement, in order to be able to carry out the known deep location at the same time in addition to the pre-location.
Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Halterung 3, das sich vom ersten Ausführungsbeispiel dadurch unterschei det, daß die Winkelstellung des Wandlers veränderbar ist. Gemäß Fig. 3 weist die am Schiffsrumpf 2 befestigte Halterung 3 eine Schwenkvorrichtung 5 auf, an der der Wandler 4 derart befestigt ist, daß er im Bereich von ungefähr 0 bis 90 Grad zur Horizontalen schwenkbar ist, wobei die Schwenkachse in Fahrtrichtung fest ausgerichtet ist. Die Winkelstellung des Wandlers 4 wird mittels einer elektromotorisch angetriebenen Antriebsvorrichtung 6 durch ein entsprechendes Ansteuersignal der Echolotanlage ferngesteuert verstellt. Zuleitungen 11 des Wandlers 4 sowie der Antriebsvorrichtung 6 werden durch eine im Schiffsrumpf 2 vorgesehene Bohrung 12 ins Schiffsinnere geführt. Der Wandler 4, die Halterung 3 und die Antriebsvor richtung 6 werden von einer Verkleidung 7 abgedeckt, die strömungsgünstig geformt ist, die in ihrem Inneren befindli chen Teile vor Beschädigung schützt und so ausgebildet ist, daß die Schallwellen des Wandlers 4 sowie die empfangenen Schallwellen nur unwesentlich geschwächt werden. Dieses Aus führungsbeispiel der Halterung 3 zeichnet sich dadurch aus, daß eine sehr flexible Ortung vom Bereich unterhalb des Schiffes bis weit vor das Schiff möglich ist und daß nur ein einziger Wandler 4 benötigt wird. Durch geeignete, rechnerge steuerte Veränderung der Winkelstellung des Wandlers 4 läßt sich darüber hinaus die in einer bestimmten Entfernung vor dem Schiff 1 zu erwartende Wassertiefe noch genauer ermit teln. Weiterhin ist es auch möglich, den Wandler in einem vorbestimmten Rhythmus automatisch auf- und abzuschwenken, die jeweils ermittelten Wassertiefen zwischenzuspeichern und ständig anzuzeigen, so daß der Schiffsführer sowohl über die Wassertiefe unter als auch vor dem Schiff dauernd informiert ist. Wenn die Schwenkvorrichtung 5 an der Unterseite der Halterung 3 befestigt wird kann der Einstellbereich des Wandlers 4 auf 0 bis 180 Grad erhöht werden, so daß auch die hinter dem Schiff befindlichen Wasserflächen erfasst werden können, was beispielsweise beim Anlegen oder Rückwärtsfahren von Vorteil sein kann. Fig. 3 shows a second embodiment of the bracket 3 , which differs from the first embodiment in that the angular position of the transducer can be changed. Referring to FIG. 3 3 has the fixed to the hull 2, holder on a swivel device 5, to which the transducer 4 is fixed such that it is in the range of about 0 to 90 degrees to the horizontal pivotable, wherein the pivot axis is aligned firmly in the direction of travel. The angular position of the transducer 4 is remotely adjusted by means of an electric motor-driven drive device 6 by means of a corresponding control signal from the echo sounder system. Feed lines 11 of the converter 4 and the drive device 6 are guided into the interior of the ship through a bore 12 provided in the ship's hull 2 . The transducer 4 , the bracket 3 and the Antriebsvor device 6 are covered by a panel 7 , which is aerodynamically shaped, the parts located in their interior Chen protects against damage and is designed so that the sound waves of the transducer 4 and the received sound waves only are weakened insignificantly. This example from the bracket 3 is characterized in that a very flexible location from the area below the ship to far in front of the ship is possible and that only a single transducer 4 is required. By suitable, computer-controlled change in the angular position of the transducer 4 , the water depth to be expected at a certain distance in front of the ship 1 can also be determined more precisely. Furthermore, it is also possible to swivel the transducer up and down automatically in a predetermined rhythm, to store the water depths determined in each case and to display them continuously, so that the skipper is constantly informed about both the water depth below and in front of the ship. If the swivel device 5 is attached to the underside of the holder 3 , the adjustment range of the transducer 4 can be increased to 0 to 180 degrees, so that the water surfaces behind the ship can also be detected, which can be advantageous, for example, when mooring or reversing.
Fig. 4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Halterung 3, das sich vom zweiten Ausführungsbeispiel dadurch unterschei det, daß die Winkelstellung des Wandlers in einem halbkugel förmigen Bereich in drei Richtungen beliebig veränderbar ist. Gemäß Fig. 4 weist die am Schiffsrumpf 2 befestigte Halterung 3 eine Schwenkvorrichtung 5 auf, an der der Wandler 4 befestigt ist und die ein Kugelgelenk oder dergleichen aufweist, so daß ein dreidimensionales Verschwenken des Wand lers 4 möglich ist. Die räumliche Winkelstellung des Wand lers 4 wird mittels einer elektromotorisch angetriebenen Antriebsvorrichtung 6, die die Schwenkvorrichtung 5 in zwei zueinander senkrechten Ebenen antreibt, durch ein entsprech endes Ansteuersignal der Echolotanlage ferngesteuert ver stellt. Zuleitungen 11 des Wandlers 4 sowie der Antriebsvor richtung 6 werden durch eine im Schiffsrumpf 2 vorgesehene Bohrung 12 ins Schiffsinnere geführt. Der Wandler 4, die Halterung 3 und die Antriebsvorrichtung 6 werden von einer Verkleidung 7 abgedeckt, die Halbkugelform hat (d.h. ein sogenanntes Radom bildet) und die Schallwellen des Wandlers 4 sowie die empfangenen Schallwellen nur unwesentlich schwächt. Dieses Ausführungsbeispiel der Halterung 3 zeichnet sich dadurch aus, daß ein kreisförmiger Bereich um das Schiff herum vollständig ausgelotet werden kann. Auch ist es möglich, den Wandler in einem vorbestimmten Rhythmus automa tisch zu verschwenken, die jeweils ermittelten Wassertiefen zwischenzuspeichern und ständig anzuzeigen, so daß der Schiffsführer über die Wassertiefe in einem das Schiff umge benden Kreis, dessen Radius von der Reichweite des Echolots abhängt, in einer mit einem Radar vergleichbaren Weise dauernd informiert ist. Fig. 4 shows a third embodiment of the holder 3 , which differs from the second embodiment in that the angular position of the transducer can be changed in three directions in a hemispherical area. Referring to FIG. 3, the 4 attached to the hull 2, holder on a swivel device 5, to which the transducer 4 is attached and which has a ball joint or the like so that a three-dimensional pivoting of the wall is possible toddlers 4. The spatial angular position of the wall ler 4 is remotely controlled by means of an electromotive drive device 6 , which drives the swivel device 5 in two mutually perpendicular planes, by a corresponding end control signal of the echo sounder system. Leads 11 of the converter 4 and the Antriebsvor direction 6 are guided through a bore 12 provided in the hull 2 into the ship's interior. The transducer 4 , the holder 3 and the drive device 6 are covered by a covering 7 , which has a hemispherical shape (ie forms a so-called radome) and weakens the sound waves of the transducer 4 and the received sound waves only insignificantly. This embodiment of the holder 3 is characterized in that a circular area around the ship can be completely explored. It is also possible to automatically swivel the transducer in a predetermined rhythm, to temporarily store the water depths determined and to display them continuously, so that the skipper is informed about the water depth in a circle surrounding the ship, the radius of which depends on the range of the sonar is constantly informed in a manner comparable to a radar.
Fig. 5 zeigt in einer schematischen Draufsicht ein viertes Ausführungsbeispiel der Halterung 3, bei dem die Winkelstel lung des Wandlers in einer horizontalen, in einem vorbestimm ten flachen Winkel nach vorne geneigten Ebene veränderbar ist. Gemäß Fig. 5 weist die am (nicht dargestellten) Schiffs rumpf befestigte Halterung 3 eine Schwenkvorrichtung 5 auf, an der der Wandler 4 derart befestigt ist, daß er bezüglich der mit einem Pfeil bezeichneten Fahrtrichtung nach links und rechts jeweils im Bereich von 0 bis 90 Grad schwenkbar ist, wobei die Schwenkachse in Fahrtrichtung fest ausgerichtet ist. Die Winkelstellung des Wandlers 4 wird mittels einer elektromotorisch angetriebenen Antriebsvorrichtung 6 durch ein entsprechendes Ansteuersignal der Echolotanlage fernge steuert verstellt. Zum Schutz kann ebenfalls eine Verkleidung vorgesehen werden, in der auch ein nach unten abstrahlender zweiter Wandler 4′ wie beim ersten Ausführungsbeispiel einge baut werden kann. Die in Fig. 5 gezeigte Halterung ist dann von Vorteil, wenn die Messung der Wassertiefe unterhalb des Schiffes ständig durchgeführt wird und nach vorne ein möglichst breiter Bereich erfasst werden soll. Fig. 5 shows a schematic plan view of a fourth embodiment of the holder 3 , in which the angular position of the transducer can be changed in a horizontal plane inclined forward at a predetermined flat angle. Referring to FIG. 5, the ship (not shown) on the hull fixed support 3, a swivel device 5 at which the transducer 4 is mounted such that it with respect to the direction of travel to the left indicated by an arrow and right respectively in the range from 0 to 90 Degree is pivotable, the pivot axis being fixed in the direction of travel. The angular position of the transducer 4 is adjusted by means of an electric motor-driven drive device 6 by means of a corresponding control signal from the echo sounder system. To protect a panel can also be provided in which a downward radiating second transducer 4 'as in the first embodiment can be built. The holder shown in FIG. 5 is advantageous if the measurement of the water depth below the ship is carried out continuously and the widest possible area is to be detected towards the front.
Wenn das mittels des in einem flachen Winkel nach vorne gerichteten Wandlers erfasste Signal so ausgewertet wird, daß in Abhängigkeit von der Entfernung einer das Schiff gefähr denden Untiefe ein Warnsignal erzeugt wird, kann die Sicher heit weiter erhöht werden. Darüber hinaus ist es möglich, den Kurs des Schiffes automatisch zu verändern oder es automa tisch zu stoppen, wenn eine Untiefe geortet wird.If that means forward at a flat angle Directed transducer detected signal is evaluated so that depending on the distance one is dangerous to the ship If the shallow warning signal is generated, the safe be further increased. In addition, it is possible to Change course of the ship automatically or automa stop table when a shallow is located.
Wenn der Schiffsrumpf aus einem Material besteht, das für Schallwellen der von dem Echolot verwendeten Frequenz in ausreichendem Maße durchlässig ist, kann die erfindungsgemäße Halterung im Inneren des Schiffes geeignet montiert werden.If the hull is made of a material that is suitable for Sound waves of the frequency used by the sounder in is sufficiently permeable, the invention Bracket can be mounted inside the ship.
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863600327 DE3600327A1 (en) | 1986-01-08 | 1986-01-08 | Holder for mounting a sound transmitting/receiving transducer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19863600327 DE3600327A1 (en) | 1986-01-08 | 1986-01-08 | Holder for mounting a sound transmitting/receiving transducer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE3600327A1 true DE3600327A1 (en) | 1987-07-09 |
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ID=6291517
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863600327 Withdrawn DE3600327A1 (en) | 1986-01-08 | 1986-01-08 | Holder for mounting a sound transmitting/receiving transducer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3600327A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000047465A1 (en) * | 1999-02-08 | 2000-08-17 | Tykkylaeinen Juha | Safety device for motor boat |
WO2016036616A1 (en) * | 2014-09-02 | 2016-03-10 | Flir Systems, Inc. | Watercraft protection systems and methods |
-
1986
- 1986-01-08 DE DE19863600327 patent/DE3600327A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8141 | Disposal/no request for examination |