DE4200605A1 - Ortungsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ortungsanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Derartige Anlagen sind z. B. als Unterwasserortungsanlagen bekannt. Sie zeigen auf einem Anzeigegerät, daß Echos der ausgesandten Schallwellen von einem georteten Gegenstand zurückkommen. Erkennbar ist jedoch nicht, um was für einen Gegenstand es sich dabei handelt. Die bekannten Anlagen können die Echos nicht auflösen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Anlagen dahingehend zu verbessern, daß auf einer Anzeige, z. B. einem Bildschirm ein Umriß des georteten Gegenstandes aufgezeichnet wird, es also ermöglicht wird, das Objekt zu identifizieren.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Bei der praktischen Erprobung der Erfindung konnten Fische, Röhren und tanzende Kalkschlieren sichtbar gemacht werden; auch konnte das gegenüberliegende Ufer eines Sees auf einer Breite von ca. 80 m bei einer Entfernung von ca. 200 m sichtbar gemacht werden.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben.

Ein Utraschallwellensender 1 sendet Schallwellen oder Schallwellenimpulse in einen Kegel 1a aus. Diese treffen in einem größeren als hier gezeigten Abstand auf einen Gegenstand - hier einen Fisch 2 - auf. Die Schallwellen werden zum Teil parallel reflektiert (Pfeile 3).

Gemäß der Erfindung besteht die Empfängereinrichtung aus einem üblichen Empfänger 4, der ankommende Schallwellen in elektrische Signale umwandelt und nach Verstärkung auf einem Sichtgerät 5 anzeigt, und einem auf die aktive Fläche 6 (Wandlerwand) des Empfängers 4 aufgesetzten Keil 7. Eine an dem Keil 7 ausgebildete schiefe Ebene 8 stellt die Empfängerebene für die reflektierenden Schallwellen (3) dar. Der Keil 7 besteht z. B. aus Eisen. Wichtig ist, daß das Material des Keils eine Ausbreitungsgeschwindigkeit des Schalls aufweist, die größer als die im Wasser ist. Diese ist für Wasser ca. 1450 m/s und für Eisen ca. 5000 m/s.

Die auf der Ebene 8 des Keils 7 auftreffenden reflektierten Schallwellen werden am Übergang Wasser - Eisen gebrochen.

Die Ausrichtung der schiefen Ebene 8 zu der aktiven Fläche 6 und die Ausrichtung der Empfangsanordnung 4, 7 zur Empfangsrichtung (Pfeile 3) ist nun so gewählt, daß die an der Ebene 8 gebrochenen Schallwellen parallel zueinander und senkrecht zur aktiven Fläche 6 im Keil verlaufen.

Die nacheinander auf der schiefen Ebene 8 auftreffenden Schallwellenimpulse laufen wegen des unterschiedlichen Laufwegs im Wasser und der unterschiedlichen Ausbreitungsgeschwindigkeiten zeitlich nacheinander zur aktiven Fläche 6 und werden dort hinsichtlich ihrer Amplitude abgetastet und in elektrische Impulse umgesetzt, die nach Verstärkung auf den Bildschirm 5 mit zeitabhängiger Ablenkung zur Anzeige gebracht werden und ein Bild des reflektierenden Gegenstands zeigen.

Die Schallwellen müssen, um eine Anzeige zu ermöglichen, in einem bestimmten Winkel auf die schiefe Ebene 8 auftreffen. Bei einem anderen Winkel erreichen den die Schallwellen den Wandler nicht. Die Fortpflanzungsgeschwindigkeit des Schalls im Keil 7 muß höher als die Geschwindigkeit des Schalls im Wasser sein, anderenfalls eilt der Schall im Wasser dem Schall im Empfänger voraus und es gibt keine Auflösung.

Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel betrug der Durchmesser des Keils an der aktiven Fläche 6 3,6 cm und seine Länge war 21 cm. Damit ergibt sich ein Winkel von ca. 80 Grad. Die Schallwellen mußten, um eine Anzeige zu ermöglichen, in einem Winkel β von ca. 35 Grad auf die schiefe Ebene 8 des Keils 7 auftreffen, um nach Brechung zur aktiven Fläche 6 zur Umwandlung in elektr. Impulse zu laufen. Da jede Ultraschallschwingung das ganze Bild des Echos beinhaltet, und die Trägerfrequenz bei 200 Hz liegt (also die Wellenlänge 7 mm beträgt) wird das Bild 200 000mal pro Sekunde abgetastet und vom Sichtgerät 200 000mal pro Sekunde geschrieben.

Claims (3)

1. Ortungsanlage enthaltend einen Ultraschallsender zum Aussenden von Schallwellen und eine Echos der ausgesandten Schallwellen aufnehmende Empfängeranordnung mit einer Anzeigeinrichtung zur Darstellung der Echos dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger aus einem üblichen Schallwellenempfänger (4) und einem an die aktive Fläche (6) des Empfängers (4) angrenzenden Körper (7) besteht, daß der Körper aus einem Material besteht, das gegenüber dem Umgebungsmedium eine höhere Fortpflanzungsgeschwindigkeit für die Ultraschallwellen aufweist, und daß der Körper (7) eine zur aktiven Fläche (6) schräg stehende Ebene (8) aufweist und diese schräg stehende Ebene (8) derart ausgerichtet ist, daß auf die Ebene (8) auftreffende, Echowellen des abzubildenden Objekts (2) nach der beim Eintritt in den Körper (7) auftretenden Brechung zur aktiven Fläche (6) laufen.

2. Ortungsanlage nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (7) aus Eisen besteht.

3. Ortungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Unterwasserortung dient.