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Vorrichtung zur Entfernungsbestimmung mittels reflektierter Schallwellen.
Die Erfindung bezieht sich auf die Messung von Zeitabschnitten und betrifft Einrichtungen,
bei welchen der zu messende Abstand zwischen dem Eintreten zweier aufeinanderfolgender
Geschehnisse liegt, welche auf die Zeitmeßvorrichtung wirken, um eine Anzeige des
zu messenden Zeitraumes vorzunehmen. In der besonderen Anwendung des Prinzips weist
die Zeitmeßvorrichtung eine bewegte Fläche oder umlaufende Scheibe auf, an welcher
die
Anzeige oder das Signal eintritt. Es kann entweder der Abstand zwischen einem bestimmten
Punkte, dem Nullpunkte, und der Stelle, an welcher das Signal eintritt, oder der
Abstand zwischen den beiden Signaleingängen das Maß für den zu messenden Zeitabschnitt
sein. Diese Art der Zeitmessung ist zweckmäßig bei der Bemessung sehr kurzer Zeiträume
in der Ordnung von hundertstel Sekunden, wie auch etwas größerer Zeitabschnitte.
Sie findet eine besonders wertvolle Anwendung bei der Bestimmung der Entfernung
einer reflektierenden Fläche oder der Entfernung von Einrichtungen, die auf ein
Signal ansprechen und es wieder zu der Sendestelle zurückgeben. Mit einer solchen
Anordnung kann ein Schiff die Entfernung eines Eisberges, einer Felsküste, eines
anderen Schiffes oder eines sonstigen großen Gegenstandes in seiner Nachbarschaft
ermitteln. Die Einrichtung kann auch auf Tiefen-Schallmessung Anwendung finden,
um die Wassertiefe unter einem Schiffsboden zu ermitteln.
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In Verbindung mit dein Verfahren zur scharfen Anzeige der Signale
ist eine Schaueinrichtung vorgesehen, die ein möglichst intensives Licht gibt, derart,
daß, obgleich das Signal nur für eine sehr kurze Zeitdauer gegeben wird, sie doch
für das menschliche Auge deutlich sichtbar ist.
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Bei dem Verfahren zur Messung der Wassertiefe unter Schiffen, die
als Schall-Tiefenmessung bekannt ist, hat sich eine Schwierigkeit nicht nur darin
gezeigt, einen kurzen Impuls zu erzeugen, derart, daß die Wirkung des Impulses auf
den Empfängern vollkommen vorüber ist, bevor das Echo eintrifft, sondern auch in
der Reglung der empfangenden Einrichtung, derart, daß sie bereit und imstande ist,
auf das eintreffende Echo anzusprechen, obgleich infolge der großen Geschwindigkeit
der Druckwelle im Wasser das Echo unmittelbar nach Aussendung des Schalles eintrifft.
Die Erscheinung bei der Schallübertragung im Wasser, die dem Experimentator als
Nachhallen bekannt ist, ist eine der Schwierigkeiten, die in der Praxis alle Verfahren
der Schall-Tiefenmessung durch Echo zu überwinden haben. Mit Nachhallen ist das
allmähliche Verklingen der Schallquelle gemeint, welches andauert, nachdem-der Impuls
dem Wasser mitgeteilt worden ist. Im vorliegenden Verfahren wird diese Schwierigkeit
dadurch überwunden, daß ein sehr kurzer Impuls in einem stark gedämpften Sender
erzeugt wird, oder durch die Verfahren der Schallabschirmung oder durch eine weitere
Vorkehrung, welche bewirken kann, daß die Anzeigevorrichtung zu der Zeit unwirksam
ist, wo der Impuls erzeugt wird. 'Wie die Beschreibung von Apparat und Verfahren
zeigen wird, arbeiten alle Stromkreise und etwa angewendete Relais zwecks Zurwirkungbringens
der Anzeigevorrichtung ohneZeitverzögerung gleichzeitig mit dem Eingang des Impulses,
derart, claß das Anzeigesignal unmittelbar bei Rückkehr des Impulses zur Wirkung
kommt. Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben. Darin
zeigt Abb. i zum Teil schematisch eine Anordnung der Stromkreise und Apparate für
die Schall-Tiefenmessung, Abb. ia eine Abänderung eines zur Verwendung gelangenden
Verstärkerkreises, Abb. 2 eine Einzeldarstellung der für die Ingangsetzung der Schallquelle
dienenden elektrischen K=ontaktvorrichtung.
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Abb. 3 und d. zeigen Einzelheiten der Schalteinrichtung und eine Einrichtung
zum Geschwindigkeitswechsel.
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Abb. 5 gibt in Vorderansicht einen Teil der Vorrichtung zur Anzeige
der Messung wieder. In der Abb, i ist ein Schnitt eines Schiffes bei i gezeigt,
das in dem schallübertragenden Mittel z schwimmt. 3 ist der den Schall zurückwerfende
Meeresgrund. Im Schiff i befindet sich eine Schallquelle q., z. B. ein Oscillator,wie
er gewöhnlich für die Unterwasser-Schallsignale verwendet wird, oder irgendein anderer
Schallsender. Dieser ist in einem Wasserbehälter 5 angebracht, so daß der Energieverlust
bei der Übertragung zur Außenseite des Wassers so klein wie möglich ist. Es kann
auch irgendeine andere Anbringung des Schallsenders verwendet werden, z. B. die
Anordnung der Schallquelle starr auf der Außenseite des Schiffes durch einen Anbau
am Kiel des Schiffes oder durch eine außenbords angebrachte Vorrichtung, die an
einem Davit des Schiffes hängt. Der Schallempfänger, z. B. ein Mikrophon 15 o. dgl.,
befindet sich in einem anderen Behälter 6, der gegen unmittelbare Schalleinwirkung
aus der Quelle d. durch einen Schallschirin 7 geschützt ist. Die Lage des Schallempfängers
kann so sein, daß das Boot den Empfänger gegen unmittelbare Schalleinwirkung abschirmt.
Die Schallsender und -einpfänger können in ihrer Lage akustisch auf mannigfach verschiedenen
Wegen gegeneinander abgeschirmt sein, und sie können auch bisweilen ohne Abschirmung
arbeiten. Es ist ja bekannt, daß manche Schallsender auch sehr gute Empfänger sind,
insbesondere für Schall von ihrer Eigenfrequenz. Das einzige Erfordernis in solchem
Falle ist, daß der Schallsender nicht mehr unter der Einwirkung seiner Sendung steht,
so daß er imstande ist, das rückkehrende Signal im Augenblick der Ankunft aufzunehmen.
Der
Sender 4 wird durch eine Stromquelle wie den Generator 8 über Leitungen 9, 1o, I
I erregt, mit denen die Kontaktvorrichtung 12 zusammenwirkt, die in der Schließstellung
den elektrischen Stromkreis schließt.
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Der Empfänger 15, der beispielsweise als :Mikrophon dargestellt ist,
steht durch Leitungen 13, 14 in Verbindung mit der Batterie 16 und in Reihe damit
mit der Transformatorwicklung 17, welche verhältnismäßig wenig, z. B. gegen ioo
Windungen besitzt. Die Sekundärspule des Transformators 18 ist durch die Wicklung
1g dargestellt, welche eine große Windungszahl, gegen 25oo, aufweist. Der Transformator
18 hat einen Eisenkern, ebenso wie die Transformatoren 20, 21 und 22 in den anderen
Teilen des Empfangskreises.
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Die Teile des Empfangskreises A, B sind auf die Frequenz der
ankommenden Signale abgestimmt, und zwar A durch einen Kondensator 23 und B durch
einen Kondensator 24, welche in Brücke zum Sekundärkreis der Transformatoren 18
und 2o durch Leitungen 25, 25', 26, 26' und 27, 27', 28, 28' geschaltet sind. Die
Stromkreise A, B der Empfängerapparatur dienen als Verstärker; sie enthalten die
Vakuumröhren 29, 30 mit den üblichen drei Elektroden, Fadengitter und Platte.
Der erste Abschnitt, der Kreis A, hat ein schwach negatives Gitterpotential, welches
durch die Batterie 31 erzielt wird; beide Abschnitte haben ein positives Anodenpotential,
welches durch die Batterien 32 und 33 geliefert wird. Das abgehende Ende des Verstärkerkreises
A ist durch Leitungen 34, 35 mit der Primärspule des Transformators 20 verbunden;
dies ist ein Eisenkerntransformator mit einer großen Anzahl von Wicklungen, sowohl
für Primär- wie für Sekundärspulen. Die Sekundärspule 36 dient als Zuführung für
den zweiten Verstärkerkreis B, der dem Kreise A ähnlich ist. Die Leistung
des Stromkreises B, welche durch den Transformator 21 erfolgt, der dem Transformator
20 ähnlich ist, wird auf den Relaiskreis C übertragen, der dazu dient, das Relais
37 bei Eingang des rückkehrenden Signals zu erregen. -Der Stromkreis C ist durch
den Kondensator 39 abgestimmt, der in Brücke zur Sekundärspule des Transformators
21 durch Leitungen 38, 40 geschaltet ist. Das Hauptmerkmal dieses Kreises ist, daß
das Gitter der Vakuumröhre 41 ein hohes negatives Potential gegenüber dein Faden
der Röhre aufweist. Der Stromkreis ist im übrigen ähnlich den Stromkreisen A und
B. Das Relais 37 liegt an der Lieferungsseite des Kreises C im Anodenkreise, wie
durch die Leitungen 42 und 43 zum Ausdruck gebracht ist. Normal ist der Anodenstrom,
der auch der Strom durch die Relaiswicklung ist, gleich Null, und zwar infolge des
hohen negativen Gitterpotentials, welches ein Fließen von Strom durch den Stromkreis
der Anode und Kathode verhindert. Beim Eintreffen von Signalen aber wird diesem
negativen Potential auf dem Gitter durch Verstärkung des Potentials des Signals
entgegengeagbeutet, «-elches während der Hälfte des 'Signalarbeitsganges das Gitterpotential
neutralisiert, und zwar teilweise oder ganz, so daß äußerst rasch ein Strom im Fadenanodenkreis
entsteht, welcher das Relais enthält. Das Relais, welches durch diesen plötzlichen
Stromstoß erregt wird, unterbricht den Kontakt 44 durch Anziehen seines Ankers 45
in deinKreise, der dieBatterie46und diePrimärwicklung 47 des Eisenkerntransformators
22 enthält. Wie schematisch in -,IM. i dargestellt ist, ist dieses ein Aufwärtstransformator,
derart, daß das Potential in den Klemmen der Sekundärwicklung 49 im Tausend-Voltbereich
liegt bzw. groß genug ist, um das bei 63 angedeutete Schausignal zur Z''irktiiig
zu bringen.
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Dieser Schauanzeiger kann mannigfache Formen annehmen, nämlich jede
Form, welche mittelbar oder unmittelbar von dem erwähnten Kreise in Tätigkeit gesetzt
werden kann. Er kann selbstleuchtend oder nichtleuchtend sein oder eine Daueraufzeichnung
z. B. in Gestalt eines in ein Papierblatt eingestochenen Loches liefern oder sonst
eine gebräuchliche Form haben.
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Das vorzugsweise angewendete Schauzeichen ist aber eine gasgefüllte
Röhre, z. B. eine Neonröhre mit niederem Druck, vorzugsweise am kritischen Punkt,
welche zwei ; Elektroden enthält, die durch Leitungen 51, 52 den Transformator überbrücken.
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Bei dieser Ausführung des Schauzeichens, «-elches ein rotleuchtendes
Licht durch Einwirkung des Stromes ergibt, welcher zum Aufglühen des Gases führt,
erfolgt die Betätigung bei etwa looo Volt durch den Strom, der infolge Unterbrechung
des Relaiskreises induziert wird. Das Schauzeichen kann aber unmittelbar ohne Relais
durch die Auslösewirkung des Kreises C herbeigeführt werden, der tatsächlich ein
Relais ohne mechanisch bewegliche Teile darstellt.
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Abb. 1a zeigt einen Kreis, der für den Kreis C eintreten kann, um
eine rein elektrische Betätigung des Schauzeichens herbeizuführen. Die Sekundärwicklung
des Trans formators 21 führt zu einer Seite eines Gitters 400 einer Vakuumröhre
über einen Gitterkondensator 4o1 von etwa o.oooo2 mf., der durch einen Gitternebenschluß
von etwa zwei \Tegohm überbrückt ist, Außerdem ist
im Anodenkreis
ein hoher Widerstand 403 von etwa 2oooo Olun in Reihe mit einer Batterie von etwa
5o Volt vorhanden, so daß die Platte 4o4 positiv gegenüber dem Faden 405 ist. Das
Gitter der zweiten Röhre 4o6 ist mit der Anode 4o4 durch eine Spule 407 verbunden,
die durch einen Abstimmkondensator 411 überbrückt ist und eine Batterie 408 in Reihenschaltung
enthält, welche dem Gitter der Röhre 4o6 ein negatives Potential verleiht. Die zweite
Spule 4o9 liegt im Anodenkreis der Röhre 4o6 mit dem Lieferungstransformator 22
und einer Batterie 410, welche für die Anode der Röhre 4o6 das positive Potential
gegenüber dem Faden liefert. Ferner ist ein Kondensator 412 zwischen Faden und dem
nagativeii Ende der Batterie 408 vorhanden, der verhindert, daß Schwingungen von
der zweiten Röhre zur ersten zurückgelangen.
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Die Wirkung der ersten dargestellten Röhre ist eine Gleichrichtung,
obgleich sie auch einfach zur Verstärkung verwendet werden kann; in letzterem Falle
würde das Schausignal unabhängig für jeden Kreisgang oder jede Schwingung des Signals
arbeiten. Somit würde, wenn das Signal aus zehn Kreisgängen besteht, es zehn einzelne
Male arbeiten. Im vorliegenden Kreise dient der Widerstand 403 dazu, die Potentialdifferenz
des Gitters der Röhre 4o6 gegenüber Faden und Anode in den Augenblicken zu ändern,
wenn das Signal eintrifft, und zwar durch Veränderung des Stromes durch den Widerstand
403.
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Solange es an einem Signal fehlt, fließt ein Dauerstrom durch die
Anode 4o4, den Faden 405 und den Widerstand 403. Trifft aber ein Signal ein, so
erhält das Gitter 40o eine Ladung, die eine Ventilwirkung der Röhre zustande bringt,
so daß der Strom durch den Widerstand 403 plötzlich vermindert wird mit dem Ergebnis,
daß das Potential des Gitters 4o6 gegenüber seinem Faden anwächst; das Normalpotential
dieses Gitters ist infolge der Anlegung einer Vorspannung durch die Batterie 408
gerade unter dem Schwingungspunkt für die Röhre. Trifft das Signal ein, so steigt
das Potential des Gitters der Röhre 4o6 bis zu dem Punkt, auf dem der Kreis mit
der Frequenz des Signals schwingt, so daß ein Schwingungsstrom durch diese Röhre
entsteht, der über eine Seite des Transformators 22 verläuft, dessen Sekundärwicklung
mit dem Entladungsanzeiger verbunden ist. Ist das Signal vorbei, so fällt das Potential
des Gitters der Röhre 4o6 auf den Normalwert, und die Schwingungen hören auf. Da
der Widerstand 403 groß ist, so verursacht eine sehr geringe Veränderung des Stromes
durch die rechte Röhre und den Widerstand eine starke Potentialveränderung am Gitter
der Röhre 4o6.
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Die Einrichtung für das Sichtzeichen ist in dem Gehäuse 6o untergebracht.
Hinter der Wand 61 befindet sich eine Scheibe 62, die vorzugsweise schwarz gefärbt
ist. Diese Scheibe trägt nahe ihrem Umfang die gasgefüllte Röhre 63, und zwar an
der Innenseite. Vor der Röhre 63 ist in der Scheibe bei 64 ein Schlitz angeordnet,
durch den das Licht der Röhre 63 hindurchtreten kann. Zwei an die beiden Enden der
Röhre angeschlossene Leitungsdrähte 65 und 66 -gehen zu zwei Bürstenhaltern 67 und
68, die gegeneinander isoliert sind. Die Bürsten 67' und 68', die mit den Leitungen
65, 66 verbunden sind, liegen gegen Ringe 69 und 7o an, -die isoliert voneinander
auf der Scheibe 71 sitzen. Die Scheibe 71 steht auf der Grundplatte oder
dem Lager 72 fest, so daß sie ständig in Ruhe verbleibt. Vom Ringe 69 geht ein Leiter
73 zum Schalter 74, und der Ring 7o ist mit der Kontaktvorrichtung 75
verbunden,
die sich seitlich von der Scheibe 71 gegenüber den Schleifringen befindet.
Die Arbeit dieser Unterbrechungsvorrichtung besteht darin, den Stromkreis der Röhre
63 in den Augenblicken zu unterbrechen, wo die Signalquelle arbeitet. Das wird mit
Hilfe der Nockenscheibe 76 herbeigeführt, die fest auf der umlaufenden Welle 77
sitzt, die außer der Nockenscheibe 76 noch die Scheibe 62, die Nockenscheibe 78
und die Zahnräder 79, 80 trägt. Der Kontakt 75 ist während des Umlaufens der Scheibe
76 geschlossen, bis eine Aussparung des Scheibenumfanges unter die Feder 81 tritt,
so daß diese zurückweichen und den Kontakt öffnen kann. In diesem Zeitpunkte schließt
der- Vorsprung $3 (Abb.2) der Nockenfläche 78 den Kontakt 12, wodurch die Schallquelle
unter Strom gesetzt wird. Der obere Kontakt 82 liegt unmittelbar an der Leitung
52. Der Leiter 73 führt zu den Kontaktteilen 87 und 84 und dann zu der Leitung 51
und durch die Schalterfeder 85 oder 86, je nach der Richtung, in welcher der Schalter
eingestellt ist. Ersichtlich, wird durch diese Anordnung der Stromkreis nur unterbrochen,
wenn der Schalter von der einen Seite zur anderen bewegt wird, daß aber an beiden
Seiten der Röhrenstromkreis geschlossen ist.
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Die Welle 77 wird durch zwei Lager 72 und 88 getragen, die auf der
Grundplatte des Gehäuses 6o auf Füßen 89, 9o ruhen. Die Welle 77 mit den erwähnten
Teilen kann in diesen Lagern unter Einwirkung eines Motors gi rüittels eines Getriebes
in Drehung versetzt werden, das nunmehr beschrieben werden soll. Auf der Motorwelle
sitzt eine Schnecke 92 fest, die in Eingriff mit dein
Schneckenrad
93 steht, welches die Welle 94 und das darauf festsitzende Rad 95 in Drehung versetzt.
Dieses treibt die Welle vermittels des darauf befestigten Rades 97 an. Die Welle
96- trägt eine Muffe 98 mit zwei Zahnrädern verschiedenen Durclunessers an ihren
beiden Enden, und zwar einem großen Rade 99 und einem kleinen ioo. Die Muffe 98
dreht sich mit der Welle 96, kann aber durch nicht dargestellte Nut- und
Federv erbindung-auf ihr verschoben werden, so daß 99 in Eingriff mit dem Zahnrade
79, oder ioo mit dem Zahnrade 8o in Eingriff kommt, je nachdem sich die Muffe 98
links oder rechts in Abb. i befindet. Zur Verschiebung der Muffe 98 dient
eine in Lagern 1o2, 1o3 in ihrer Längsrichtung verschiebbare Stange ioi mit daran
befestigter Gabel 104, die in eine Nut 1o5 der Muffe 98 eingreift, ohne jedoch sonst
fest mit ihr verbunden zu sein. Die Welle 1o1 ist am einen Ende durchbohrt und trägt
einen Querstift io6. Der Schalter 74 ist mit einem Gabelstück 107 ausgerüstet, das
mit seinem gegabelten Ende den Stift io6 umgreift. Wenn der Teil 107
durch
Drehung des Schalterhandgriffs 125 von einer Seite zur anderen gedreht wird, so
wird die Stange ioi verschoben, und dadurch wird auch die Muffe 98 verschoben, so
daß die Geschwindigkeit der Scheiben verändert wird. Steht das Stück 107 senkrecht,
so kommen die Räder der Muffe 98 weder in Eingriff mit 79 noch rnit 8o; gleichfalls
sind dann auch die Stromkreise durch den Schalter unterbrochen.
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Dem Motor 9i wird Energie durch die Zuleitung E zugeführt, und zwar
im vorliegenden Falle von i io Volt. Eine Leitung io8 der Zuführungsschienen führt
unmittelbar zum Motor und verbindet ferner mit dem Potentiometer iog, während die
andere Leitung i io zum Schalter 74 an den Kontakten i i i und 112 führt und über
die Feder 113 und Leitung 114 zu der zweiten Klemme des Potentiometers iog gegenüber
dem Anschluß der Leitung io8 weiter verbunden ist. Der bewegliche Anschlußteil des
Potentiometers iog führt zum Draht 115, der an die Klemmen des Motorankers angeschlossen
ist. Somit kann durch Drehung des Potentiometerarmes und Änderung des Anschlußpunktes
für den Draht i 15 die an den Motor angelegte Spannung geändert und die Geschwindigkeit
geregelt -,verden. Außer dieser Spannungsregelung des :Motors kann die übliche Widerstandsregelung
für das Motorfeld vorgesehen sein, wodurch sehr feine Einstellungen der =Motorgeschwindigkeit
erzielbar sind.
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Wenn sich das Stück 107 in senkrechter Lage befindet, z. B.
wenn eine Umschaltung von einer Geschwindigkeit auf die andere stattfindet, so würde
der Motorstromkreis geöffnet werden bis auf den Widerstand 116, der dann in Reihe
mit dem Motoranker gelangt, wodurch die Motorgeschwindigkeit herabgesetzt wird,
ohne daß aber die Energiezufuhr zu ihm ganz aufhört.
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Abb. 3 und 4 zeigen die wirkliche Ausführung des Schalters 74; er
besitzt Messerschneidenarme 117, die in die entsprechenden Federgabeln 118 eingreifen
können. Die Schneiden sind fest auf einem Stück 11g angebracht, welches auf Tragstücken
120 liegt; die Federgabeln 118 sind gleichfalls auf einer ähnlichen Grundplatte
121 angebracht, die ähnliche Tragstücke 122 trägt. Die Teile werden durch Stift
123, 124 so zusammengehalten, daß durch Drehen des Griffes 125 der Schalter nach
links oder rechts je nach der Drehrichtung geschlossen werden kann. Auf dem Stift
123 sitzt das Stück io7, jedoch frei von ihm, wenn der Stift durch Drehung des Griffes
125 bewegt wird. Das Stück 107 wird von rechts nach links oder umgekehrt durch den
Stift 126 mitgenommen, der sich im Schlitz 127 bewegt. Wenn der Handgriff gedreht
wird, so wird der Stift in der gleichen Richtung mitgenommen, und wenn er an das
Ende des Schlitzes 127 gelangt, so beginnt er, den Teil 107 mit sich zu nehmen.
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Das Getriebe zum Anschließen der Energiequelle an das Signal wird
durch die Nockenscheibe 78 mit dem Nocken 83 in der aus Abb. 2 ersichtlichen Weise
zur Wirkung gebracht. Der Nocken trifft bei seinem Umgang gegen den Kopf 128, der
an einer Feder 129 sitzt und auf eine Stange 13o einwirkt, welche in dem Lager 131
achsial verschiebbar ist und die Kontaktfläche 132 in leitende Berührung mit der
Fläche 133 bringt, die durch die Gleitstange 134 gehalten wird, welche in einem
ähnlichen Lager 135 gleitet, und auf deren hinteres Ende eine Feder 136 einwirkt,
gerade so wie an dem anderen Ende des Kontaktwerkes.
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An der Vorderwand 61 des Gehäuses 6o ist an der oberen linken Ecke
ein Druckknopf angeordnet, durch den die Energiequelle E auf die Apparate geschaltet
werden kann. In der rechten Ecke sitzt ein Frequenzmesser 59, der in Brücke
zum Anker des Motors gi mit Hilfe von Schleifringen 57, 58 geschaltet ist, um die
Frequenz des Motors und damit seine Geschwindigkeit erkennbar zu machen. Die Mitte
der Vorderwand trägt eine kreisförmige Glasplatte mit undurchsichtig gemachter Mitte
136 und einen umschließenden Ring 139, dessen radiale Breite gleich der des Schlitzes
64 in der Scheibe 62 ist. Ihn umgibt ein zweiter undurchsichtiger Ring 140, auf
welchem durch Aufschreiben oder in sonstiger Weise eine Skala zum Messen des
gesuchten
Zeitintervalles angebracht ist. Es können in der dargestellten Weise auf den Ringen
zwei oder mehr Skalen nach Maßgabe des zu messenden Intervalles und der Drehgeschwindigkeit
der Scheibe 62 vorgesehen sein.
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In der unteren rechten Ecke der Vorderwand ist das schon beschriebenePotentiometer
log angeordnet. Die Wirkung der Einrichtung ergibt sich aus der vorangegangenen
Beschreibung leicht, und der Druckknopf in der Vorderwand schließt den Stromkreis
der Energiequelle E. Der Schalter 7¢ muß sich in geschlossener Stellung befinden;
dann wird das Potentiomefer log gedreht, bis der Motor 9i nach Anzeige des Frequenzmessers
die richtige Geschwindigkeit besitzt. Dann dreht sich die Scheibe 62 mit einer bestimmten
Geschwindigkeit, und zwar schneller oder langsamer, je nach der Stellung der Getriebeeinrichtung
98. Infolgedessen wird die Röhre 63 mit dem Schlitz 6¢ um den Ring 139 mit konstanter
Geschwindigkeit umlaufen. Da die Scheibe schwarz ist und - sich dahinter keine Lichtquelle
weiter befindet, kann der Beobachter nicht erkennen, daß sich die Scheibe bewegt;
- auch den Schlitz wird er nicht sehen. Die Verstärker- und Empfangskreise werden
dann in der richtigen Weise eingestellt, und zwar kann dies durch Einstellung der
Anodenspannungen, Gitterspannungen und Fadenströme bewirkt werden. Die Kondensatoren
brauchen nach einer einmaligen Einstellung für einen besonderen Vorgang nicht weiter
eingestellt zu werden.
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Wenn, um ein Beispiel für die Anwendung des beschriebenen Apparates
zu geben, eine Tiefenmessung erfolgen soll, so wird der Generator 8 durch eine nicht
dargestellte Energiequelle zur Wirkung gebracht und drückt Energie den Klemmen der
elektrischen Schallquelle ,4 auf, wenn der Vorsprung 83 der Scheibe 78 den Kontakt
12 schließt. Der erzeugte Impuls wandert zu dein reflektierenden Meeresgrunde, kehrt
zurück und wird durch den Empfänger 15 aufgenommen. Dieser aufgenommene Impuls wirkt
durch die Verstärkerkreise A, B, C und setzt den Relais- oder Auslösekreis
in Wirkung und drückt der Röhre 63 eine hohe Spannung auf, an welcher sich infolgedessen
eine Entladung infolge eines außerordentlich kurzen, blitzartigen Aufleuchtens zeigt,
so kurz, daß tatsächlich die Drehung der Scheibe mit der größeren Geschwindigkeit
nicht zu einer merklicheren Verbreiterung des Lichtstreifens führt, als sie auch
beobachtet wird, wenn die geringere Umlaufgeschwindigkeit eingestellt ist. Zwischen
der Aussendung des Signals und der Rückkehr des Echos - dieser Ab-:stand bedeutet
die Zeit, die das Signal braucht, um zum Ozeanboden und wieder zurück zu wandern
- ist die Röhre 63 auf der Scheibe 62 mit gleichmäßiger Geschwindigkeit um eine
Strecke vorgerückt, welche das Maß der zu messenden Tiefe ist.
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Wenn aus irgendeinem Grunde zweckmäßig erscheint, ein längeres Aufleuchten
zu erhalten, beispielsweise um die Dauer des Signals oder einen kurzen Zeitraum
anzuzeigen, so kann das leicht dadurch herbeigeführt werden, daß man -den erwähnten
Anlaßkreis während der Zeit der Signalgebung schwingen läßt; in diesem Falle kann
ein Lichtband erzeugt werden. Jedenfalls wird dieses Band scharf anfangen und plötzlich
aufhören, weil die Leuchtstrecke so schnell auf die Entladung anspricht, daß sie
als gleichzeitig mit ihr betrachtet werden kann.
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Während des Zeitraumes, während welchem <ler Schall ausgeschickt
wird, ist der Kontakt 75 offen, - und es wird sich kein Überschlag auf -der
Schaufläche zeigen., obgleich der Schlitz -sich dann bei geeigneter Stellung des
Vorsprungs 83 in der Nullage befindet. Wenn das Echo zurückkommt, so hat sich die
Scheibe inzwischen um eine bestimmte Strecke, je nach der Zeit, die der Schall für
das Durchlaufen des Weges zum Boden und zurück zum Empfänger verbraucht hat, gedreht.
Wenn der Schall aufgenommen wird, so- wirkt er durch die Empfangs- und Verstärkerkreise
und beeinflußt die Leuchtstrecke, die augenblicklich- aufleuchten möge, wenn sich
der Schlitz an der Skalenstellung io befindet. Somit wird eine hell leuchtende Marke
io anzeigen, welches dann das Maß des Zeitabschnittes und auch der Tiefe ist.
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Es ist nicht notwendig, den Empfangskreis ausgeschaltet zu haben,
während das Signal ausgesendet wird. Nach Abb. i kann der Empfänger 15 das unmittelbare
Signal aufnehmen, obgleich eine Abschirmung zwischen Empfänger und Sender vorhanden
ist, weil man einem kleinen Teil der Energie des unmittelbaren Signals den Durchgang
durch den Empfänger gestatten kann. Wird der Kontakt 75 dauernd geschlossen gestaltet,
so wirkt der Anzeigekreis immer, und zuerst wird dann das Signal angezeigt und dann
sein zurückkommendes Echo.
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Die Anwendung der Apparatur für andere Zwecke, die angedeutet wurden,
ergibt sich aus der Beschreibung ohne weiteres. Da bei einem Schall, der von einer
Art eines schallleitenden Mediums auf eine andere Art übergeht, immer ein Teil des
Energieinhaltes zurückgeworfen wird, so kann die Reflektion in der oben beschriebenen
Weise dazu benutzt werden, um mannigfach verschiedene Aufschlüsse zu erhalten, die
alle von der Bewegungszeit
des Schalles in 'dem leitenden Medium
abhängen. Ist die Schallgeschwindigkeit bekannt, so kann der Abstand bestimmt werden,
und wenn die Entfernung bekannt ist, so kann die Art des übertragenden Mediums ermittelt
werden. Wenn die Benutzung nur für das Messen von Zeitabschnitten erfolgen soll,
so ist es lediglich notwendig, ein Signal bei Beginn des Zeitabschnittes und an
seinem Ende zu geben. Das zweite Signal kann derart sein, daß es ein Aufblitzen
des Sichtzeichens in diesem Augenblick herbeiführt, oder daß es ein bandförmiges
Aufleuchten, welches mit dein ersten Signal begann, plötzlich zu Ende bringt. Dies
kann leicht dadurch erzielt «erden, daß man entweder das Signal durch ein Wechselstromrelais
zur Wirkung bringt, welches durch das erste Signal eingeschaltet und durch das zweite
Signal ausgeschaltet wird, oder durch ein Verfahren, das sich als vorteilhaft erwiesen
hat, nämlich durch Anwendung eines Auslösekreises C, wie er oben bei der ersten
Röhre beschrieben ist, der aber auf einen anderen Teil der Röhre charakteristisch
einwirkt. Der auf der Schauscheibe vor der umlaufenden Scheibe angezeigte Raum,
entweder zwischen den Leuchtstellen oder zwischen Beginn und Ende des Lichtbandes,
ist ein Maß für den Zeitraum.
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Bei Schalltiefenmessung kann das Arbeiten fortgesetzt ausgeführt werden;
es kann für jeden Umgang der das Signal herbeiführendenNockenscheibe ein rückkommendes
Echo zur Anzeige gebracht werden, und es kann somit, wenn ein Schift auf Fahrt ist,
eine fortgesetzte Anzeige der Wassertiefe unter dein Schiffe erfolgen. In ähnlicher
Weise kann jedes Instrument mit periodischer Anzeige den Zeitabschnitt zwischen
diesen Anzeigen durch Arbeiten des Schausignals in der oben beschriebenen Weise
veranlassen. Zeitabschnitte, . die sich in ähnlicher Weise än-<lern, können in
dieser Weise durch Vergrößerung oder Verringerung des Abstandes zwischen den auf
der feststehenden Skala abgelesenen Signalerscheinungen erkannt werden.
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Wenn somit ein gegebenes Signal, welches in einer bestimmten, bekannten
Zeit gegeben un(l periodisch in l)estiininten und bekannten Zeitabschnitten wiederholt
wird, sowie ein -zweites Signal, welches sich periodisch zu näherungsweise den gleichen
Zeitabschnitten, jedoch veränderlich, wiederholt, sichtbar werden, so wird das zweite
Signal sich von dem ersten entfernen oder ihm nähern.