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Zeitmeßverfahren mit einem Kurzzeitmesser, der zu Beginn der lgessung
in Gang und am Ende der Messung wieder außer Gang gesetzt wird. Bei Zeitmeßverfahren
ist es allgemein üblich, zu Beginn der Zeitmessung eine Meßvorrichtung, z. B. einen
Kurzzeitmesser, durch die auf ein Mikrophon einwirkenden Schallwellen bei Echolotungen
oder durch die Beschleunigungskräfte des Geschosses beim Messen von Geschoßgeschwindigkeiten
in Gang treten zu lassen. Bei Beendigung der :Messung wird dann der Kurzzeitmesser
in derselben Weise selbsttätig wieder außer Gang gesetzt. Es gibt aber z. B. bei
sehr schwachen Schallwellen eine Grenze, bei der (-las Außergangsetzen nicht mehr
zuverlässig erfolgt, so daß sich leicht fehlerhafte Messungen ergeben. Ein solcher
Fall kann beispielsweise beim Erloten großer Meerestiefen mittels des Echolotes
eintreten. Hierbei reicht zwar die Stärke des zu Anfang der Lotung abgegebenen Signales
aus, um den Kurzzeitmesser in Gang zu setzen, dagegen sinkt von einer gewissen Tiefe
ab, selbst bei Benutzung eines Knalles als Schallquelle, die Stärke des Echoschalles
in die Größenordnung der gewöhnlichen Schiffsgeräusche (Motoren-oder Schraubengeräusche)
zurück, und dann ist selbst bei Anwendung eines besonders empfindlich abgestimmten
Übertragungsrelais ein selbsttätiges Stillsetzei des Kurzzeitmessers am Ende der
Messung in Frage gestellt. ähnlich verhält es sich bei Meßvorgängen, deren Beendigung,
wie dies z. B. auf See vorkommt, durch den Farbenwechsel eines Lichtsignales angezeigt
wird. Auch hier ist ein selbsttätiges Außergangsetzen des Kurzzeitmessers mit den
bis jetzt bekannten technischen Mitteln nicht möglich. Es sei nun hier wiederum
das Beispiel der Echolotung herausgegriffen, tun zu zeigen, daß und auf welche Weise
auch in solchen Fällen die Möglichkeit besteht, zeitgenaue Messungen auszuführen.
Benutzt man nämlich bei Echolotungen auf großen Tiefen wie üblich einen Knall oder
Ton, so vermag das menschliche Ohr das Echo auch dann noch mit Sicherheit wahrzunehmen,
wenn seine Stärke so gering geworden ist, daß ein selbsttätiges, mechanisches Stillsetzen
des Kurzzeitmessers nicht mehr möglich ist. Selbst die vorhandenen Schiffsgeräusche
verhindern dies nicht, weil deren Einwirkung auf das Ohr sich von der des Echoschalles
durch geeignete Wahl des Lotsignales (Art und Klangfarbe) für den Beobachter deutlich
unterscheidet. Diese Tatsache wird der Erfindung gemäß benutzt derart, daß der den
Meßvorgang ausführende Beobachter das zurückkehrende Echo abhört und den selbsttätig
begonnenen Lauf des Kurzzeitmessers z. B. durch Öffnen oder Schließen eines elektrischen
Kontaktes von Hand oder auf sonst welche Weise im Augenblick der Wahrnehmung des
Echoschalles beendet. Dieser Vorgang greift zurück auf das Grundprinzip des an sich
bekannten und wohl ältesten Echolotverfahrens mittels einer Stoppuhr, das aber seiner
offensichtlichen Ungenauigkeit wegen, wie noch näher erläutert werden wind, in der
praktischen Schiffahrt nicht verwendet werden kann. Neu ist im Vergleich damit,
däß im vorliegenden Falle die Anwendung dieses Verfahrens nur einmal, nämlich zur
Beendigung rler selbsttätig begonnenen Messung, angewendet
wird.
In dieser neuen Form aber kann das Verfahren praktisch mit Vorteil Verwendung finden.
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DieV erwendung einer Stoppuhr zum Echoloten gibt, wie gesagt, ungenaue
Werte. Um eine Stoppuhr auf ein Signal hin in oder außer Gang zu setzen, braucht
ein Beobachter erfahrungsgemäß etwa dicZeit von % Sekunde. 11, Sekunde entspricht
aber bei einer Echolotung im Wasser, d. h. bei einer Schallgeschwindigkeit von etwa
t 5oo m pro Sekunde, schon einem Tiefenfehler von etwa r So m. Selbst wenn es ,durch
Übung gelänge, diesen persönlichen Fehler des die Stoppuhr Bedienenden noch etwas
herabzudrücken, so wäre ein solche Lotung bei einer Wassertiefe von 5oo m schon
nicht mehr brauchbar. Bei kleineren Wassertiefen würde der gemachte Fehler bald
ein Vielfaches der überhaupt vorhandenen Wassertiefe betragen. Abgesehen hiervon
tritt bei kleinen Tiefen noch ein anderer Umstand hinzu, der die bloße Anwendung
der Stoppuhr unmöglich macht. Es soll beispielsweise eine Tiefe von roo m - an sich
schon eine beachtliche Tiefe - mit der Stoppuhr gelotet werden. Die Echozeit für
roo m beträgt rund li-; Sekunde. Bei der Ausführung dieses Verfahrens müßte also
der Beobachter zu Beginn dieser % Sekunde und am Ende derselben jedesmal eine Einwirkung
auf die Stoppuhr zwecks In- und Außergangsetzens ausführen. Dies ist aber ausgeschlossen,
weil man selbst bei großer Übung mindestens M, Sekunde Zeit braucht, um überhaupt
zwei Bewegungen unmittelbar hintereinander auszuführen. Die geringste Zeitangabe
würde an sich also schon größer ausfallen, als einer Tiefe von roo an entspricht.
Hierzu kommt weiter der Umstand, daß das menschliche Ohr zwei aufeinanderfolgende
akttstische Signale, von denen das erste stärker ist als das zweite (Knall, Echoschall),
infolge Ermüdung erst dann getrennt für sich wahrzunehmen vermag, wenn eine gewisse
Zeit zwischen ihnen verstrichen ist.
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Hier bringt nun das neue Echolotverfahren Abhilfe, indem es die Zeitmessung
durch selbsttätiges IngangsetzendesKurzzeitmessers beginnen läßt, und das Abhören
nur einmal, nämlich am Ende der Messung, vorsieht, wodurch diese aus einer nicht
zu ändernden Eigenschaft des menschlichen Ohres sich ergebende Schwierigkeit beseitigt
wird. Dabei kann man durch das bei Echolotungen an sich bekannte Mittel der Abschirmung
(wenn nötig, unter gleichzeitiger Benutzung einer Abschaltung oder Abbremsung des
Echoempfängers bis kurz vor Echorückkehr) das Ohr vor der Einwirkung der direkten
Schallwellen schützen, und zwar vollständig oder doch so, daß es durch das Echo
stärker beeinflußt wird als durch den unmittelbaren Schall. Das neue Verfahren unterscheidet
sich also grundsätzlich und vorteilhaft von den bekannten Loten mittels Stoppuhr
und ergänzt zugleich in erwünschter Weise den Verwendungsbereich de.sLotver fahrvns
:mittels eines bei Beginn der Messung selbsttätig in Gang und durch das Echo selbsttätig
wieder stillgesetzten Kurzzeitmessers. Es gestattet ferner insbesondere z. B. die
Durchführung von Entfernungsmessungen, die aus den eingangs erwähnten Gründen bisher
nicht ausführbar waren. So wird es auf diese Weise möglich, bei Tiefseelotungen,
bei denen die Energie des Echoschalles zu schwach ist, um den Kurzzeitmesser selbsttätig
stillzusetzen, die Messung mit Erfolg zu beenden; und .das neue Verfahren gestattet
endlich, auch eine Messung durchzuführen, deren Ende durch ein entferntes Lichtsignal
kenntlich gemacht wird, indem der Beobachter nach dem neuen Verfahren bei Wahrnehmung
des Lichtsignals den Kurzzeitmesser von Hand stillsetzt. ' Ein großer Vorteil des
beschriebenen Lotverfahrens liegt noch darin, daß es auf diese Weise möglich wird,
-mit verhältnismäßig schwachen Schallquellen auszukommen; denn die Schallquelle
braucht ja gerade nur so stark zu sein, daß das selbsttätige Ingangsetzen des Kurzzeitmessers
gewährleistet ist und der Echoschall dem Ohre noch hörbar ist. Man kommt also selbst
bei sehr großen Tiefen noch mit verhältnismäßig schwachen und daher billigen Lotpatronen
aus, und unter Umständen genügt sogar ein kräftiger Hammerschlag gegen die Bordwand,
so daß bis zu gewissen Tiefen das immerhin kostspielige Abfeuern von Lotpatronen
ganz erspart bleiben kann. Während -inan z. B. bei selbsttätiger In- .und Außergangsetzung
des Kurzzeitmessers mit einer Patrone von 2 g Pulverladung bis- etwa roo m loten
kann, ist nach vorliegendem -Verfahren für das Loten einer vierzigmal so großen
Tiefe von 4ooo m nur eine Patrone von vierfacher Stärke, d. h. von 8 g Pulverladung,
notwendig.
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Dem beschriebenen Verfahren haftet aber der -Nachteil an, daß die
von der Meßv orrichtung, z. B. dem Kurzzeitmesser, angegebene Echozeit um den Betrag
des »persönlichen Fehlers«, d. h. um diejenige Zeitspanne zu groß ist, die der Beobachter
braucht, um von dem Augenblick der Wahrnehmung des Echos an die Beendigung der Zeitmessung
wirklich herbeizuführen, also beispielsweise den erwähnten elektrischen Kontakt
wirklich zu öffnen oder zu schließen. Die Größe dieses persönlichen Fehlers ist
nicht nur bei den verschiedenen Personen ganz verschieden, sondern unterliegt auch
bei ein und derselben Person zu verschiedenen Zeiten, je nach dein
vt)rlierrsclieii#leil
Geinütszustande, großen .Schwankungen, j e nachdem, ob der Beobachter frisch oder
ermüdet, ruhig oder aufgeregt ist, oh er unter Seekrankheit leidet, nüchtern ist
oder Alkohol zu sich genoininc:n hat; ja sogar vor und nach einer -Mahlzeit wird
deutlich eine andere Größe dieses persönlichen Fehlers feststellbar sein. Die Größe
des liers;inlicheli Fehlers wird auch rlavon abhängen, ob die Aufmerksamkeit des
Beobachters noch anderweitig in Anspruch gelloillinen ist, in-leill bei der Beobachtung
Noobeneindrücke irgendwelcher Art, z. B. akustischer oder optischer Natur (,Schraubengeräusche
ti. dgl.), auf ihn einwirken, und nicht zuletzt wird auch die Stärke (los Echos
selbst einen Einfluh auf die Fehlerruße besitzen. denn ein starkes. kurzes Echo
wirkt erfahrungsgemäß genauer auf das Ohr ein als ein schwaches Echo.
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Das neue Verfahren ist deshalb der Erfindung gemäß weiter durch Anordnungen
ergänzt, urn möglichst gleichzeitig finit rler Tiefenmessung oder unmittelbar vor
oder nach der -Messung oder besser noch vor und nach der -Messung und bei langdauernden
Messungen vielleicht auch noch während der Messung den persönlichen Fehler des Beobachters,
uni den der Beobachter die Zeitniessung zu spät beendet, ziffernmäßig mitzubestimmen,
um ihn bei dem Ergebnis der Lotung sofort berücksichtigen zu k;>nnen. Man wird natürlich
das beste Ergebnis dann erhalten, wenn man die Fehlerbestimmung bei jeder Lotung
sofort mitausführt. Nur wenn die Begleitumstände, unter denen mehrere Lotungen ausgeführt
werden, einmal ganz gleichartig sind, so rlaß eine :liiderung des persönlichen Fehlers
nicht anzunehmen ist, kann auch eine Reihe voll Lotungen hintereinander ausgeführt
«-enden, ohne daß die Fehlerbestimmung bei jeder einzelnen Lotung sofort mitzuerfolgen
braucht. Das Loten nach dem neuen Verfahren und die Bestimmung des persönlichen
Fehlers geschieht am einfachsten unter -Verwendung eines auch sonst zu Zeitmessungen
benutzten Kurzzeitmessers, der zu dieseln Zwecke mit zusätzlichen Einrichtungen
versehen werden muß. Um die Einwirkung des Beobachters auf den Kurzzeitmesser zu
ermöglichen, muß finit dein Empfangsmikrophon für das Echo eile Teleplionhörer verbunden
sein, finit dessen Hilfe der Beobachter (,las allkommende Echo wahrzunehmen vermag.
Sodann muß in den Stromkreis der Kurzzeitniesserbrense ein Kontakt eingeschaltet
werrlen, mit dessen Hilfe der Beobachter den Stromkreis der Bremse öffnen kann.
Da es dabei darauf ankommt, daß dieses voll Hand zu bewirkende Öffnen des Kontaktes,
bei dein der persönliche Fehler des Beobachters in ri.ie I@rscheinung tritt, so
zeitgellall tlll.rl kurz wie irgend möglich vor sich geht, so muß dieser Kontakt
äußerst handlich und bequem zu be-:lienen sein. Als besonders zweckmäßig hat es
sich dabei er-,viesen, den Kontakt in der in _11>1>. 8 dargestellten Weise in einem
Gehäuse von der Form einer Mehrladepistole unterzubringen. Diese Kontaktpistole,
die mit drei Kontaktstellen 26, 22, 23 ausgerüstet ist, kann mittels rles Kabels
25 in den Stromkreis det-Kurzzeitinesserbreinse eingeschaltet werden. Der- erste
Kontakt 26 dient als Hauptschalter 1.t11:1 bewirkt beim Umfassen des Pistolenkolbens,
finit rler rechten Hand niedergedrückt, rlas Eiliscli2tlten rles Pistolenkontaktes
in den Stromkreis der Bremse. Der Kontakt 22 bewirkt, in.it rleln Daumen niedergedrückt,
das Abfeuern des Lotsignales, während der Beobachter mittels des als Abzugshebel
ausgebilrIeten dritten Kontakts 23 mit dem Zeigefinger den Stromkreis der Kurzzeitniesserbremse
öffnen und die Bremse zum Einfallen bringen kann. Uin diesen Kontakt 23, auf dessen
zeitgemäße Bedienung es ankommt, so empfindlich wie möglich zu machen, wird er zweckmäßig
mit einem sogenannten »Stecher« versehen, wie er bei Jagdgewehren üblich ist. Es
genügt dann die leiseste Berührung des Kontaktes, um den Kurzzeitmesser sofort stillzusetzen.
Diese Einrichtung ist also geeignet, den persönlichen Fehler zu verringern. Das
Laufende des pistolenartigen Gehäuses ist als Kugel 24 ausgebildet. Sie dient dazu,
die Kontaktpistole mit der linken Hand zu stützen, so daß der Finger der rechten
Hand die Kontakte in bequemer und sicherer Weise abziehen und niederdrücken kann.
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Das Loten geht hiernach in der Weise vor sich, daß der Beobachter
die Kontaktpistole in die rechte Hand nimmt und das zweckmäßig als Kopfhörer ausgebildete
Abhörtelephon mit dem Ohr in Verbindung bringt. Hierauf schaltet er durch festes
Umfassen des Pistolengriffes rlen Pistolenkontakt 26 in den Stromkreis der Kurzzeitinesserbrem.se
ein und feuert nach Bedienen des Stechers 23, wenn sonst alles zum Loten klar ist,
den Lotschuß durch Niederdrücken des Kontaktes 22 mit dem Daumen der rechten Hand
ab. Durch die Einwirkung des Lotschus.ses auf das Abrangsmikrophoil wird in bekannter
Weise das Kurzzeitmesserrad in Gang gesetzt und beginnt seinen Lauf. Hierauf achtet
der Beobachter gespannt auf die Ankunft des im Telephon hörbaren Echos und beendet
bei dessen Eintreffen durch rasches Durchreißen des Abzugbügels 23 der Pistoleneinrichtung
die Lotung. Das Kurzzeitmesserrad bleibt dann stehen, und sein Zeiger zeigt die
Lotung an der Skala all.
Unmittelbar anschließend oder auch schon
vor Beginn der Lotung stellt nun der Beobachter seinen persönlichen Fehler fest.
Dies wird ebenfalls mit dem bei der Lotung benutzten Kurzzeitmesser bewirkt, .und
zwar muß der Kurzzeitmesser durch Umlegen eines Hebels so geschaltet werden und
angeordnet sein, daß sofort beim Ingangkommen eine Unterbrechung des Abgangsmagneten
und gleichzeitig im Abhörtelephon ein Knacken hervorruft, dem man nach Möglichkeit
gleiche Stärke und Klangfarbe gibt, wie das wirkliche Echo sie besitzt. Um beim
Abhören dieses künstlichen Echos die Verhältnisse den wirklichen so ähnlich wie
möglich zu machen, wird man dabei den wirklichen Echoempfänger in den Stromkreis
des Abhörtelephons mit einschalten, so daß der Beobachter bei der Fehlerbestimmung
die störenden Schiffsgeräusche genau wie vorher mit wahrnimmt. In dem Augenblick
nun, in dein der Beobachter dieses künstliche Echo hört, betätigt er genau wie vorher
bei der Lotung nach vorherigem Stechen den Abzugsbügel 23 und setzt das Kurzzeitme:sserrad
still. Würde dabei der Beobachter - was in Wirklichkeit natürlich @ nicht vorkommt
- keinen persönlichen Fehler haben, so müßte der Zeiger des Kurzzeitmessers die
Meerestiefe Null anzeigen. Da der Beobachter aber den Kontakt 23 stets mit einer
gewissen Verzögerung, also zu spät, betätigt, so bleibt der Zeiger auf dem Zeitwerk
stehen, um den der von Hand betätigte Kontakt zu spät geöffnet worden ist. Dieser
persönliche Fehler ist erfahrungsgemäß verhältnismäßig groß und entspricht durchschnittlich
etwa einer angezeigten Wassertiefe von 8o m. In manchen Fällen wird es besondere
Vorteile bieten, wenn man zur Bestimmung des Fehlers einen an sich bekannten Kurzzeitmesser
mit Kontrollvorrichtung benutzt, und zwar so, daß im Augenblick der Betätigung des
Kontrollkontaktes ein Knacken im Telephon hörbar wird, auf welches hin der Beobachter
den Kurzzeitmesser außer Gang setzt. Der gemessene Fehler gibt sich hierbei als
Differenz zwischen einer Kontrollmessung und der Messung am Kurzzeitmesser, wobei
man bei der Kontrollmessung den Kontrollkontakt vorher wieder in den Stromkreis
der Kurzzeitmesserbremse einzuschalten hat. Dieses Verfahren ist besonders zur Fehlerbestimmung
geeignet, wenn sie der Beobachter ohne Hilfe einer zweiten Person ausführen muß.
Dadurch, daß bei Zuziehung der Kontrollvorrichtung nicht durch die Ingangsetzung
des Kurzzeitmessers, sondern durch die Betätigung des Kontrollkontaktes das künstliche
Echo im Telephon erzeugt wird, gewinnt der Beobachter Zeit, sich zu sammeln und
entgeht der Versuchung, die Einwirkung zur Beendigung der Messung schon gleichzeitig
mit der Ingangsetzung des Geräts vorzunehmen.
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Will man bei der Bestimmung des persönlichen Fehlers möglichst sicher
gehen, so kann dies z. B. in der Weise geschehen, daß man unter Verwendung besonders
starker Knallpatronen eine Echolotung mit selbsttätiger In-und Außergangsetzung
des Kurzzeitmesserr ades bewirkt und gleichzeitig damit eine Lotung an einem zweiten
Kurzzeitmesser nach dem neuen Verfahren vornimmt. Man kann aber auch bei auf der
Karte als gleichbleibend angegebener Tiefe diese beiden Lotungen an demselben Kurzzeitmesser
kurz hintereinander vornehmen. Ein Vergleich der Jedesmal erzielten zwei Lotergebnisse
ergibt einwandfrei die wirkliche Größe des gemachten persönlichen Fehlers,- der
in Zeitmaß oder in Tiefenmaß ausgedrückt sein kann.
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Bei andersartigen Messungen, bei denen, wie eingangs als Beispiel
angeführt, die Messung auf ein Lichtsignal hin (z. B. Wechsel von grün und rot)
beendet werden soll, verfährt man entsprechend.
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Ein Weg, um einen möglichst kleinen persönlichen Fehler zu bekommen,
ist der, daß man den Kurzzeitmesser durch eine Mehrzahl von Beobachtern stillsetzen
läßt. Hierbei muß die Zeitmeßvorrichtung so eingerichtet sein, daß nur derjenige
Beobachter, dessen Einwirkung zuerst erfolgt, das Zeitmeßgerät außer Gang setzt.
Alle Beobachter werden also hier bestrebt sein, richtig aufzupassen und die Messung
möglichst zeitgenau zu beenden. Dieses Verfahren bietet de1 Vorzug, daß die einzelnen
Beobachter sich bezüglich der rechtzeitigen Einwirkung gegenseitig überwachen, auch
in der Richtung, ob die Einwirkung auf das richtige oder auf ein durch Verwechslung
falsches Lautzeichen hin erfolgte. Wird hierbei ein Kurzzeitmesser verwendet, der,
statt anzuzeigen, eine Niederschrift in Form einer Kurve auf berußtem Papier oder
auf photographischem Wege ausführt, so muß dieser so eingerichtet sein, daß auf
dem fortlaufenden Registrierband die Einwirkungen aller Beobachter erkennbar sind.
Unter Umständen kann es zweckmäßig sein, und eine Verringerung des persönlichen
Fehlers zur Folge haben, wenn der Beobachter das Stillsetzei des Kurzzeitmesserrades
nicht von Hand, sondern auf akustischem Wege bewirkt, indem er z. B. laut gegen
ein Mikrophon ruft und in diesem eine Widerstandänderung hervorruft, die dann ihrerseits
auf elektrischem Wege zum Öffnen des Kontaktes und zum Stillsetzei des Kurzzeitmessers
führt. Auch ein mit einem verschiebbaren Kolben versehenen und durch Hineinblasen
zu
betätigender Mundkontakt kann angewendet werden.
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Um bei Messungen langer Zeiten eine Ermüdung des Ohres durch langes
Warten auf (las Echo zu vermeiden, wird man zweckmäßig kurz vor Beendigung der Messung,
also z. B. kurz vor dem Eintreffen des Echos, ein Vorsignal geben, auf welches hin
der Beobachter seine Aufmerksamkeit besonders anspannt. Bei Echolotungen wird man
ein solches Vorsignal selbsttätig von der 1Ießvorrichtung abgeben lassen, am besten
dadurch, daß in dem Beobachtungstelephon ein anders geartetes Knacken hörbar wird,
wobei man die Abgabezeit des Vorsignals entsprechend der vermuteten Tiefe einstellt.
Statt dessen kann man auch ein optisches Vorsignal (Aufleuchten einer Lampe usw.)
benutzen.
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Da die Erzeugung eines bloßen Tones von genügender Kraft an Bord eines
sich in Fahrt befindlichen Schiffes schwierig ist, ein Ton aber anderseits inmitten
der Schiffsgeräusche besser erkennbar ist als ein Knall, so kann erfindungsgemäß
so verfahren werden, daß unmittelbar in der Nähe eines Klangkörpers (Glocke oder
Klangplatte) ein Knall erzeugt wird, der den Klangkörper mit in Schwiiigung versetzt.
Man erhält dadurch einen Knall, der scharf einsetzt und augenblicklich an einem
Ton gefolgt wird, d. 1i. ein Schallgebilde, das die Vorzüge eines Knalles mit denen
eines Tones vereinigt. Dadurch wird die Unterscheidung eines solchen Klanggebildes
inmieen lauter -N ebergeräusche besonders leicht. Der scharfe Einsatz des Knalles
gestattet dabei dem Beobachter, die Zeitmeßvorrichtung sehr zeitgenau zu bedienen.
Man kann eine derartige Gebervorrichtung in die Bordwand einbauen, sie über Bord
hängen oller sie sonstwie zu Wasser bringen. Zur Erzeugung der gleichzeitigen Knall-
und Tonwirkung kann man sich z. B. eines Gewehres oder einer Patrone bedienen, die
mit einer Glocke verbunden sind. Zwei Ausführungsmöglichkeiten eines derartigen
Gebers zeigen die Abb. i und z, bei denen in einem glockenartigen Körper Knallpatronen
mit Brennzünder angeordnet sind. Statt dessen kann auch die Patrone selbst ganz.
oder teilweise ausgebildet sein wie ein Klangkörper, so daß gleichzeitig mit dem
Knall selbsttätig ein Ton hervorgerufen wird. Die Ausbildung -derartiger, einen
Knall und einen Ton erzeugender Geberpatronen ist auch noch so möglich, (laß man
die bei der Verbrennung des Pulvers sich bildenden Gase beim :\.usströmen ein pfeifendes
Geräusch hervorbringen läßt. Dabei kann man die Patrone so ausbilden, daß diesem
Geräusch am Ende ein Knall folgt, wobei der eine Satz zweckmäßig den anderen zur
Entzündung bringt. Bei dieser Art von Lotsignalen kann der Ton zugleich als Vorsignal
dienen für den darauffolgenden, die Messung beendenden Knall. Man kann weiter die
Patrone auch so ausbilden, daß sie einen Hohlraum besitzt, der mit Druckgas gefüllt
und verschlossen ist und neben dem ein Knallsatz angeordnet ist, der durch seine
Zerknällung eine Öffnung freilegt oder schafft, in welcher die austretenden Gase
ein pfeifendes Geräusch erzeugen, wobei in der Ausströmeöffnung zur Steigerung der
Kraft des Tones eine besondere Pfeife oder Sirene vorgesehen sein kann. Bei Benutzung
solcher Patronen wird es für Echolotungen vorteilhaft sein, wenn man sie mit einem
Zeitzünder versehen ins Wasser wirft, da alsdann besondere Zündkabel und ähnliche
Vorrichtungen entbehrlich werden.
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Die beschriebene Vorrichtung kann auch dazu benutzt werden, um die
Eignung des Schiffspersonals zur Ausführung von Ohrlotungen zu prüfen. In diesem
Falle verfährt der Prüfende, z. B. der Kapitän, in der Weise, ciaß er das künstliche
Lotsignal erzeugt und daß auf dieses hin der Prüfling die Zeitmeßv orrichtung außer
Gang setzt. Durch mehrfache Wiederholung dieser Prüfung wird man leicht entscheiden
können, ob der Prüfling überhaupt zur Ausführung von Ohrlotungen geeignet ist oder
vielleicht nur vorübergehend (z. B. nach Alkoholgenuß) dazu außerstande ist.
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Zweckmäßig ist es auch für den Kapitän, sei es der augenblicklichen
Wichtigkeit einer Lotung wegen, sei es, um den Beobachter zu kontrollieren, zu solchem
Zweck in folgender Weise zu verfahren. Sowohl der Beobachter, in diesem Fall der
Kapitän, wie die zu kontrollierende Person benutzen bei der vorzunehmenden Lotung
je ein getrenntes Teleplion, dabei wird in beiden Telephonen gleichzeitig das Echo
hörbar. In dem Augenblick nun, in dem der Beobachter die Messung beendet, wird im
Telephon der Kontrollperson ein Knacken hörbar. Diese vermag sich daher ein Urteil
darüber zu bilden, einmal ab der Beobachter wesentlich tu früh oder zu spät auf
die Meßv orrichtung eingewirkt hat, dann aber, ob vielleicht das Echo vom Prüfling
mit einem falschen Signal oder einer Störung verw echselt wurde, da im Kontrolltelephon
auch dann noch das Echo hörbar wird, wenn der Beobachter durch Verwechselung auf
ein anderes Signal hin die Zeitmeßvorrichtung bereits außer Gang gesetzt hatte.
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Das neue Zeitmeßverfahren in seiner Anwendung auf Echolotungen, das,
wie oben erwähnt, geeignet ist, den Meßbereich eines gewöhnlichen Lotgeräts bis
auf die großen Tiefen zu erweitern, gestattet nun, ein Zeitn
ießgerät
zu hauen, ' mit welchem man von den kleinsten bis zu den größten Tiefen loten kann,
und zwar, soweit kleine Tiefen in Betracht kommen, dadurch, daß das Echo selbsttätig
den- Kurzzeitmesser außer Gang setzt, während man bei größeren Tiefen nach Umschalten
das Gerät mittels des Ohrlor.-verfahrens von Hand stillsetzt. Die Einrichtung eines
solchen Gerätes ist in Abb. 3 und d. dargestellt. Es kennzeichnet sich äußerlich
dadurch, daß es drei Skalen a; b
und c (Abb. ¢) besitzt, von denen
a und b
auswechselbar und für das betreffende Schiff in Tiefenmeter
geeicht sind. Auf diesen beiden Skalen spielen Lichtzeiger, die von zwei elektrischen
Lampen ,ausgehend durch auf der Achse des Kuräzeitmesserrades i sitzende Spiegel
17, 18 zurückgeworfen werden. Man wird diese Skalen vorteilhaft sö einrichten, daß
man einen möglichst großen Skalenteil j e Meter Wassertiefe erhält, um bei kleinen
Tiefen ein möglichst genaues Latergebnis zu erzielen. Die eine der Skalen kann außerdem
mit einer besonderen Teilung zur Ablesung der Fehlerbestimmung versehen sein, wenn
man es nicht vorzieht, sie nur zu diesem Zwecke zu verwenden. Außerdem besitzt das
Gerät eine Skala c, an welcher eine Gradteilung sichtbar ist. An dieser läßt sich
die Winkelverdrehung des Kurzzeitmeßrades ablesen, das als eine mit Teilung versehene
Glasscheibe 16 ausgebildet ist. Zur Beleuchtung der Gradteilung der Scheibe 16 dient
eine kleine Lampe ig; die Gradteilung selbst wird unter Benutzung eines Objektivs
2o und eines Spiegels 21 auf (las Mattscheibenfenster c geworfen: Die Skala c, an
der in Graden jede Winkelverdrehung des Systems abgelesen werden kann, soll in der
Hauptsache erst dann benutzt werden, sobald eine Ablesung an den Skalen a und b
zufolge zu großer W inkelv erde ehung nicht mehr möglich ist.. Sie ist in der Hauptsache
für die Ausführung von Ohrlotungen auf großen Tiefen bestimmt. Gleichzeitig wird
man einen solchen Kurzzeitmesser in der oben beschriebenen `;eise mit einem zeitmachenden
Kontrollsystem - zusammenarbeiten lassen, um es einerseits bei der Fehlerbestimmung
zu benutzen, anderseits es aber mit einer einstellbaren Kontaktvorrichtung und diese
mit einem Relais zusammenarbeiten zu lassen, das dazu dient, den Echoempfänger bei
Echolotungen aus den schon erwähnten Gründen der Abschirmung erst eine bestimmte
Zeit nach Signalabgabe in den Stromkreis der Kurzzeitmesserbremse und in den- Telephonstromkreis
des Beobachters einzuschalten.
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In Abb. 5 und 6 ist eine Vorrichtung zur Ausführung des Echolotverfahrens
dargestellt, bei der als -Zeitnießgerät eine niederschreibende Vorrichtung benutzt
wird. Gerade diese Form von Zeitmeßgeräten ist .aus zwei Gründen sehr praktisch
für den Bordbetrieb, nämlich weil sie einmal verhältnismäßig billig herzustellen
ist, trotzdem sie mit einer relativ großen Zeitgenauigkeit arbeitet, und außerdem
über die ausgeführten Lotungen einen Beleg liefert. Das zu beschreibende Band trägt
eine Skala, so daß man, ohne die Anzahl der niedergeschriebenen Schwingungen auszählen
zu müssen, das ,Jeßergebnis sofort ablesen kann. Die Skala kann auf den zur Niederschrift
benutzten Registrierstreifen mitphotographiert werden oder aufgedruckt sein, je
nachdem man eine optische oder mechanische Niederschrift wählt. Statt einer sonst
üblichen Stimmgabel wird eine Blattfeder i von einem Magneten 2 gespannt. Sie schreibt,
freigegeben, ihre Schwingungen auf einer Schreibfläche 3 durch eine Schreibfeder
4 nieder, wobei sich die Schreibfläche während der Niederschrift in der Richtung
des Pfeiles bewegt. Ein Magnet 5 arbeitet mit einem Anker6 zusammen, um einerseits
die Schreibfeder 4 mit dem notwendigen Druck, der durch einen Widerstand 7 geregelt
werden kann, an der Papierfläche anliegen zu lassen, anderseits aber dient dieser
Magnet dazu, bei Eintreffen des Echos die Niederschrift zu unterbrechen. Man kann
statt dessen auch auf magnetischem Wege anders auf die Feder einwirken, so daß die
Niederschrift irgendeine sichtbare Veränderung erleidet. Man kann auch die Schreibfeder
dadurch'abheben, daß man den Magnet Über die Feder setzt. Am zeitgenauesten aber
wird eine solche Registrierung dann, wenn man die Schreibfeder aus gespannter Stellung
plötzlich fortschnellen läßt. Will man die Schwingungsvorrichtung, die auch in beliebig
anderer Weise ausgebildet sein kante, z. B. als ein Schwerkraftpendel, nicht dauernd
schwingen lassen, sondern gleichzeitig mit oder durch die Abgabe des Signales in
Gang setzen, dann empfiehlt es sich, auch hier die Schwingungsvorrichtung, wenn
sie z. B. aus einer Feder besteht, vorzuspannen, und die Niederschrift aus - dieser
vorgespannten Stellung beginnen zu lassen. Man erhält so eine recht saubere und
immer am gleichen Punkte ohne Anlauf beginnende Niederschrift. Erst dadurch wird
es inöb lich, auf die Schreibfläche eine Skala aufzudrucken, die beispielsweise
wie in Abb. 6 ,die Tiefenwerte um 5o m steigend aufgedruckt besitzt. Stellt man
nun die Schwingungszahl der Feder i so ein, daß eine Schwingung genau der Echozeit
für ioo m entspricht, wobei man die feinen. Regelungen
durch Verschicbeii
Klos Laufgewichtes $ vornehmen kann, und berücksichtigt man dabei, ,laß slic: Walze
d, die den Papierstreifen in Bewegung setzt, eine gewisse Zeit braucht, tim den,
Papierstreif:#ti eine gleichbleibt#li,le Geschwindigkeit zu erteilen, so kann nian
diese 'Niederschrift in Form einer Kurve erhalten, deren Länge ohne -weiteres sofort
an der Teilung ausweribar ist. Bedingung ist dabei, claß sowohl rlie Schwingungsvorrichtung
wie auch die Schreibfläche im gleichen _@tige nblick. z. B. durch Signalabgabe,
selbst in Gang gesetzt werden. Die Regelvorrichtung 8 kann auch dazu benutzt werden,
die Schwingungszahl der Feder i z. B. entsprechend den Temperatur- und SaIzgehaltsandertinaen
einzustellen. in welchem Falle inan dann eine andere vorgedruckte Skala oder eine
Schreibfläche ohne Skala benutzt. Der Antrieb der Achse g muß mit einer Regelvorrichtung
versehen sein, damit man die Geschwindigkeit der Schreibfläche genau den Zeitw erteil
der Schwingungsvorrichtung anpassen kann, so daß z. B. je eine Schwingung mit dein
aufgedruckten Skalenwert von io oder ioo in Tiefe iih-reinstimmt. Da bei Messungen
großer horizontaler Entfernungen ()der heim Erloten sehr großer Wassertiefen --oll
nahezu 10 ooo in längere Zeiten verfließen, so empfehlt es sieh, die Schwingungsvorrichtung,
nachdem sie aus der gespannten Stellung in Gang gesetzt -worden ist, was bei kleinen
Tiefen z. B. einfach durch Ausrücken einer die gespannte Feder haltenden- Klinke
geschehen kann, durch zusätzliche Kräfte irgendwelcher Art dauernd in (lang; zu
halten, am besten so, daß die größte anfängliche Schwiligungsweite ohne Änderung
erhalten bleibt. Abb. 7 zeigt eine solche @`orrichtung. In derselben sind die Schreibfeder
und die Schreibfläche fortgelassen. die Feder i ist vor Beginn der Mes-,'ling w0111
Magneten 2 dauernd angezogen, und dadurch gespannt. Im Stromkreis des Magneten 2
liegt nun ein Kontakt, der zwischen Schraube io und Feder ii oder zwischen rlen
Punkten 12 und 13 gebildet «erden kann. In der ursprünglichen Stellung findet die
Kontaktbildung nur zwischen 1.3 und 13 statt. Wirkt nun aber bei Abgabe des Schallsignales
;lieses auf das -Mikro-Z, _Il ein, dann wird ein Magnet i-;. nadurch stromlos gemacht,
wodurch sich eine Feder 13, die mit Selbstunterbrechung arbeitet, entspannt. Dadurch
wird der Kontakt 12. 13 geöffnet, und die Feder i schnellt 1o;. Sie stellt dabei
iin Verlaufe ihrer Schwingungen den Kontakt zwischen io und ii her und sch-vingt
fort wie der Klöppel einer elektrischen Glocke, da der Kontakt zwischen 12 und 13
dauernd geöffnet bleibt. Die Str;inie sind den Batterien R und BI entnommen.
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Ist auf kleinen Tiefen die Echolotung nach dem neuen Verfahren angebracht,
so kann auf großen Tiefen zufolge der großen Echozeit der Beobachter nicht nur die
Messung im Augenblick des Echoempfanges beenden, sondern sie auch bei Abgabe des
Signals durch eine Einwirkung seinerseits beginnen, wie es bei Gebrauch von Stoppuhren
bereits bekannt ist. An sich könnte es so scheinen, als ob bei einem solchen Verfahren
der dabei V(In geiten des Beobachters gemachte persönliche Fehler praktisch überhaupt
nicht in Erscheinung treten könnte, -weil er zu Anfang tuid zu Ende der Messung
vorkommt und deshalb aus dem-Messtingsergebnis verschwindet, da die Messung ebensoviel
zu spät begonnen wird, wie sie zu spät beendet -wird. Diese Annahme erweist sich
iedoch in vielen Fällen als ein Irrtilni. Die Überlegung wäre nur dann richtig,
-wenn der zu Beginn und bei Beendigung gemachte Fehler gleich groll wäre. Dagegen
spricht nun aber nach den eben gemachten Ausführungen alles, nämlich einmal - die
während der Echolotung eingetretene Ermüdung des Ohres, dann -Unterschied zwischen
Signalstärke und Echostärke und endlich die eingetretene Herabsetzung der Aufmerksamkeit
und anderes mehr. Man erhält aber sofort ein brauchbares Ergebnis, wenn man bei
solchen Lotungen mit Doppelbetätigung die zu Anfang und am Ende gemachten Fehler
auch wieder gemäß der Erfindung in ihrer Größe bestimmt und bei der Messung berücksichtigt.