-
Kurzzeitmesser für Echolotungen Es ist bereits vorgeschlagen worden,
und zwar insbesondere zur Bestimmung der Wassertiefe, von einem Schiff aus mittels
der Echolotung die Schallzeit in der Weise festzustellen, daß man zu Beginn der
Schallzeitmessung von der Schallwelle im Augenblick ihres Entstehens über ein Mikrophon
einen Kurzzeitmesser mit umlaufender Schwungmasse in Gang setzen läßt, wobei sich
ein auf der Achse der Schwungmasse sitzender und mit der Schwungmasse umlaufender
Zeiger an einer festen Skala entlang bewegt, während der zurückkehrende Echoschall
dazu benutzt wird, ebenfalls über ein Mikrophon die Schwungmasse des Kurzzeitmessers,
z. B. mittels einer Bremse, stillzusetzen, so daß man bei geeigneter Skaleneinteilung
mittels des gleichzeitig mit der Schwungmasse stillgesetzten Zeigers an der zugehörigen
Skala die gelotete Tiefenentfernung unmittelbar abmessen kann.
-
Bei dieser Art der Schallmessung kann mit einem genauen Ergebnis aber
nur dann gerechnet werden, wenn es gelingt, die Schwungmasse des Kurzzeitmessers
mit Hilfe des Abgangs- und Echomikrophones zeitgenau in und außer Gang zu setzen.
Ersteres wird bei den Behmkurzzeitmessern dadurch erreicht, daß eine Schwungscheibe
mittels einer sich bei Schallabgabe selbsttätig auslösenden und entspannenden Feder
mit geringster Auflaufzeit in rasche Umdrehungen versetzt wird. Schwieriger ist
dagegen das zeitgenaue Stillsetzen der Schwungscheibe. Deren Masse darf nämlich
nicht zu klein gewählt werden, damit sie mit möglichst gleichförmiger Geschwindigkeit
umläuft und geringe Widerstände, die niemals ganz zu vermeiden sind, ohne Beeinträchtigung
der Genauigkeit ihres Ganges zu überwinden vermag. Die Folge hiervon ist, daß beim
Anhalten einer derartigen Schwungmasse, * z. B. mittels einer Bremse, infolge der
plötzlich zu vernichtenden großen lebendigen Kraft ein gewisses Überdasz_ielschießen
der Schwungmasse nicht zu vermeiden ist. Es ergeben sich infolgedessen leicht Fehler
in der Messung.
-
Zweck der Erfindung ist nun, diesen Übelstand zu beseitigen, und dieser
Zweck wird der Erfindung gemäß dadurch erreicht, daß die Anzeige des Lotergebnisses
durch Hilfsmittel erfolgt,- welche von der Massewirkung der Schwungscheibe unabhängig
sind.
-
Die hierbei anzuwendenden Mittel können verschiedener Art sein. Man
kann z. B. so verfahren, daß man einen körperlichen Zeiger oder einen Spiegel, der
einen Lichtzeiger erzeugt, mit der Achse der Schwungscheibe durch bloße Reibung
so gekuppelt, daß er in der Ruhelage der Schwungscheibe auf den -Nullpunkt einer
festen Skala zeigt, und daß man die Schwungscheibe samt dem Zeiger durch die erstmalige
Einwirkung des Schalles auf eine Abschnellfeder in Umlauf versetzt und alsdann den
Zeiger allein durch Einwirkung des Echos stillsetzt, während die
Schwungscheibe
bis zu einem festen Anschlag weiterläuft. Die Stellung des Zeigers zur Skala gibt
dann den Winkelausschlag bz-w. bei entsprechend gewählter Teilung die Tiefe oder
Höhe der vorgenommenen Lotung an.
-
Unter Umständen kann es auch zweckmäßig sein, eine dauernd umlaufende
Schwungscheibe zu verwenden. Man wird dann den Zeiger der Anzeigevorrichtung bei
Abgabe der Schallwelle mit dem Laufwerk kuppeln und nachdem die Schallwelle die
Meßstrecke durchlaufen hat, den Zeiger wieder auskuppeln. Die Strecke, die der Zeiger
dann vom Nullpunkt einer festen Skala aus durchlaufen hat, dient als Vergleichswert
für diese Messung.
-
Endlich kann man bei dauernd in Gang befindlicher Schwungscheibe sowohl
durch die Abgabe der Schallwelle als auch durch die Ankunft nach zurückgelegter
Meßstrecke je einen Zeiger o. dgl. mit dem umlaufenden System kuppeln und diese
zusammen mit der Zeitmeßvorrichtung bis zu einem festen Anschlag durchlaufen lassen.
Die Differenz zwischen den beiden Zeigerstellungen dient dann in Verbindung mit
einer auf der Schwungscheibe anzubringenden Skala als Vergleichswert für die Messung.
-
Wenn man derartige mechanische Zeitmeßinstrumente auch leicht so ausgestalten
kann, daß für normale Lotungen das Ein- bzw. Auskuppeln der Anzeigevorrichtung auf
den Gang des Zeitmessers und damit auf das Lotergebnis keinen allzu merklichen Einfluß
ausübt, so ist ein solcher doch immerhin vorhanden. Für besonders genaue Messungen
ist es daher empfehlenswert, sich einer anderen Einrichtung zu bedienen, und zwar
kann dies der Erfindung gemäß z. B. in der Weise geschehen, daß die "Urschallwelle
eine umlaufende Schwungscheibe mit Zifferblatt oder Skala in Gang setzt, während
die Ankunft der Schallwelle am Ende der Meßstrecke bzw. das Echo beispielsweise
durch Auslösen eines elektrischen Funkens oder mit Hilfe einer schwingenden Linse
eine Augenblickbeleuchtung derjenigen Stelle der Schwungscheibe hervorruft, die
sich bei Eintreffen des Echos dort befindet, wo vor dem Ingangsetzen der Schwungscheibe
die Zahl Null der Skala oder Ziffernreihe stand. Der den Kurzzeitmesser Bedienende
wird infolgedessen die Skala einen Augenblick hell beleuchtet sehen. Auf diese Weise
wird für das Auge des Beobachters gewissermaßen die Eigenbewegung der umlaufenden
Skala ausgeschaltet und der Eindruck erweckt, als ob die Skala während der Beobachtung
stillgestanden hätte. Eine derartige Ablesung ist sehr einfach und genau, und trotz
der kurzen Beobachtungszeit gut wahrnehmbar, weil das grell beleuchtete Bild der
Skala im Auge einen über die Beobachtungszeit hinaus andauernden Lichteindruck hervorruft.
-
Bei Verwendung eines dauernd umlaufenden Zeitmessers kann man gegebenenfalls
sowohl durch die Schallabgabe als auch durch die Schallankunft je eine Momentbeleuchtung
hervorrufen, so daß der den Apparat Bedienende in der Lage ist, an der Skala oder
Ziffernreihe der Schwungscheibe zwei Ablesungen nacheinander zu machen, deren Skalendifferenz
den gemessenen Höhen- oder Tiefenwert der Lotung ergibt.
-
Eine weitere Art, jede störende Beeinflussung *des die Zeit messenden
Systems durch die Anzeigevorrichtung zu vermeiden, besteht der Erfindung gemäß darin,
daß die Anzeigevorrichtung unter dem Einfluß eines beliebigen besonderen Triebwerkes,
beispielsweise eines Uhrwerkes, steht, das ihm eine langsamere Bewegung erteilt,
als sie das System selbst ausführt. Infolgedessen wird die Anzeigevorrichtung dem
System nacheilen, bis sie gegen einen Anschlag des am Schlusse der Messung abgebremsten
Systems stößt und den Meßwert erkennen läßt. Hierbei kann die Einrichtung so getroffen
sein, daß sowohl das System selbst als auch die Anzeigevorrichtung = durch _, die
originäre Schallwelle in Gang gesetzt werden. Dreht man dann den Apparat auf den
Nullwert zurück, so nimmt der Anschlag die Anzeigevorrichtung ebenfalls mit zurück,
der Apparat ist sofort wieder gebrauchsfähig.
-
Schließlich kann man auch so verfahren, daß zu Beginn der Messung
durch die Schallabgabe einer mit-Ziffern- oder Skala versehenen Schwungscheibe_-in
zeitgenaue Bewegung versetzt wird, während das Echo auf chemischem, optischem, thermischem,
mechanischem, elektrischem oder beliebig anderem Wege, _ z. B. mittels Durchschlagwirkung
eines elektrischen Funkens, oder durch Momentbeleuchtung einer der mit Leuchtfarbe
aufgetragenen Ziffern auf der Skala der Schwungscheibe eine bleibende oder nach
gewisser Zeit wieder verschwindende Marke erzeugt, worauf die Skala bis zu einem
festen Anschlag weiterläuft, und ein Ablesen der geloteten Tiefe nach beendeter
Messung ermöglicht wird. Auch diese Art des Verfahrens hat den Vorteil, daß die
Anzeigevorrichtung selbst mit dem die Zeit messenden umlaufenden System in keiner
unmittelbaren Verbindung steht, die Gleichmäßigkeit des Laufes der ersteren also
durch die letztere nicht beeinflußt wird.
-
Bei allen diesen eben angeführten Arten der Messung ist als Vergleichswert
ein sich in gleichen Zeitabschnitten um gleiche Winkel verdrehendes oder schwingendes
System angenommen,
das durch die Schallabgabe bzw. Schallankunft
in Gang gesetzt bzw. stillgesetzt wird, oder in Verbindung mit welchem, sei es durch
Ein- bzw. Auskuppeln von besonderen Anzeigevorrichtungen oder durch Augenblicksbeleuchtungen,
derVergleichswert festgelegt wird, der der Zeit entspricht, die die Schallwelle
braucht, tun die Meßstrecke -rurückzulegen.
-
Es sei noch darauf hingewiesen, daß man sich in der Ballistik bei
der Feststellung der Geschwindigkeit von Geschossen eines mit »Pendelchronograph«
bezeichneten Apparates bedient hat, der darauf beruht, daß ein schweres Pendel,
«-elches durch einen Elektromagneten in angehobener Lage festgehalten wird. beim
Durchschießen eines stromführenden Metallgitters infolge Stromlosmachen des Haltemagneten
ausschwingt und dabei einen auf seiner Achse sitzenden Zeiger durch Reibung mitnimmt,
worauf beim Durchschießen eines zweiten stromdurchflossenen Gitters der Zeiger auf
elektromagnetischem Wege zum Stillstand gebracht wird. Auch ist es ebenfalls in
der Ballistik bekannt, die Geschwindigkeit von Verschlußteilen einer Schußwaffe
auf photographischem Wege unter Beleuchtung der Teile durch eine elektrische Funkstrecke
festzustellen. Die Erfindung liegt in der L'bertragung derartiger, seit langem bekannten
Methoden auf Kurzzeitmesser für Echolotungen, bei welchem eine Schallwelle bei ihrer
Abgabe erstmalig und nach Durchlaufen der zu messenden Strecke zum zweiten Male
auf eine mit einer gleichförmig umlaufenden Schwungscheibe versebenen, die Zeit
direkt anzeigende Vorrichtung einwirkt.