DE462080C - Kurzzeitmesser fuer Echolotungen - Google Patents

Description

• 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.

Claims (7)

1. PATE NTAXsrr,ÜciiE: i. Kurzzeitmesser für Echolotungen in flüssigen und gasförrnigen Medien, 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 versehene, die gelotete Tiefe direkt anzeigende Vorrichtung einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die das Lotergebnis anzeigenden Mittel von der Massewirkung der Schwungscheibe unabhängig gemacht sind.
2. 2. Kurzzeitmesser nach Anspruch i, bei welchem die Schwungscheibe durch das erstmalige Einwirken des Schalles in Gang gesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in bei ballistischen Pendelchronographen bekannter Weise nur der durch Reibung von der Schwungscheibe mitgenommene, an einer festen Skala entlanglaufende Zeiger durch das Echo stillgesetzt wird, während die umlaufende Schwungscheibe bis zu einem festen Anschlag durchläuft.
3. 3. Kurzzeitmesser nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufende Schwungscheibe dauernd in Gang bleibt, und daß durch die Abgabe der Schallwelle ein an einer festen Skala angeordneter Zeiger vorübergehend mit der Achse der Schwungscheibe gekuppelt und nach Zurücklegen der Meßstrecke durch das Echo wieder entkuppelt wird. q..
4. Kurzzeitmesser nach Anspruch i mit einer dauernd umlaufenden Schwungscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Zeiger vorgesehen sind, von denen der eine durch die Abgabe der Schallwelle und der andere durch das Echo mit der Achse der mit einer Gradeinteilung versehenem Schwungscheibe gekuppelt wird, und daß beide Zeiger mit der Schwungscheibe bis zu einem die Schwungscheibe stillsitzenden Anschlag durchlaufen.
5. 5. Kurzzeitmesser nach Anspruch i, bei welchem die Schwungscheibe durch das erstmalige Einwirken des Schalles in Gang gesetzt wird und bis zu einem festen Anschlag durchläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwungscheibe nach Art eines Ziffernblattes in der Nähe ihres Randes mit einer Ziffernreihe oder Skala versehen ist, und daß das Echo (durch Auslösung eines elektrischen Funkens oder mittels einer schwingenden Linse o. dgl.) eine Augenblicksbeleuchtung derjenigen Stelle der Schwungscheibe hervorruft, die sich beim Eintreffen des Echos dort befindet, wo vor Ingangsetzen der Schwungscheibe die Zahl Null der Ziffernreihe oder Skala stand.
6. 6. Kurzzeitmesser nach Anspruch i und .I mit einer dauernd umlaufenden Schwungscheibe, die mit einer Skala oder Ziffernreihe versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl durch die Schallabgabe als auch durch das Echo eine Augenblicksbeleuchtung hervorgerufen wird, so daß zwei Ahlesungen an der Skala der Schwungscheibe erfolgen können, deren Differenz die gelotete Tiefe oder Höhe ergibt.
7. 7. Kurzzeitmesser nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung des Kurzzeitmessers unter dem Einfluß eines besonderen Triebwerkes der Bewegung des schwingenden oder drehenden Systems nacheilt, bis sie gegen einen Anschlag des am Schlusse der Messung abgebremsten Systems stößt. S. Kurzzeitmesser nach Anspruch i, bei welchem die mit einer Ziffern- oder Gradeinteilung versehene Schwungscheibe durch das erstmalige Einwirken des Schalles in Gang gesetzt wird und bis zu einem festen Anschlag durchläuft, dadurch gekennzeichnet, daB durch das Echo (auf chemischem, optischem, thermischem, elektrischem oder mechanischem Wege) auf der Schwungscheibe an derjenigen Stelle,. wo sich vor ihrem Ingangsetzen der Nullpunkt der Scheibe befand, eine dauernde oder nach einiger Zeit wieder verschwindende Marke erzeugt wird, welche ein Ablesen des von der Schwungscheibe durchlaufenden Drehwinkels und damit der geloteten Tiefe oder Höhe ermöglicht.