DE542483C - Vorrichtung zur Richtungsbestimmung von Schallwellen - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Richtungsbestimmung von Schallwellen Man hat bereits vorgeschlagen, die Richtung von Schallwellen, insbesondere unter Wasser, mit Hilfe mehrerer gerichteter Empfänger zu bestimmen, die in einem bestimmten Winkel zueinander angeordnet sind. Die von diesen Empfängern erzeugten Ströme werden nach Art des in der drahtlosen Telegraphie bekannten Goniometers mit Hilfe mehrerer Spulen zusammengesetzt. Aus der Richtung des resultierenden Feldes kann man auf die Richtung der ankommenden Schallwellen schließen. Bei derartigen Anordnungen muß man die Richtung des resultierenden Feldes durch Verdrehen einer Prüfspule aufsuchen. Man hat ferner vorgeschlagen, zur Richtungsbestimmung einen Kathodenstrahloszillographen zu verwenden, auf dessen Strahl die von mehreren Empfängern kommenden Ströme unter Vermittlung von zwei festen Magnetspulen einwirken. Mit den Magnetspulen sind die Empfangsstromkreise mehrerer auf einer Geraden angeordneter, ungerichtet wirkender Empfänger verbunden. Je nach dem Phasenunterschied, mit welchem die Schallwellen nacheinander an die Empfänger gelangen, erzeugt der Kathodenstrahl eine andere Lissajoufigur. Durch Vergleich läßt sich aus der Figur der Phasenunterschied und damit indirekt die Richtung der Schallwellen bestimmen. Das Verfahren ist demnach nicht für eine unmittelbare Anzeige der Schallrichtung brauchbar und ferner nur für den Empfang einer bestimmten Tonfrequenz, nicht aber für die Richtungsbestimmung von Geräuschen verwendbar.
• Nach der Erfindung wird eine unmittelbare Richtungsanzeige sowohl bei Schallwellen einer bestimmten Frequenz als auch bei beliebigen Frequenzgemischen erhalten. Das geschieht dadurch, daß in Verbindung mit einem Kathodenstrahloszillographen zwei oder mehrere gerichtet wirkende Empfänger benutzt .werden, die in einem Winkel zueinander aufgestellt sind. Man erhält auf diese Weise einen Lichtzeiger, der durch seine Richtung unmittelbar die Richtung der aufgenommenen Schallwellen anzeigt. Die Anzeige ist jedoch zweideutig. Die Zweideutigkeit kann man beseitigen, wenn man neben den gerichteten Empfängern noch einen Empfänger nullter Ordnung verwendet und ebenfalls auf den Kathodenstrahl einwirken läßt.
• Die Abbildung zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Richtungsbestimmung auch durch Abhören ausgeführt werden kann. Mit i und 2 sind zwei um go° gegeneinander versetzte Empfänger erster Ordnung bezeichnet. 3 und q. sind Verstärker, mit deren Hilfe die von den Empfängern erzeugten Ströme verstärkt werden. 5 ist ein Kathodenstrahloszillograph. 6 und 7 sind zwei Spulen, die ebenso wie die Empfänger i und 2 um go° gegeneinander versetzt sind. Bei der Verwendung von mehr als zwei Empfängern werden die den Empfängern zugeordneten Spulen im gleichen Winkel zueinander angeordnet wie die Empfänger. Die Spule 6 wird vom Verstärker q., die Spule 7 vom Verstärker 3 gespeist. Beim Betriebe der Anlage würde ein strichförmiger Lichtfleck in der Braunschen Röhre entstehen. Die dadurch entstehende Zweideutigkeit wird mit Hilfe des Empfängers nullter Ordnung 8 beseitigt, der über den Verstärker g auf die um die Achse des Kathodenstrahloszillographen drehbare Spule io einwirkt.
• Durch das von der Spule io erzeugte Feld wird der strichförmige Lichtfleck, je ,nachdem ob die Schallwellen aus der einen vom Lichtfleck angegebenen Richtung oder aus der anderen entgegengesetzten kommen, auseinandergezogen oder aber gegebenenfalls bis zum Verschwinden verkleinert. Dadurch wird die Anzeige eindeutig. Durch Drehen der Spule io kann man die Schallrichtung, bei der sich eine Verlängerung des Lichtstrichs ergibt, auf einen bestimmten Skalenbereich verlegen.
• An Stelle der elektromagnetischen Beeinflussung des Kathodenstrahles kann natürlich auch eine elektrostatische Beeinflussung treten. Im allgemeinen wird es sich jedoch empfehlen, wenigstens den Empfänger 8 auf elektromagnetischem Wege einwirken zu lassen.
• Damit mit Hilfe der in der Abbildung dargestellten Einrichtung die Bestimmung der Richtung auch durch Abhören ermittelt werden kann, sind die Schalter 1i, 12, 13 vorgesehen, mit deren Hilfe die Empfänger i und 2 mit den Spulen 14 und 15 und der Empfänger 8 mit der drehbaren Spule 16 verbunden werden kann. Der Empfänger 8, die Spule 16 und das Telephon 17 sind in Reihe geschaltet. Wenn die Spule 16 quer zur Richtung des resultierenden Feldes liegt, so ist ein Minimum oder Maximum vorhanden, je nachdem die von dem Empfänger 8 erzeugten Ströme die gleiche oder entgegengesetzte Phase besitzen wie die in der Spule 16 vom resultierenden Feld erzeugte Spannung.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zur Richtungsbestimmung von Schallwellen unter Verwendung eines Kathodenstrahloszillographen, auf dessen Kathodenstrahl die elektrischen oder magnetischen Felder der Empfängerstromkreise einwirken, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl gerichteter Empfänger in einem Winkel zueinander aufgestellt sind und daß die durch die Schallwellen erregten Empfängerströme in an sich bekannter Weise dazu benutzt werden, ein den Kathodenstrahl beeinflussendes resultierendes Feld zu erzeugen.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer eindeutigen Richtungsanzeige außer den gerichteten Empfängern noch ein Empfänger nullter Ordnung angeordnet ist, dessen Empfängerstrom ebenfalls auf den Kathodenstrahloszillographen einwirkt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel (io), welches den vom Empfänger nullter Ordnung gelieferten Strom auf dem Kathodenstrahl zur Wirkung bringt, um die Längsachse des Kathodenstrahloszillographen drehbar angeordnet ist. q.. Vorrichtung nach Anspruch i und 2, gekennzeichnet durch eine Umschaltung der Empfängerströme von der Oszillographeneinrichtung auf eine Abhöreinrichtung, bestehend aus je einer festen Spule für die gerichteten Empfänger und einer drehbaren Spule für den Empfänger nullter Ordnung.