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Verfahren zur Benutzung einer Unterwasserschallsignalanlage für Echolotungen
Für die Erzeugung von Schallsignalen für Echolotungen hat man bisher meist besondere
Schallsender benutzt, die am Schiffsboden angeordnet wurden. Es ist auch schon vorgeschlagen
worden, eine lotrechte Gruppe von Schallsendern, die für die Durchführung eines
Signalverkehrs in waagerechter Richtung am Schiff vorgesehen sind, für Echolotzwecke
zu benutzen. Hierfür mußte der Träger der lotrechten Sendergruppe entweder in eine
waagerechte Lage gebracht werden, oder es mußten vor die Schwinger besondere Verzögerungseinrichtungen
vorgeschaltet werden, um die Richtwirkung der Gruppe aus der waagerechten Richtung
in die lotrechte zu verlegen.
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Gemäß der Erfindung wird ein besonders einfaches Verfahren angegeben,
nach dem man eine auf einem Schiff vorhandene Signalverkehrseinrichtung für Lotzwecke
benutzen kann. Diese Signalverkehrseinrichtungen besitzen gewöhnlich eine oder mehrere
Gruppen von Schwingern, die entweder an einem schwertförmigen Träger am Schiffsboden
oder unmittelbar in der Außenhaut des Schiffes an Backbord- und Steuerbordseite
im wesentlichen in einer lotrechten Linie angebracht sind. Wenn nun, wie dies häufig
der Fall ist, die Schwinger einen gegenseitigen Abstand von einer halben Wellenlänge
des verwendeten Signaltones haben, so wird gemäß der vorliegenden Erfindung die
Umlegung der Richtwirkung der Schwingergruppe von der waagerechten in die lotrechte
Richtung dadurch bewirkt, daß Mittel vorgesehen sind, um die Phase jedes zweiten
Schwingers der Gruppe umzukehren. Während nämlich bei gleichphasigem Betriebe aller
Schwinger sich ihre Wirkungen in waagerechter Richtung addieren, findet nach der
Umkehrung der Phase jedes zweiten Schwingers eine Addition der Wirkungen in lotrechter
Richtung statt.
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Die Umkehrung der Phase jedes zweiten Schwingers der Gruppe kann in
der Weise geschehen, daß man bei polarisierten Schwingern die Polarisation umkehrt,
also z. B. bei elektromagnetisch erregten Schwingern die Richtung des Polarisationsstromes
umkehrt, der die Magnetspule des Schwingers durchfließt. Man kann aber auch so vorgehen,
daß man die Schwinger induktiv mit der Wechselstromquelle oder dem Anzeigegerät
verbindet und die Umkehrung der Phase jedes zweiten Schwingers durch umgekehrte
Polung der Primär- bzw. Sekundärwicklung der Induktionsspule
bewirkt.
Hat man zwei Gruppen von Schwingern am Schiff zur Verfügung, z. B. eine Backbord-
und eine Steuerbordgruppe, so wird zweckmäßig die eine als Sender-, die andere als
Empfängergruppe verwendet. Man hat hierbei den besonderen Vorteil, daß die Empfängergruppe
gegen die Sendergruppe durch den Schiffskörper abgeschirmt ist, so daß die ausgesandten
Schallsignale die Empfänger nicht auf direktem Wege erreichen können, sondern nur
nach erfolgter Reflexion am Meeresboden. Ist nur eine Gruppe von Schwingern vorhanden,
so kann man diese in zwei Gruppen unterteilen und die eine für die Aussendung, die
andere für den Empfang benutzen.
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Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung beispielsweise und schematisch
veranschaulicht.
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Es stellen i bis 4 die Membranen von vier Schwingern dar, welche in
lotrechter Gruppe in Abständen von einhalb Wellenlänge des Signaltones voneinander
angeordnet sind. Die Schwinger werden beispielsweise elektromagnetisch durch Elektromagnete
5, 6, 7, 8 betrieben. Diese Elektromagnete besitzen in der Nähe der Membranen eine
Wechselstromspule g bis 12 und am anderen Ende des Magneten eine Gleichstromspule
13 bis 16: Die Wechselstromspulen g bis 12 'der Schwinger sind beispielsweise
in Reihe geschaltet und enthalten in ihrem Stromkreis eine Wechselstromquelle bzw.
eine Anzeigevorrichtung i7. Ein Schalter bzw. Taster 18 dient zum Ein-und Ausschalten
dieses Kreises. Die Gleichstromspulen 13 bis 16 der Elektromagnete sind paarweise
in Reihe geschaltet, und zwar ist- die Spule 13 des Schwingers i mit der Spule 15
des Schwingers 3 in Reihe geschaltet, während die Spule 14 des Schwingers 2 mit
der Spule 16 des Schwingers ¢ in Reihe geschaltet ist. Diese Spulen werden von Gleichstrom
durchflossen, der von der Batterie ig geliefert wird. Die Spulen 13 und 15 sind
direkt an den Plus- und Minuspol dieser Batterie angelegt, während die parallel
dazu liegenden Spulen 14 und 16 über einen Umschalter 2o mit den Polen der Batterie
verbunden sind. Dieser Schalter ermöglicht es; die Stromrichtung in den hintereinandergeschalteten
Spulen 14 und 16 wahlweise umzukehren.
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Fließt der Gleichstrom durch die Spulen 14 und 16 beispielsweise in
derselben Richtung wie durch die Spulen i3 und 15, d. h. ist der Schalter 2o in
die Stellung S für Signalgebung gebracht, so sind alle vier Schwingergleichsinnig
polarisiert. Wird von der Wechselstromquelle 17 durch die Spulen g bis 12 beispielsweise
ein Wechselstrom hindurchgeschickt, so schwingen alle vier Membranen der Schwinger
gleichphasig, und es entsteht ein Schallfeld, das im wesentlichen waagerecht gerichtet
ist und seine maximale Wirkung in der Richtung des Pfeiles A hat. Wird dagegen der
Schalter :2o in die Stellung L für Lotung umgelegt, so durchfließt der Gleichstrom
der Batterie ig die Spulen 14 und 16 in umgekehrtem Sinne wie die Spulen i3 und
15. Die Phase der Schwinger 2 und 4 ist infolgedessen gegen die Phase der Schwinger
i und 3 um i8o° verschoben. Die Folge davon ist, daß die Wirkung der Schwinger,
deren Abstand voneinander einhalb Wellenlänge beträgt, sich jetzt nicht mehr in
Richtung des Pfeiles A addieren, sondern in Richtung des Pfeiles B, also in lotrechter
Richtung. In waagerechter Richtung heben sich die Wirkungen der vier Schwinger auf,
da je zwei Schwinger entgegengesetzte Phase haben.
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Es ist leicht zu ersehen, daß bei Stellung des Schalters 2o in die
Lage S die Einrichtung für den Signalverkehr zwischen Schiffen in waagerechter Richtung
benutzt werden kann, während im Falle der Stellung des Schalters 2o in die Lage
L die Einrichtung für die Aussendung bzw. Empfang des Schalles in lotrechter Richtung
zu Lotzwecken benutzt werden kann.
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Die Erfindung ist natürlich nicht auf dieses in der Zeichnung dargestellte
Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann sinngemäß auch für andere Einrichtungen
Anwendung finden. Insbesondere ist es z. B. nicht notwendig, daß die Schwinger voneinander
gerade einen Abstand von einhalb Wellenlänge haben. Der Erfindungsgedanke ist auch
anwendbar, wenn die Abstände ein ungerades Vielfaches von einhalb Wellenlänge ausmachen,
oder wenn die Schwinger nicht vollständig genau lotrecht untereinander angeordnet
sind, sondern z. B. sich der Schiffsform anpassend die Verbindungslinie der Schwinger
etwas von der Lotrechten abweicht.