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Alarmvorrichtung für Echolote Die Erfindung bezieht sich auf eine
Alarmvorrichtung bei Einrichtungen zur Messung der Entfernung mittels Echos, wobei
die Schallaufzeit als Maß für die zu bestimmende Entfernung dient, und bezweckt,
ein Alarmsignal zu geben, wenn die zu bestimmende Entfernung ein bestimmtes einstellbares
Maß unterschreitet. Die Einrichtung kann beispielsweise auf einem Schiff dazu benutzt
werden, ein Alarmsignal zu geben, wenn eine Untiefe überfahren wird. Der Erfindungsgegenstand
kann als selbständige Einrichtung der geschilderten Art oder in Verbindung mit einer
an sich bekannten Anzeigevorrichtung für die Wassertiefe ausgeführt werden.
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In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Anordnung nach der
Erfindung beispielsweise dargestellt. Abb. 1 zeigt die Alarmeinrichtung in Verbindung
mit einer Anzeigevorrichtung für die überfahrene Wassertiefe.
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Es bedeutet I eine Scheibe, welche durch ein Uhrwerk 0. dgl. gleichförmig
in der Pfeilrichtung gedreht wird. Bei jedem Umlauf der Scheibe betätigt eine Nase
2 einen Schließungskontakt 3, welcher den Stromkreis einer Wechselstromquelle über
den Schallsender 4 schließt. Hierbei wird jeweils ein kurzer Schallstoß ausgesendet,
welcher als Echo zum Schallempfänger 5 gelangt und hier in einen elektrischen Stromstoß
umgewandelt wird. Der Verstärker 6 verstärkt den Stromstoß, und derselbe gelangt
nun zu den Elektromagneten 7 einer Lichtschleuse.
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Die Lichtschleuse, die als solche bereits vorgeschlagen und daher
nicht Gegenstand der Erfindung ist, besteht im wesentlichen aus einer Beleuchtungsapparatur
mit der Lichtquelle 8 und dem Kondensor 9. Letzterer bildet das Bild der Lichtquelle
im Spalt 10 ab. Ein Objektiv ii entwirft ferner ein vergrößertes Bild des Spaltes
auf einem mit einer Skala versehenen Schirm 12. Die Skala
ist zweckmäßig
so geteilt, daß die Wassertiefe in Metern unmittelbar abgelesen werden kann.
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Der Elektromagnet 7 der Lichtschleuse vermag einen leichten Anker,
welcher an der Membran I3 befestigt ist, anzuziehen. Ebenfalls an der Membran ist
die eine der Schneiden des Spaltes befestigt, während die Gegenschneide fest mit
dem Teller I in Verbindung steht.
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Bei jedem Stromstoß, den der Elektromagnet 7 erhält, zieht dieser
seinen Anker an und öffnet damit den Spalt, dessen beleuchtetes Bild auf den Schirm
der Skala erscheint.
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Erfindungsgemäß werden gleichzeitig hiermit durch denselben Stromstoß
die Kontakte 14 überbrückt, so daß die eine der Kontaktfedern des Federpaares I5
an den Erdpol gelegt wird.
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Das Federpaar 15 ist auf einen kreissegmentförmigen Träger 17 befestigt,
der nach Belieben in der Pfeilrichtung im Kreise verschoben werden kann. In der
gezeichneten Stellung werden beide Federn durch eine an der Scheibe I befestigte
Nase aus Isoliermaterial I6 zusammengedrückt, so daß nun eine leitende Verbindung
zwischen denselben besteht und damit ein kurzer Stromfluß über den WiderstandIg,
den Kondensator20, die Batterie I8 und dem geerdeten negativen Pol zustande kommt.
Erfolgen nun innerhalb einer bestimmten Zeit eine größere Anzahl Stromstöße der
geschilderten Art, so steigt die Ladung des Kondensators bis zum Zündpunkt der Glimmlampe
21 an, und diese glimmt dauernd. Bei dieser Stromverteilung erhöht sich die Spannung
am Gitterwiderstand24, und damit verschiebt sich der Arbeitspunkt der Elektronenröhre
23 mit der Anodenbatterie 25 so weit ins Positive, daß nunmehr ein starker Anodenstrom
zu fließen beginnt, welcher das Relais 26 erregt und damit die Signallampe27 für
das Alarmsignal einschaltet. Selbstverständlich kann statt der Signallampe oder
parallel mit derselben auch ein akustisches Signal, etwa eine elektrische Klingel,
eingeschaltet werden.
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Bedingung für das Zustandekommen des Alarmsignals ist einmal die
Stellung des Federpaares I5 und ferner die Einwirkung einer größeren Zahl von Stromstößen
auf den Kondensator 20 innerhalb einer bestimmten Zeit. Erfolgen nur gelegentliche
Stromstöße, so wird die Zündspanne der Glimmlampe nicht erreicht, weil in den Pausen
eine Entladung des Kondensators 20 über den hochohmigen Widerstand 22 erfolgt.
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In der punktiert gezeichneten Stellung II des Federpaares I5 kann
überhaupt keine Aufladung des Kondensators 20 erfolgen. Es werden zwar die Kontakte
14 an der Lichtschleuse bei jeder Betätigung derselben geschlossen, aber gleichzeitig
ist der Stromkreis beim Federpaar 15 unterbrochen.
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Es sind im Rahmen der Erfindung auch noch Abänderungen des geschilderten
Ausführungsbeispiels möglich. Insbesondere kann unter Umständen die Glimmlampe 2I
unmittelbar als Signallampe Verwendung finden oder ein mit ihr in Reihe geschaltetes
Relais ohne besondere Verstärkung steuern.
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Da zur Vermeidung von größeren Offnungsfunken an den Kontakten keine
zu hohe Spannung an die Glimmlampe 2I gelegt werden darf, so ist jedoch im allgemeinen
eine Verstärkung des Glimmstroms erforderlich, die unter Umständen auch über eine
von der Glimmlampe gesteuerte Photozelle erfolgen kann.
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Die Alarmvorrichtung nach der Erfindung ist nicht nur bei der im
Ausführungsbeispiel geschilderten Entfernungsmeßeinrichtung anwendbar, sondern kann
bei jedem beliebigen anderen Kurzzeitmesser benutzt werden, bei dem eine direkte
Auslösung des Alarmkontaktes durch einen mechanischen Zeiger nicht erfolgen kann.
Es sind z. B. Anzeigeeinrichtungen bekannt, bei denen an Stelle der im Ausführungsbeispiel
beschriebenen Lichtschleuse 7 bis I3 eine im Rhythmus der Schallimpulse aufleuchtende
Glimmlampe oder eine einen Zeiger mitnehmende, im Kreise umlaufende Induktionsspule
verwendet wird. Bei diesen Anordnungen wird der im Ausführungsbeispiel mit 19 bis
22 bezeichnete Stromkreis parallel zu der im Rhythmus der Schallimpulse aufleuchtenden
Glimmlampe bzw. der umlaufenden Induktionsspule geschaltet. In diesem : Falle ist
nur ein einziger zusätzlicher mechanischer Kontakt erforderlich, da der Gesamtstromkreis
als Nebenschluß zum Schauzeichenstromkreis bereits selbsttätig im Rhythmus mit den
Echos schwankt.
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Eine Anordnung, bei der mechanische Kontakte ganz vermieden sind,
ist in Abb. 2 beispielsweise dargestellt. 30 bedeutet eine das Schauzeichen gebende
Glimmröhre, die durch Zuleitungen 31 und 32 in an sich bekannter Weise im Rhythmus
der Echos erregt werden kann. 33 bedeutet eine mit dem Schauzeichen rotierende Scheibe,
auf der an der Stelle 34 entweder die Glimmröhre 30 unmittelbar angeordnet oder
eine Oeffnung vorgesehen sein kann, hinter der die Glimmröhre sichtbar wird. Parallel
zur Glimmröhre 30 liegt eine Ventilröhre 35, die entweder ein Elektronenrohr oder
ein gasgefülltes Entladungsrohr sein kann. Das Gitter der Ventilröhre wird durch
einen Elektromagneten 36 gesteuert, der dicht an die Peripherie der Scheibe 33 verschiebbar
angeordnet ist und in dem durch
ein vorbeistreichendes Eisenstück
37 ein Induktionsstoß in einem Rhythmus hervorgerufen werden kann, der um einen
einstellbaren Betrag gegenüber dem Rhythmus der ausgesandten Signale phasenverschoben
ist.
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Dann und nur dann, wenn gleichzeitig im Glimmrohr 30 und im Elektromagneten
36 ein Strom fließt, bildet sich längs eines mit dem Ventilrohr 35 in Reihe liegenden
Widerstandes 38 ein Spannungsgefälle aus, das mittels Zuführungen 39 und 40 zum
Betrieb des Alarmsignals benutzt werden kann. An Stelle der Ventilröhre 35 kann
im übrigen auch eine Mehrgitterröhre Verwendung finden, an der eine besondere Spannungsquelle
liegt und an deren Gitter die an der Glimmröhre 30 und am Elektromagneten 36 liegenden
Spannungen gelegt werden können.
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Eine weitere Ausbildung des Erfindungsgedankens, besteht darin, daß
die Alarmvorrichtung mit einem registrierenden Kurzzeitmesser gekuppelt ist. Es
kann nämlich entweder an Stelle der direkten Anzeige oder mit ihr zusammen eine
an sich bekannte Registrierung der gemessenen Kurzzeiten vorgenommen werden. Eine
derartige an sich bekannte Einrichtung ist ihrem Wesen nach in Abb. 3 dargestellt.
Es bedeutet 41 einen Zeiger, der an Stelle der Scheibe I aus Abb. I um eine feste
Achse rotiert und der mittels irgendeiner Anziehvorrichtung, z. B. einer Induktionsspule,
die nicht gezeichnet ist, im Augenblick des Eintretens des Echos gegen ein Walze
42 gedrückt werden kann, über der sich ein Rigistrierstreifen 43 bewegt. Durch die
punktierte Kurve 44 wird der Verlauf der von den Echos verursachten Eindrücke des
Zeigers 41 auf dem Rigistrierstreifen - dargestellt. Mit dieser an sich bekannten
Registriereinrichtung kann die Alarmvorrichtung nach der Erfindung genau so kombiniert
werden wie mit den unmittelbar anzeigenden Kurzzeitmessern. Es kann z. B. eine Nockenscheibe45
mit dem Zeiger gekuppelt sein und den einen Unterbrechungskontakt für den Alarmstromkreis
betätigen.
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Der andere Kontakt kann entweder durch den Induktionsstoß, der den
Zeiger 4I anzieht, etwa über ein Relais ausgelöst werden oder aber dadurch ganz
vermieden werden, daß der Alarmstromkreis parallel zur Induktionsspule gelegt wird.