DE844273C

DE844273C - Arrangement for short-term measurement, especially for echo sounders

Info

Publication number: DE844273C
Application number: DEP20364A
Authority: DE
Inventors: Werner Dr Holle
Original assignee: Atlas Werke AG
Current assignee: Atlas Werke AG
Priority date: 1948-11-02
Filing date: 1948-11-02
Publication date: 1952-07-17

Description

Anordnung zur Kurzzeitmessung, insbesondere für-Echolote Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Kurzzeitmessung mit einem elektrischen Zeitkreis, insbesondere für die Entfernungsmessung nach dem Echolotverfahren. Die bekannten Echolotverfahren kann man in zwei Gruppen einteilen, und zwar solche, bei denen aus einer einzigen Lotung die Entfernung ermittelt wird, und solche, hei denen erst aus einer Reihe von Messungen das NIeßergehnis sich asvmptotisch ergibt. Das erste Verfahren wird iil>erall da angewandt, wo die Laufzeiten der Impulse solche Zeiten ergeben, daß eine 1>urclifiihrung von mehreren Lotungen zu einer untragbar großen Zeit zur Gewinnung des Meßergebnisses führt, so z. B. bei der Echolotung mittels Luftschalls (akustisches Flugzeuglot) und bei der :Messung großer Meerestiefen. Handelt es sich jedoch um die Messung kleiner Wassertiefen oder tun Lotung mittels elektromagnetischer Wellen, so kann die Integrationsmethode angewandt werden. Diese zeichnet sich durch größere Einfachheit und Zuverlässigkeit der Messungen aus.Arrangement for short-term measurement, in particular for echo sounders The invention refers to an arrangement for short-term measurement with an electrical time circuit, especially for distance measurement using the echo sounder method. The known Echosounder methods can be divided into two groups, namely those where the distance is determined from a single sounding, and those are called first from a series of measurements the failure result results asvmptotically. The first The method is used everywhere where the transit times of the impulses have such times show that the creation of several plumbing results in an unacceptably large one Time to obtain the measurement result, so z. B. in echo sounding means Airborne sound (acoustic airplane sounder) and during: Measurement of great depths at sea. However, is it about measuring small water depths or using sounding electromagnetic waves, the integration method can be used. These is characterized by greater simplicity and reliability of the measurements.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Echolot bzw. eine Anordnung zur Kurzzeitmessung, die nach der Integrationsmethode arbeitet. Das Wesen dieser neuen Kurzzeitmeßanordnung besteht darin, da.ß der Kondensator des elektrischen Zeitkreises wechselweise an zwei. verschiedene, fest vorgegebene Spannungen gelegt wird, derart, daß er sich durch. abwechselnde Auf- und Entladung auf eine von dem Rhythmus der Umschaltung abhängige Zwischenspannung einstellt. Dadurch ergibt sich eine im Aufbau einfache und wirksame Zeitmeßanordnun.g, welche auf weiter unten näher zu erörternde Weise die Ausschaltung von Fehlmessungen und die Anpassung der Skalenteilung an die jeweiligen Anforderungen auf besonders einfache Weise ermöglicht.The invention relates to an echo sounder and an arrangement for Short-term measurement that works according to the integration method. The essence of this new Short-term measuring arrangement consists in the fact that the capacitor of the electrical time circuit alternately on two. different, predetermined voltages are applied in such a way, that he gets through. alternating charging and discharging to one of the rhythm of the Switchover dependent intermediate voltage is set. This results in a structure simple and effective timing arrangements, which will be discussed in more detail below Way to eliminate incorrect measurements and adapting the Allows graduation to the respective requirements in a particularly simple manner.

In der Zeichnung ist die Erfindung an mehreren :1usführungsbeispielen veranschaulicht.In the drawing, the invention is shown in several examples illustrated.

Durch einen Sender i werden in regelmäßigen al)ständen Schallimpulse ausgesandt. Geichzeitig wird die Anodenleitung 2 eines gittergesteuerten Gasentladungsrohres 3 kurzzeitig unterbrochen. Tastung des Senders i und Unterbrechung der Anodenleitung 2 geschehen durch einen doppelpoligen Schalter 4. Die reflektierten akustischen ImpuFse «erden von einem Empfänger 5 aufgenommen, verstärkt und dem Gitter des Rohres 3 zugeführt. Während der Laufzeit der Impulse ist damit das Rohr 3 stromlos. Durch die ankommenden Impulse wird es gezündet und brennt bis zur nächsten Impulsaussendung weiter. Ein in den Anodenkreis eingeschalteter Strommesser 6 genügender Trägheit zeigt die mittlere Anodenstromstärke an, die sich aus -dem Verhältnis der Stromzeiten und der Strompausen ergibt. Der Strommesser kann direkt in Entfernungseinheiten geeicht werden, und zwar zeigt eine einfache Überlegung, claß der mittlere Strom der Laufzeit und damit der ,Höhe streng proportional isst.A transmitter i generates sound impulses at regular intervals sent out. At the same time the anode line 2 becomes a grid-controlled gas discharge tube 3 briefly interrupted. Keying of the transmitter i and interruption of the anode lead 2 are done by a double-pole switch 4. The reflected acoustic ImpuFse "ground from a receiver 5, amplified and the grid of the pipe 3 supplied. During the runtime of the pulses, the pipe 3 is thus de-energized. By the incoming impulses it is ignited and burns until the next impulse is transmitted Further. An ammeter 6 connected to the anode circuit of sufficient inertia shows the mean anode current strength, which results from the ratio of the current times and the current breaks results. The ammeter can be used directly in units of distance be calibrated, and a simple consideration shows that the mean current the running time and thus the, height eats strictly proportional.

An Stelle einer Strommessung kann man auch eine Spannungsmessung durchführen, wie dies in dem Schaltbeispiel der Fi@g.2 dargestellt ist. Hier ist an die Stelle des Gasentladungsrohres 3 eine Kallirotronschaltung 7 getreten, d. h. eine 2-Röhren-Schaltung mit beiderseits galvanischer -Rückkopplung und solcher Bemessung, daß für die Strom-und Spannungsverhältnisse zwei Ruhelagen vorhanden sind. Durch die auf der rechten Seite dargestellte Kippschaltung, bestehend aus Kondensator 8, Ladewiderstand 9 und Gasentladwngsrohr io, sowie der auch zum Betrieb der Kallirotronschaltung dienenden:Anodenspannungsquelle A werden inregelmäßigen Abständen Impulse ausgestrahlt. Durch die Kippspannung des Kondensators wird gleichzeitig das Kallirotron gesteuert, derart, daß ein etwa im zweiten Rohr 12 fließender Strom zuRn Aussetzen und der Strom im ersten Rohr i i zum Einsetzen gebracht -wird. Damit sinkt im Augenblick der Impulsaussendung die Spannung an der Anode des ersten Rohres i i um einen bestimmten Betrag, den man in bekannter Weise aus dem Röhrendiagramm ermitteln kann. Bei Eintreffen des Echos wird der Empfänger 5 erregt, der Impuls verstärkt und gleichgerichtet und dem ersten Rohr t t des Kall,irotrons zugeführt. Dadurch wird der Strom im ersten Rohr zum Aussetzen und der des zweiten Rohres zum Einsetzers gebracht. Die Spannung an der Anode des ersten Rohres steigt damit wieder auf den vollen Wert der Anodenbatteriespannung.Instead of a current measurement, you can also carry out a voltage measurement, as shown in the circuit example of Fi@g.2. Here is the point of the gas discharge tube 3 has entered a kallirotron circuit 7, d. H. a 2-tube circuit with both sides galvanic feedback and such dimensioning that for the current and There are two positions of tension. Through the one on the right shown flip-flop, consisting of capacitor 8, charging resistor 9 and gas discharge tube io, as well as the one used to operate the kallirotron circuit: anode voltage source A pulses are broadcast at regular intervals. The breakdown voltage of the Condenser, the kallirotron is controlled at the same time, so that an approximately im second pipe 12 exposing current to Rn and the current in first pipe i i is brought to insert. Thus, at the moment of the pulse transmission, the Voltage at the anode of the first tube i i by a certain amount, which one can be determined in a known manner from the tube diagram. When the echo arrives the receiver 5 is excited, the pulse is amplified and rectified and the first Tube t t of the Kall, irotrons supplied. This will cause the flow in the first pipe to go to Exposure and that of the second tube brought to the inserter. The tension on the The anode of the first tube thus rises again to the full value of the anode battery voltage.

Die Spannung an der Anode wechselt damit -zwischen der Spannung der Anodenhatterie A, urid einer tieferen Spannung Al, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Wir betrachten nur die ersten fünf dargestellten Lotungen. An den Anodenwiderstand des Rohres i i ist nun ein Integrationsglied RC angeschlossen. Die Spannung i( des Kondensators C stellt sich auf die mittlere Gleichspannung, die an das Integrationsglied gelegt wird, ein, d. h. derart, daß die waagerecht und senkrecht schraffierten Flächen der Fig. 4 gleich werden. Dieser Mittelwert ist mathematisch gegeben worin T der Abstand zwischen zwei Schallaussendungen ist. Die Spannung des Kondensators C wird nun mit einem statischen Voltmeter oder einem Röhrenvoltmeter 1 3 leistungslos gemessen. Entsprechend der Schaltung nach Fig. i ist die Spannung der Höhe proportional.The voltage at the anode thus alternates between the voltage of the anode battery A and a lower voltage A1, as shown in FIG. We only consider the first five plumbing shown. An integration element RC is now connected to the anode resistor of the tube ii. The voltage i (of the capacitor C adjusts itself to the mean direct voltage which is applied to the integration element, ie in such a way that the horizontally and vertically hatched areas of FIG. 4 become equal. This mean value is given mathematically where T is the distance between two sound emissions. The voltage of the capacitor C is now measured with a static voltmeter or a tube voltmeter 13 without power. According to the circuit of FIG. I, the voltage is proportional to the height.

Man kann allerdings von der Proportionalität abweichen, wenn es z. 13. erwünscht ist, daß eine Ende des Meßbereiches gegenüber (lern anderen genauer darzustellen, wie dies in Fig.3 dargestellt ist. Die Spannung des Kondensators C stellt sich ja durch Lade- und Entladestrommenge während der Zeiten zwischen Impulsatissendung und Echoankunft einerseits und I:choaiikutift und neuer Impulsaussendung andererseits dar. Man kann nun die Ladung und Entladung über getrennte Widerstände Ri und R, vorsehen, und zwar mit Hilfe von zwei verschieden gepolten Gleichrichtern 14, i#5. Durch entsprechende Bemessung von Ri und R., hat man es in der Hand, beispielsweise die kleinen hntfernungen absolut größer abzubilden als die großen und sich damit einer konstanten Relativablesegenauigkeit anzunähern.However, one can deviate from the proportionality if there is, for. 13. It is desirable that one end of the measuring range is opposite (learn more precisely to others as shown in Fig. 3. The voltage of the capacitor C arises from the amount of charging and discharging current during the times between the transmission of impulses and echo arrival on the one hand and I: choaiikutift and new impulse emission on the other one can now charge and discharge via separate resistors Ri and R, provide, with the help of two differently polarized rectifiers 14, i # 5. By appropriately dimensioning Ri and R., you have it in hand, for example to map the small distances absolutely larger than the large ones and thus yourself to approximate a constant relative reading accuracy.

Die Schaltung nach Fig. 2 1>zw. Fig. 3 stellt eine relativ einfache Echolotanordnung dar. Sie hat jedoch gegenüber den Verfahren, die aus einer einmaligen Lotung die Höhe gewinnen, z. B. nach der Kondensatoraufladungsmethode, einen schwerwiegenden Nachteil. Bei der Kondensatoraufladungsmethode ergibt sich automatisch eine Echoausfallüberbrückung ins(fern, als eine Verbindung des Haltekondensators mit dem Meßkondensatör nur bei einer Echoankunft erfolgt.The circuit of Fig. 2 1> between. Fig. 3 shows a relatively simple one Echo sounder arrangement. It has, however, compared to the method that consists of a one-off Plumbing gain the height, e.g. B. after the capacitor charging method, a serious one Disadvantage. With the capacitor charging method, there is automatically an echo failure bridging ins (far, as a connection of the holding capacitor with the measuring capacitor only in an echo arrival takes place.

Bei dem Verfahren nach Fig. 2 wird jedoch bei Echoausfall die Kondensatorspannung absinken und somit zu Fehlanzeigen führen. In Fig..4 ist beispielsweise ein dreimaliger Echoauisfall dargestellt. Die gestrichelte Linie entspricht etwa der Spannung des Kondensators, wenn die Zeitkonstante RC verhältnismäßig groß gegenüber der Lotperiode ist.In the method according to FIG. 2, however, the capacitor voltage is reduced in the event of an echo failure decrease and thus lead to false readings. In Fig..4, for example, is a three-time Echoauisfall shown. The dashed line roughly corresponds to the voltage of the Capacitor if the time constant RC is relatively large compared to the soldering period is.

Die nachstehend beschriebenen Anordnungen gehen von dem Gedanken aus, diese Entladung des Kondensators während des Echoausfalls zu unterbinden. In der Fig. 3 ist bereits gezeigt, daß man für die Ladung und Entladung zwei verschiedene Stromwege vorsehen kann. hie Betrachtung der Fig.4 zeigt nun, daß die Kondensatorentladung ohne weiteres von der ersten Anode des Kallirotrons wie in Fig. 2 gesteuert werden kann, da die negativen Spannungsstöße nur auftreten, wenn ein Echo angekommen ist. Diese Spannungsstöße sind im übrigen bereits ein direktes -Maß für die zu messende Entfernung. 1)ie Aufladung mu13 nun vom einer geeigneten anderen Anordnung her gesteuert werden. Dafür sind in Fig. 5 Iris 7 zwei äußerlich ähnliche. jedoch in ihrer Wirkungsweise verschiederie :\nordnungen vorgesehen. In der Fig. 5 entspricht (las durch die Doppelröhre I dargestellte Kallirotron vollkommen der Kallirotronanordnung in Fig.2. Dieses Kallirotron steuert jedoch über Kondensatorkopplung ein zweites Kallirotron 1I, (las in (lein einen Rückkopplungszweig eine kapazitive Kopplung C, und keine Gittervorspannung besitzt, so (1a14 es in der Lage ist, nach einer bestimmten "Zeit selbst in eine Ruhelage zurückzukippen. l)ie Ruhelage ist dadurch gegeben, daß nach einer hinreichend großen Zeit das zweite Gitter keine Gittervorspannung führt. Der Ruhezustand ist also derart, (laß der linke Teil des Doppelrohres 1I stromlos ist und der rechte Teil stromführend wird.The arrangements described below are based on the idea to prevent this discharge of the capacitor during the echo dropout. In the Fig. 3 has already shown that there are two different types of charge and discharge Can provide current paths. Consideration of FIG. 4 now shows that the capacitor discharge can be easily controlled from the first anode of the kallirotron as in FIG can, since the negative voltage surges only occur when an echo has arrived. Incidentally, these voltage surges are already a direct measure of the one to be measured Distance. 1) The charge must now be from another suitable Arrangement can be controlled here. For this, in Fig. 5 Iris 7 are two outwardly similar. however, different directions are provided in their mode of action. In Fig. 5 corresponds (read the kallirotron represented by the double tube I completely to the Kallirotron arrangement in Fig. 2. However, this kallirotron controls via capacitor coupling a second kallirotron 1I, (read in (lein a feedback branch a capacitive Coupling C, and has no lattice bias, so (1a14 it is able to after a certain "time to tilt back into a position of rest. l) he position of rest is given by the fact that after a sufficiently long time the second grid does not have any Lattice prestress leads. The state of rest is like this (let the left part of the Double pipe 1I is de-energized and the right part is energized.

Bei Impulsaussendung wird durch einen Koppelkondensator C, durch einen Synchronisierimpuls vom Sender (wie in hig. 2) das rechte Svstem des Kallirotrons I stromlos gemacht, und zwar während (las linke Svstetn strrnnführend wird. Durch den Koppelkondensator C, wird (las Kallirotron 1I veranlaßt, im gleichen Sinn mitzuschalten, d.li. das linke System wird stromführend, die Anodenspannung niedrig und das rechte System stromlos. Durch den Rückkopplungszweig über den Kondensator C, erhält (las rechte System infolge der plötzliehen Spannungserniedrigung der linken Anode eine kräftige, negative Gittervorspa.nnung. die durch Entladung des Kondensators über den Gitterwiderstand verschwindet, so daß nach einer bestimmten Zeit (las Kallirotron 1I von selbst in seine Ruhelage zurückkippt. Kommt nute jedoch der Echoimpuls vor diesem Selbstkippen an, so wird das Kallirotron TI bereits von (lein Kallirotron I zurückgekippt, und die Spannungsverläufe an den entsprechende-n Anoden der beiden Kallirotrons sind völlig gleichartig.When a pulse is emitted, a coupling capacitor C, a Synchronization impulse from the transmitter (as in hig. 2) the right system of the kallirotron I de-energized while (read left Svstetn strrnleitend. Through the coupling capacitor C, is (read Kallirotron 1I caused to switch in the same way, d.li. the left system is energized, the anode voltage low and the right one System de-energized. Through the feedback branch via the capacitor C, (read right system as a result of the sudden decrease in voltage of the left anode strong, negative grid prestress. by discharging the capacitor over the grid resistance disappears, so that after a certain time (read Kallirotron 1I tilts back into its rest position by itself. However, the echo pulse occurs This self-tipping, the kallirotron TI is already from (lein kallirotron I tilted back, and the voltage curves at the corresponding -n anodes of the two Kallirotrons are completely alike.

Es ist also ohne weiteres möglich, die Ladung des Kondensators C von dem zweiten Kallirotron über den Gleichrichter 15 und `-Widerstand R, zu steuern und die Ladung voni Kallirotron I her über Gleichrichter id und Widerstand Ri zu bewirken, ohne (laß sich die Schaltung anders benimmt als die nach Fig. 2. Durch verschiedene Bemessung von R, und R, hiat man es wie in Fig. 3 in der Hand, eine bestimmte Skalenteilung des statischen Voltmessers ztt erreichen.So it is easily possible to charge the capacitor C from the second kallirotron via the rectifier 15 and resistor R, to control and the charge from i kallirotron I via rectifier id and resistor Ri to cause without (let the circuit behave differently than that of Fig. 2. Through different dimensioning of R, and R, you get it as in Fig. 3 in the hand, one Ztt achieve certain graduation of the static voltmeter.

Fallen jedoch Echos aus, so tritt die eingehend beschriebene Rückkippa,tiordnung in Tätigkeit, und die Spannung an der linken Anode des Kallirotrons 1I fällt auf die Spannung Ao zurück, wie dies in Fig.6 dargestellt ist. Damit hört die Ladung des Kondensators (', die in Fig. :I zu einer Fehlmessung führt, auf. Voraussetzung ist dabei natürlich eine hinreichende Sperrung der beiden Gleichrichter i.I und i .s. Für genaue Messungen wird man an Stelle von Trockengleichrichtern Diodenstrecken vorsehen.However, if there are no echoes, the reversal order described in detail occurs in action, and the voltage on the left anode of the callirotron 1I is noticeable the voltage Ao back, as shown in Fig.6. With that the charge hears of the capacitor (', which in Fig.: I leads to an incorrect measurement. Prerequisite is of course a sufficient blocking of the two rectifiers i.I and i .s. For precise measurements, diode sections are used instead of dry rectifiers provide.

Ein gewisser Fehler stellt sich bei Echoausfall allerdings schort dadurch ein, daß der Rückkipp-Punkt willkürlich gewählt ist. Die Spannung an C ist ja gegeben durch die Länge der Strecken SE im Verhältnis zur Strecke ES (S = Zeitpunkt des Sendeimpulses, E = Zeitpunkt der Echoankunft). Bei Eintritt von Echoausfall -erfährt (las Integrationsglied jedoch noch eine Aufladung entsprechend der Zeit SK (K = Zeitpunkt des Rückkippens), so daß hierdurch eine gewisse Fehlmessung eintritt, und zwar eine um so größere, je kleiner die Aufladezeitkonstante des Integrationsgliedes gewählt wird. Allerdings entspricht dieser Aufladestrommenge eine gewisse Entladestrommenge ES bei Wiedereintritt des Echos, so daß sich der Fehler hei Wiedereintritt des Echos schnell wieder ausgleicht. Dieser kleine, der Schaltung anhaftende Fehler wird in der Schaltung nach Fig. 7 vermieden, auf die unten weiter eingegangen werden soll.A certain error arises in the event of an echo failure, however in that the tip-back point is chosen arbitrarily. The voltage at C is yes given by the length of the distances SE in relation to the distance ES (S = point in time of the transmission pulse, E = time of echo arrival). When echo failure occurs -Experiences (read the integration link, however, still charged according to the time SK (K = time of tilting back), so that a certain incorrect measurement occurs as a result, namely the greater, the smaller the charging time constant of the integration element is chosen. However, this amount of charging current corresponds to a certain amount of discharging current ES when the echo re-enters, so that the error occurs when the echo re-enters quickly compensates. This small error inherent in the circuit is shown in the circuit of FIG. 7, which will be discussed further below.

Zu .der Schaltung nach Fig. 5 ist noch folgendes zu bemerken: Der Zeitpunkt K ist rein willkürlich w-älill)ar. Seine Wahl hängt davon ab, ob das obere oder das untere Ende des Meßbereichs besonders interessiert. Ist die zu messende Entfernung größer, als der Kippzeit des Kallirotrons entspricht, so werden in der Integrationsschaltung nicht die Zeiten SE und ES, sondern SK und ES miteinander verglichen. Dies ergibt eine gewisse Skalenverzerrung entsprechend Fig. 8, die um so mehr in Erscheinung tritt, je früher das Kallirotron 1I selbst kippt. Aus diesem Grunde erscheint es zweckmäßig, die Kippzeit fast ebenso lang oder größer wie die Lotperiode oder Lotfolgezeit zu machen. Dem steht jedoch die schon oben behandelte Fälschung des Ergebnisses bei Echoausfall in kleinen Entfernungen durch die Strommenge SK gegenüber, die natürlich um so größer wird, je größer die Strecke gemacht wird. Man wird sich also mit der Wahl der Kippzeit den praktischen Erfordernissen anpassen.The following should also be noted with regard to the circuit according to FIG. 5: The point in time K is purely arbitrary. Its choice depends on whether the upper or lower end of the measuring range is of particular interest. If the distance to be measured is greater than the tilting time of the kallirotron, then the integration circuit does not compare the times SE and ES, but SK and ES with one another. This results in a certain scale distortion according to FIG. 8, which becomes more apparent the earlier the kallirotron 1I itself tilts. For this reason, it seems expedient to make the tilting time almost as long or greater than the plumbing period or plumbing follow-up time. However, this is offset by the falsification of the result, already discussed above, in the event of echo failure at small distances due to the amount of current SK, which of course increases the larger the distance is made. The choice of the tipping time will therefore adapt to the practical requirements.

Die Schaltung nach Fig. 7 vermeidet, wie bereits angedeutet, den Nachteil einer gewissen Fehlmessung während des Echoausfalls. Diese Schaltung tut das, indem sie die Entladung von C nicht durch die Strecken SE bzw. SK vornimmt, sondern indem die Ladung generell durch Spannungsmengenstöße fester Größe, die nur bei Echoankunft ausgelöst werden, auftritt. Die Schaltung arbeitet demgemäß folgendermaßen: Das Kallirotron I arbeitet genau wie in Fig. 2 bzw. Fig. 5. Die Kippschaltung 1I wird jedoch im Gegensatz zu Fig. 5 nur bei Echoankunft angestoßen. Zu diesem Zweck liegt der Koppelkondensator CK nicht an der rechten, sondern an der linken Anode des Kallirotrons, und außerdem verhindert ein Gleichrichter im Koppelzweig das Übertragen negativer Spannungsstöße. Die Kippschaltung 1I wird also bei Echoankunft in der einen Richtung gekippt und kippt stets nach einer einstellbaren Zeit von selbst zurück. Diese Schaltung hat jedoch nun gegenüber der von Fig. 5 den Nachteil, daß sich kein so günstiger Zusammenhang zwischen Kondensatorspannung und Entfernung ergibt, wie aus folgender Überlegung hervorgeht. Bei der Grundschaltung nach Fig. 2 und ebenfalls nach der Schaltung von Fig. 5 wird in den beiden möglichen Grenzfällen für die Entfernung, nämlich Entfernung o und größte Entfernung entsprechend der Lotperiode, entweder die Zeit SE oder die Zeit ES zu o. Damit muß im Grenzfall die S S pannung an C entweder den Wert A, oder den \\'ert A1 annehmen. Bei der Schaltung nach Fig. 7 wird jedoch nun nicht die Zeit ES mit der Zeit SF_ verglichen, sondern die Zeit ES mit einer konstanten, wenn auch willkürlich wählbaren Zeit. Für kleine Höhen ist jedoch,die relative Änderung der Zeit ES sehr klein. Der Vergleich mit einer konstanten Zeit gibt somit auch eine geringe Änderung der Kondensatorspannung. Für den Fall, daß die Kippzeit etwa der halben Lotperiode entspricht und Ri = R., ist, ist der Zusammenhang zwischen Kolidensatorspannung und Entfernung in Fig.9 dargestellt.As already indicated, the circuit according to FIG. 7 avoids the disadvantage of a certain incorrect measurement during the echo failure. This circuit does this by discharging C not through the paths SE or SK, but by the fact that the charge generally occurs through voltage surges of a fixed magnitude, which are only triggered when the echo arrives. The circuit accordingly works as follows: The kallirotron I works exactly as in FIG. 2 or FIG. 5. However, in contrast to FIG. 5, the flip-flop 1I is only triggered when the echo arrives. For this purpose, the coupling capacitor CK is not on the right but on the left anode of the kallirotron, and a rectifier in the coupling branch also prevents negative voltage surges from being transmitted. The flip-flop 1I is flipped in one direction when the echo arrives and always flips back by itself after an adjustable time. However, compared to that of FIG. 5, this circuit now has the disadvantage that there is not such a favorable relationship between capacitor voltage and distance, as can be seen from the following consideration. In the basic circuit according to FIG. 2 and also according to the circuit of FIG. 5, either the time SE or the time ES is o Borderline case the SS voltage at C either assume the value A or the value A1. In the circuit according to FIG. 7, however, the time ES is not compared with the time SF_, but the time ES is compared with a constant, albeit arbitrarily selectable time. For small heights, however, the relative change in time ES is very small. The comparison with a constant time therefore also gives a slight change in the capacitor voltage. In the event that the tilting time corresponds to approximately half the soldering period and Ri = R., the relationship between the voltage of the capacitor and the distance is shown in FIG. 9.

J?s kann auch der Kippunkt IL um so früher gewählt werden, je kürzer die Echolaufzeit ist. Das lwcleutet, daß diese Kippzeit SK nicht fest ist, sondern höhenabhängig ist. Vorzugsweise wird matt den Kippunkt K zu der Zeit wählen, zu der das Echo erwartet wird. Es ergibt sich damit die Forderung, nicht eine feste Zeit zwischen Schallausseliden und Kippen einzuführen, sondern den liipptinkt vom Echo in der letzten Lotperiode abhängig zu machen. Die Strecke EK muß dann einfach eine Lotperiode betragen.The tipping point IL can also be selected earlier, the shorter it is is the echo transit time. This means that this tipping time SK is not fixed, but rather depends on the altitude. Preferably, matt will choose the tipping point K at the time, too that the echo is expected. This results in the requirement, not a fixed one Time to introduce between sound ausseliden and tilting, but rather the liipptinkt from the To make echo dependent in the last solder period. The route EK then simply has to be be one plumbing period.

In Verbindung mit dem bisherigen Schaltgrundgedanken, die Ladung und die Entladung von getrennten Kallirotrons zu bewirken, würde die Schaltung im Prinzip folgendermaßen aussehen müssen: Das Kallirotron I bleibt wie bisher. Von ihm werden wie bisher die Entladungen gesteuert. Von diesem wird das zweite Kallirotron gesteuert, das wie bisher für den Fall der Echoankunft mit dem ersten Kallirotron synchron läuft. Bleibt jedoch das Echo aus, so kippt das zweite Kallirotron zurück, jedoch nicht selbständig, sondern es wird fremd gekippt durch einen Impuls, dem eine Lotperiodendauer nach der letzten Echoankunft gegeben wird. Für diesen Impuls ist nach den bislierigen Überlegungen eine dritte kallirotronartige Kippschaltung nötig. Man kann aber nun, um mit den geforderten Verhältnissen zu arbeiten, die Sache noch anders betrachten (vgl. Fig. i2). Hierbei kommt der ursprüngliche Gedanke der aussetzenden Integration eigentlich noch klarer heraus. Die Ladung und Entladung der Integrationsanordnung erfolgt wie in der Grundschaltung von einer Stelle aus. Zum Zeitpunkt h wird jedoch einfach die Ladung unterbrochen.In connection with the previous circuit principle, the charge and To effect the discharge of separate kallirotrons, the circuit would in principle must look like this: The Kallirotron I remains as before. Be from him the discharges are controlled as before. From this the second kallirotron is controlled, as before for the case of the echo arrival synchronously with the first kallirotron runs. If, however, there is no echo, the second kallirotron tilts back, however not independently, but it is tipped externally by an impulse that lasts for a period of plumb bob is given after the last echo arrival. For this impulse is according to the previous ones Considerations a third kallirotron-like toggle switch is necessary. But you can now in order to work with the required conditions, look at things differently (see. Fig. i2). Here comes the original idea of intermittent integration actually even clearer. The charging and discharging of the integration device takes place from one point as in the basic circuit. However, at time h simply interrupted the charge.

Dies kann beispielsweise in der gedanklich einfachsten Form dadurch geschehen, daß durch ein Relais der Ladewiderstand von dem Kallirotron abgeschaltet wird. Die Relaisanordnung ist so getroffen, daß das Relais bei Echoankunft angezogen wird und gerade eine Lotperiode lang angezogen bleibt. Bleibt nun ein Echo aus, so fällt das Relais ab, so daß der Kondensator weder aufgeladen noch entladen werden kann. Jedoch würden durch ein Relais an dieser Stelle durch die An- und Abfallzeiten wieder Fehlmessungen und Schwierigkeiten entstehen. Zum Abschalten muß also ein elektronischer Schalter benutzt werden. Da es einen Elektronenschalter, bei dem die Ströme in beiden Richtungen gleich gut fließen, nicht gibt, wird zweckmäßig doch wieder mit Lade- und Entladezweig gearbeitet. Da nur die Ladung abzuschalten ist, ergibt sich für den Elektronenschalter folgende Anordnung: Die Entladeröhre kann ein Gleichrichter sein (Diode), die Laderöhre muß steuerbar sein (Ein- oder 1lehrgitterröhre). Die sich daraus ergebende Schaltung ist in Fig. io dargestellt. Das Integrationsglied ist R2 C2. Die Laderöhre ist I_R, die Entladeröhre ER. Die Steuerung der Laderöhre geschieht in diesem Fall über folgende Anordnung: In den Anodenkreis des Kall irotrons ist einTransformator T eingefügt, dessen Induktivitäten so bemessen sind, daß auf der Sekundärseite beim Schalten des Kallirotrotis Impulse von etwa '2 nis Dauer entstehen, und zwar entsteht bei Echoankunft eine positive Spitze. Durch die positive Spitze wird der Kondensator C i aufgeladen und über den Widerstand R, langsam entladen. Diese Spannung hebt die negative Gitterspannung des Laderohres LR auf und öffnet dieses auf diese Weise. Klingt die Spannung unter einen gewissen Wert ab, so wird das Laderohr gesperrt. Die Abklingzeitkonstante ist so eingestellt, daß das Rohr gerade eitle Lotperiodendauer nach der letzten Echoankunft schließt. In der Schaltung Fig. 1o ist außerdem noch eine Begrenzeranordnung eingezeichnet (Begrenzerrohr BR). This can be done in the simplest form, for example, by switching off the charging resistor of the kallirotron by a relay. The relay arrangement is such that the relay is picked up when the echo arrives and just remains picked up for a soldering period. If there is no echo, the relay drops out so that the capacitor can neither be charged nor discharged. However, a relay at this point would result in incorrect measurements and difficulties due to the rise and fall times. An electronic switch must therefore be used to switch off. Since there is no electronic switch in which the currents flow equally well in both directions, it is advisable to work with charging and discharging branches again. Since only the charge has to be switched off, the following arrangement results for the electron switch: The discharge tube can be a rectifier (diode), the charging tube must be controllable (single or 1-wire grid tube). The resulting circuit is shown in FIG. The integration link is R2 C2. The charge tube is I_R, the discharge tube is ER. In this case, the charging tube is controlled via the following arrangement: A transformer T is inserted into the anode circuit of the Kallirotrotis Echo arrival a positive tip. The capacitor C i is charged by the positive peak and slowly discharged via the resistor R i. This voltage cancels the negative grid voltage of the loading tube LR and opens it in this way. If the voltage drops below a certain value, the charging tube is blocked. The decay time constant is set in such a way that the pipe just closes the plumb period after the last echo arrival. In the circuit of FIG. 1o, a limiter arrangement is also shown (limiter tube BR).

In der Schaltung Fig. io ist für die Entladeröhre eine Diodenstrecke vorgesehen. Verwendet man an dieser Stelle ebenfalls wie für die Laderöhre eine Gitterröhre, so kann Inas auf Grund der Steuerfähigkeit dieses Rohres dazu übergehen, die Lade-und Entladespannung nicht direkt am Kallirotron abzunehmen, sondert an der Verstärkungsanordnung, die entstellt, wenn diesem Rohr ein eigener Anodenwiderstand zugeordnet wird (Schaltung Fig. i i). Das Entladerohr 1:12 liegt damit gitterseitig dem rechten Röhrensystem des Kallirotrons parallel. Da aber an dieser Stelle eine Pentode verwandt werden kann, wird die Anodenspannung bis auf Null durchgesteuert, und es steht somit praktisch die gesamte Anodenspannung als Ladespannung zur Verfügung.In the circuit of FIG. 10 there is a diode path for the discharge tube intended. If you also use a at this point as for the charging tube Lattice tube, so Inas can go over to this due to the controllability of this tube, Not taking the charge and discharge voltage directly from the kallirotron is a secret the reinforcement arrangement, which is disfigured when this tube has its own anode resistance is assigned (circuit Fig. i i). The 1:12 unloading tube is on the grid side parallel to the right tube system of the callirotron. But at this point there is a Pentode can be used, the anode voltage is controlled down to zero, and thus practically the entire anode voltage is available as charging voltage.

Weiterhin ergibt sich der Vorteil, daß die Kathode des Entladerohres mit den übrigen Verstärkerröhren zusammengeschaltet werden kann.Furthermore, there is the advantage that the cathode of the discharge tube can be interconnected with the rest of the amplifier tubes.

In Reihe mit dein Anodenwiderstand des Entladerohres liegt das Laderohr LR, das gestattet, den Spannungsteiler aus dein Anodenwiderstand und dem Entladerohr auch von oben her stromlos zu machen, so daß sich der :\Ießkondensator weder aufladen noch entladen kann.The charging tube is in series with the anode resistance of the discharge tube LR, which allows the voltage divider from your anode resistor and the discharge tube also to be de-energized from above, so that the: \ Iesskondensator neither charge can still discharge.

Claims

PATENT CLAIM: r. Arrangement for short-term measurement with an electrical Time circuit, in particular for echo sounders, characterized in that the capacitor of the time circuit alternately to two different, fixed voltages (A, and .-11) is placed in such a way that it is based on alternating charging and discharging sets an intermediate voltage (Uni) that is dependent on the switching rhythm.

2. Kurzzeitmegordnung according to claim i, characterized in that charging and discharging of the timing capacitor from the potential at an anode or some other point a flip-flop can be controlled by two pulses limiting the measuring time, z. B. by the transmission and echo pulse of the echo sounder, is tilted back and forth. .

3. Short-term measuring arrangement according to claim i, characterized in that charging and discharging of the timing capacitor by arranging a current switch with rectifiers (14, 15) in the opposite direction through separate branches.

Short-term measuring arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that the loading and unloading via separate Branches and from separate places, the potentials of two of them with each other coupled flip-flops (I, I1) are generated, which by the measuring time limiting impulses are controlled and one of which according to predetermined Time automatically tilts back to its starting position.

Short-term measuring arrangement according to claim i to .4, characterized in that one of the two voltages is for the duration the time to be measured, e.g. B. the echo transit time, the other for an independent one constant time is connected to the timing capacitor. f.

Short-term measuring arrangement according to claims i to .j, characterized in that one of the two voltages for the duration of the time to be measured, the other for the remaining time of the Measuring period is switched on to the time measuring capacitor. , ^.

Short-term measurement arrangement according to Claim 2, characterized in that one of the two voltages when sending, d. H. at the beginning of the time to be measured is applied to both branches, the other Tension from the echo. d. H. at the end of the measuring time also to both branches is placed, while in the absence of the echo after a predetermined period of time a voltage change only in the current branch opened at the beginning of the period is made in a blocking sense, so that neither charging nor discharging take place can.

Short-term measuring arrangement according to claim 2 or one of the following claims, characterized characterized in that the charging and discharging resistances are of different sizes.

9. short-term measuring arrangement according to claim i or 2 and 3, characterized in that the charging resistor is switched off from the potential controlling the charging by a relay which -by the pulse at the end of the time to be measured and after it has elapsed switches off approximately one measuring period, if by then the next, the measuring time, closes End pulse has not arrived. ok

Short-term measuring arrangement according to Claim 9, characterized in that characterized in that the shutdown in the absence of the echo or other end pulse takes place through a grid-controlled loading tube (L R), which is opened by the end pulse and is blocked again after about an idle period (Fig. io, i i). i i.

Short-term measuring arrangement according to Claim 10, characterized in that the discharge via a diode (ER), which is connected in parallel to the charging tube (LR).

12. Short-term measuring arrangement according to claim 9 and io, characterized in that the Discharge tube (ER) grid-controlled by a voltage pulse at the beginning of the measuring time becomes (Fig. i i).

13. Short-term measuring arrangement according to claim 12, characterized in that that the loading tube (LR) is in series with the anode resistance of the discharge tube (ER).