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Impulsecholotgerät Die Erfindung betrifft Impulsecholotgeräte und
ähnliche Geräte zur Messung von Entfernungen unter Wasser und insbesondere Impulsecholotgeräte,
I)ei deneii periodisch ein Impuls ausgesandt und das empfangene Echo zur Betätigung
eines während einer Impulsperiode mehrfach mit konstanter Geschwindigkeit umlaufenden
Echosignalzeigers benutzt wird. Einen Echosignalzeiger während einer Impulsperiode
mehrfach statt nur einmal umlaufen zu lassen. bietet naturgemäß den Vorteil, daß
die Tiefen- oder Entfernungsskala, die unmittelbar eine Funktion der Winkelbewegung
des Zeigers zwischen Sendung und Empfang ist, entsprechend länger nirtl.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Echolotgeräts
der beschriebenen Art. (las eine sehr lange nutzbare Skala mit guter Entfernungs-
oder Tiefenunterscheidung aufweist, das weiterhin eine einheitliche und gleichmäßige
unterteilte Skala hat, welche nur verhältnismäßig wenig Raum beansprucht, das ferner
im Gebrauch einfach un(l frei von Ablesungsfehlern ist und das schließlich gegen
unerwünschte Störungen durch Geräusch und andere Ursachen in hohem Maße unempfindlich
ist.
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Ein Echolotgerät der beschriebenen Art besitzt einen Impulssender,
einen Impulsempfänger, einen Echosignalzeiger, der während einer Impulsperiode mehrfach
umläuft. uiid eine Skala, die dem Zeiger zugeordnet ist. Erfindungsgemäß ist eine
Mehrzahl von Gruppen auswählbarer Ablesemarken vorgesehen, die wählbar der genannten
Skala derart zugeordnet werden können, daß die Ablesemarken
wechselbar
sind. Ferner sind Schaltmittel vorgesehen, die ein Ansprechen des Echosignalzeigers
außerhalb einer wählbaren, vorbestimmten Umdrehung während jeder Impulsperiode verhindern,
und außerdem werden bereichswählende Schaltmittel angebracht, welche die Auswahl
der Ablesemarken tind die Auswahl des Umlaufs, während dessen der Zeiger arbeitet,
derart miteinander koppeln, daß bei jeder Einstellung des Bereichswählers die gewählten
Ablesemarken die Tiefen oder Entfernungen passend zur ausgewählten Umdrehung anzeigen.
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Vorzugsweise umfassen die Regelschaltmittel des Zeigers auswählbare
Phasenschalter, die nacheinander durch Schaltmittel betätigt werden, die mit einer
Geschwindigkeit umlaufen, welche zur laufgeschwindigkeit des Anzeigers in einem
bestimmten Verhältnis stehen. Der Sender besitzt ebenfalls Schaltmittel, zu denen
auswähllare Phasenschalter und ein sogenannterFreigabescllalter gehören, die ebenfalls
mit Geschwindigkeiten bezeugt werden, die zu der Umlaufgeschwindigkeit des Zeigers
in einem bestimmten Verhältnis stehen, wobei der zeitliche Abstand zwischen der
Impulssendung und dem Beginn der gewählten Umdrehungen so festgelegt wird, daß aufeinanderfolgende
gewählte Umdrehungen aufeinanderfolgenden, sich überlappenden Tiefen- oder Entfernungsbereichen
entsprechen.
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Vorzugsweise ist der umlaufende Echozeiger eine elektrische Entladungsröhre
mit einer Füllung von Neon oder anderem Gas, und diese Röhre läuft mechanisch mit
einer vorbestimmten Geschwindigkeit um.
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Die Erfindung ist in den Abbildungen näher dargestellt bei einem
Echolotgerät, das geeignet ist, Tiefen bis zu maximal 530 Faden (980 m) anzuzeigen.
Die Erfindung ist jedoch in keiner Weise auf dieses besondere Ausführungsbeispiel
beschränkt oder auf die dabei gegebenen Zahlenwerte. DieAbb. I und 2 zeigen schematisch
Schaltanordnungen nach der Erfindung, und die Abb. 3 zeigt eine l?evorzugte Anzeigerskalenausbildung.
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Bei der dargestellten Schaltanordnung ist der Echosignalzeiger ein
nicht dargestelltes elektrisches Entladungsgefäß mit einer Füllung von Neon oder
einem anderen Gas, das durch die empfangenen Echosignale in hekannter Weise gezündet
wird uud während einer Impulsperiode viermal umläuft, so daß also einUmlauf einem
Viertel derlmpulsperiode entspricht. Dabei ist die Umlaufgeschwindigkeit audi so
gewählt, daß eine Umdrehung gleich der Laufzeit eines Echos hin und zurück l)ei
150 Faden ( 1 78 m) entspricht. Fünf verschiedene Tiefenbereiche werden in folgender
Weise unterschieden: der erste Bereich geht von o bis I30 Faden (o bis 240 m), während
welcher Zeit die Anzeigerröhre 13/15 ihres kreisförmigen Weges beschreibt, xvährend
der Rest des Skalenbogens, der den übrigen 20 Faden (37 m) Tiefe entspricht, frei
bleibt; ein zweiter Bereich von 100 bis 230 Faden (I85 bis 425 m), der wiederum
13/l5 einer Umdrehung ausmacht und den ersten Bereich über eine Strecke von 30 Faden
(56 m) überlappt; ein dritter Bereich von 200 bis 330 Faden (370 bis 610 m); ein
vierter Bereich von 300 bis 430 Faden (555 bis 795 m); ein abschließender Bereich
von 400 bis 530 Faden (740 bis 980 m). Jeder Bereich entspricht daher denselben
13/15 einer Umdrehung mit einem freien Raum von 20 Faden (37 m) und einem Überlappungsbereich
von 30 Faden (56 m). Ein Bereichswählergriff, der gruppenweise Schaltmittel steuert,
die dem Zeiger entweder unmittelbar oder über einen dem Zeiger vorgeschalteten Empfänger
zugeordnet sind, und ein der Anzeigeskala zugeordneter blarkenring sind vorgesehen.
Abb. I zeigt die Schaltmittel, die mit dem Neonröhrenzeiger zusammenwirken. Gemäß
dieser Abbildung umfassen die genannten Zeigerschaltmittel eine Nockenscheibe 1C,
die mit einem Viertel der Anzeigergeschwindigkeit umläuft und derart ausgebildet
und angeordnet ist, daß sie der Reihe nach bei je goo Umdrehung einen jeden der
vier Empfängerphasenschalter 1C1, I C2, I C3, 1C4 schließt, die 90° gegeneinander
versetzt um die Nockenscheibe angeordnet sind. Diese Phasenschalter sind einerseits
alle zusammen über die Leitung LI an die eine Klemme des nicht dargestellten Zeigers
gelegt und sind anderseits einzeln an einen Wählerschalter 1 RS mit fiinf Kontaktbereichen
angeschlossen, bei dem der dritte und der vierte Kontakt I RS3 und I RS4 elektrisch
identisch sind. Der erste Phasenschalter I C1 ist an den ersten Kontakt IRSI, der
zweite Phasenschalter 1C2 an den zweiten Kontakt 1RS2, der dritte Phasenschalter
1 C3 an den dritten und den identischen vierten Kontakt 1RS3 und 1RS4 und schließlich
der vierte Phasenschalter 1C4 an den fünften Kontakt 1RS5 angeschlossen. Der Schaltarm
IARS des Bereichswählerschalters wird durch den nicht besonders dargestellten Bereichswählergriff
betätigt und ist über die Leitung L2 an den Ausgang des nicht dargestellten Echosignalempfangsverstärkers
angeschlossen.
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Gemäß Abb. 2 betätigt der Bereichswählergriff ebenfalls einen zweiten
Bereichswählerschalter 2 2RS mit fünf Kontakten, der mit einer Phasenschalteranordnung
und einer sogenannten Freigabeschaltanordnung in einem geeignet ausgebildeten Kreis
des Senders zusammenarbeitet. Diese Phasenschaltanordnung enthält eine Nockenscheibe
2C, die mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Zeiger umläuft und geeignet ist,
trägheitslos und der Reihe nach drei Senderphasenschalter 2C1, 2C2 und 2C3 zu schließen,
die um 120 gegeneinander versetzt um die Nockenscheibe herum angeordnet sind. Der
Freigabeschalter weist einen Schaltarm 3CI auf, der durch eine weitere Nockenscheibe
3C geschlossen wird, die mit einem Viertel der Zeigerumlaufgeschwindigkeit umläuft,
wobei dieser Schalter mittels der Nockenscheibe während etwa 900 jeder Umdrehung
geschlossen wird. Die Teile sind wie folgt geschaltet: wenn der nicht dargestellte
Sender von der üblichen Art ist, bei der eine Erdverbindung zwecks Aussendung eines
Impulses hergestellt wird, isr die Erdleitung L3 an den Schaltarm 2ARS des Senderbereichswählschalters
gelegt, dessen erster und vierter Kontakt 2R.S1 und 2R.S und dessen
zweiter
und fünfter Kontakt 2 RS2 und 2RS5 miteinander verbunden sind. Erster und vierter
Kontakt 2RS1 und 2RS4 sind an die eine Klemme des Senderphasenwählschalters 2 CI
angeschlossen, während zweiter und fiinfter Kontakt 2 RS2 und 2 RS5 an die eine
Klemme des Phasenwählschalters 2C2 gelegt sind und der dritte Kontakt 2 RS3 all
die eine Klemme des Senderphasenschalters 2C3 angeschlossen ist. Die übrigen Klemmen
der drei Senderphasenschalter sind zusammen über die Kontakt 3 CI des Freigabeschalters
mit Erde verbunden. Man sieht, daß nur dann ein Impuls ausgesandt wird, wenn einer
der Senderphasenschalter und der Freigabeschalter gleichzeitig geschlosseii siiid.
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Der Bereichswählgriff betätigt nicht nur den Senderbereichswählschalter
und den Empfängerbereichswählschalter, sondern bewegt außerdem einen beweglichen
Ablesering. der der Skala mit der umlaufenden Auzeigelampe zugeordnet ist. Die Skala,
die in Abb. 3 3 dargestellt ist, kann in üblicher Weise eine lurchscheinende. oder
durchsichtige, ringförmige Skala .S sein, unter der die nicht dargestellte Lampe
umläuft. Ein Ablesering R umschließt die Skala unt ist unter einer Maske M angeordnet,
die mit Fenstern W in fester, vorbestimmter Lage zur Skala verschen und so ange-@rdnet
ist, daß in jeder der fünf Stellungen, die der Ring annehmen kann, eine der fünf
Gruppen von eingetragenen Ablesemarken in den Fenstern erscheint. Im erstenßereich
erscheinen in den Fenstern die Ablesemarken, die dem Bereich von 0 bis 130 Faden
(0 bis 240 m) entsprechen, und es mögen z. B. 14 solche Fenster vorgesehen sein,
so daß die Zahlen entsprechend Lotungen von 10 zu 10 Faden Unterschied auf der Skala
erscheinen. Entsprechend sind beim zweiten Bereich die Stellung und die Ablesemarken
des Rings so gewählt, daß die Zahlen von 100 bis 230 in den Fenstern erscheinen.
Im vierten Bereich erscheinen die Zahlen von 200 bis 330 . . . und so fort, Es ist
einleuchtend. daß mit der ol)en besch riebenen Anordnung bei Einstellung des Bereichswählergriffs
auf den ersten Bereich der Schaltarm 1ARS des Anzeigebereichswähischalters 1RS auf
seinem ersten Kontakt 1RS1 steht und daß der Schalter 1 ( 1 den .\iizeiger sofort
nach der Aussendung eines Impulses einschaltet und ihn für 90° Umdrehung der Betätigungsnockenscheibe
1C eingeschaltet hält, d. h. für eine Umdrehung der Anzeigelampe. Während dersellien
Zeit liegt der Schaltarm 2 ARS des Senderbereichswählschalters 2 RS elienfalls auf
seinem ersten Kontakt 2 RS1, so daß der erste Senderphasenbereichsschalter 2 CI,
der in Reihe mit dem geschlossenen Freigabeschalter 3 Ci liegt, deii Stromkreis
iii dem Augenblick schließt, wenn die Anzeigelampe sich auf der Skala in der Nullstellung
befindet, so daß in diesem Augenblick ein Impuls ausgesaiidt wird. Die ilun der
Skala zugeordneten Ablesemarken entsprechen dem Meßbereich von 0 bis 130 Faden (0
bis 240 m). Wenn ein Echo wahrend des ersten Umlaufs der Lampe eintrifft, leuchtet
sie auf, und die Tiefe kann unmittelbar abgelesen werden. Wenn der Bereichswählgriff
in seine zweite Stellung gebracht wird, so werden die beiden Bereichswählschaltarme
1ARS und 2ARS auf ihre zweiten Kontakte 1RS2 und 2RS2 umgelegt; entsprechend wird
der Empfängerphasenschalter 1C2 zwei Drittel eines Lampenumlaufs nach der Aussendung
eines Impulses geschlossen werden, wobei der Augenblick dieser Sendung nun durch
den zweiten Senderphasenschalter 2 C2 bestimmt wird und so fort. Auf diese Weise
erhält man eine wirksame Zusammenarbeit zwischen den Phasenschaltersteuerungen von
Sender und Empfänger, so daß für den ersten Bereich der .-\rbeitsumlauf der Lampe
unmittelbar auf den Sendeimpuls folgt. während er im nächsten Bereich den Sendeimliuls
mit einer Verzögerung von zwei l)rittel eiiier U Umdrehung und im folgenden Bereich
mit einer Verzögerung von vier Drittel einer Umdrehung folgt und so fort.
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Es ist einleuchtend, daß die Erfindung alle die Arbeitserfordernisse
erfüllt, die oben erwähnt wurden; sie gibt tatsächlich eine lange Skala mit guter
Unterscheidung. Die Ablesungen sind frei von jedem f rrtum, und Störungen durch
Geräusche oder aiidere Ursachen während des toten U @mlaufs der Lampe siiid ausgeschlossen.