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Vorrichtung zur Entfernungsmessung nach der Echomethode
Bei der Entfernungsmessung
nach der Echomethode, insbesondere aiif Schiffen, besteht vielfach das Bedürfnis,
die gemessene Entfernung gleichzeitig an verschiedenen Stellen zur Anzeige zu bringen.
Bei Echolotgeräten, bei denen als Maß für die Entfernung eine reine elektrische
Spannungs- oder Stromgröße benutzt wird, läßt sich eine derartige Mehrfachanzeige
verhältnismäßig leicht durchführen. Werden jedoch, wie das insbesondere bei Echoloten
auf Schiffen meist der Fall ist, mechanische, durch einen. Motor angetriebene Anzeigeglieder
benutzt, so bereitet die Schaffung einer Mehrfachanzeige erhebliche Schwierigkeiten,
da hierbei für jede Anzed.geslle ein besonderer Antrieb erforderlich wäre und außerdem
eine Synchronisiervorrichtung vorgesehen sein müßte, um an allen Stellen richtige
und übereinstimmende Anzeigen zu erzielen. Andererseits hat aber die Verwendung
eines mechanisch angetriebenen, im Augenblick der Echoankunft an einer Skala den
zu messenden Entfernungswert angebenden Anzeigegliedes den Vorteil einer hohen Betriebssicherheit
und Zuverlässigkeit, da etwaige Störanzeigen verhältnismäßig leicht von der richtigen
Anzeige zu unterscheiden sind, so daß man mit der Empfindlichkeit bis nahe an den
Störgrund herangehen und damit zu großen Reichweiten gelangen kann.
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Der Erfindung liegt die Aufa'be zugrunde, ein; Echolotgerät mit Mehrfachanzeige
zu schaffen, das
sowohl eine einfache Bauart als auch eine hohe
Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit der Anzeige bis zu großen Reichweiten gewährleistet.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst worden durch die Kombination
eines mechanisch angetriebenen Anzeigegliedes, das an der Entfernungsskala gesetzmäßig
entlangbewegt wird und im Augenblick der Echoankunft die zu messende Entfernung
an einer Skala anzeigt, mit einem oder mehreren als Spannungs-oder Strommesser ausgebildeten
Anzeigegliedern, die bei Echoankunft mit einem Spannungszeitgeber verbunden werden,
der mit dem mechanisch angetriebenen Anzeigeglied bzw. mit dessen Antrieb gekoppelt
ist, so daß die Zeitgeberspannung sich im Gleichtakt mit den Lotungen ändert. Diese
Kombination vereinigt in sich die Vorteile der verschiedenen dabei verwendeten Anzeigesysteme.
Ferner bietet sie die vorteilhafte Möglichkeit, die vorhandenen Echolote mit umlaufendem
oder hin und her bewegtem Anzeigeglied gegebenenfalls nachträglich auf einfachem
Wege mit weiteren Anzeigegeräten zur Beobachtung an verschiedenen Stellen auszurüsten.
Durch die Mehrfachanzeige ist ferner -die Möglichkeit einer gegenseitigen Kontrolle
der Anzeigen gegeben und das Auffinden von Betriebsstörungen erleichtert. Auch ist
die Betriebssicherheit wesentlich erhöht, da die Messungen bei Ausfall eines Anzeigegerätes
mit den anderen Anzeigegeräten weitergeführt werden können. Dies ist insbesondere
beim Loten auf Schiffen von Bedeutung, da dort geschultes Personal zur Beseitigung
etwa auftretender Betriebsstörungen nicht zur Verfügung steht.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen
veranschaulicht, und zwar zeigt Abb. I das Schaltbild einer Echolotanlage mit einem
umlaufenden, durch das Echo zur Wirkung zu bringenden Lichtzeiger und zwei Spannungsmessern
als zusätzlichen Anzeigegliedern, die mit einem Drehpotentiometer als Spannungszeitgeber
zusammenwirken, Abb. 2 eine Echolotanlage nach Abb. I, bei der jedoch die Spannungsmesser
nicht mit einem Drehpotentiometer, sondern einem sich aufladenden Kondensator als
Spannungslzeitgeber zusammenwirken.
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Die dargestellten Echolotgeräte bestehen im wesentlichen aus einer
Sendevorrichtung zum Aussenden von Schallimpulsen bestimmter Frequenz in regelmäßigen
Zeitzwischenräumen, einer Empfangsvorrichtung für die von dem angeloteten Objekt
zurückkommenden Echos und einer Zeitmeßvorrichtung zur Bestimmung zur seit der Schallaussendung
bis zur Rückkehr des Echos verflossenen Zeit bzw. der vom Schall zurückgelegten
Wegstrecke.
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Die Sendevorrichtung besteht aus einem Schwinger I, z. B. Magnetostriktionsschwinger,
zum Aussenden von Schallwellen bestimmter Frequenz, dessen Erregerstromkreis 2 durch
einen umlaufenden Nocken 3 und Kontakte 4 in bestimmte Zwischenräumen zur Erzeugung
kurzer Schallimpulse geschlossen wird. Der Sendenocken 3 wird durch einen in der
Zeichnung nicht mit dargestellten Motor angetrieben.
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Die Empfangsvorrichtung besteht aus einem Schwinger 5, der auf die
Frequenz der Sendeimpulse abgestimmt ist und die Schalldruckschwankungen in elektrische
Schwingungen umwandelt, ferner einem Verstärker 6 mit Relaisrohr 7, vorzugsweise
einem Gasentladungsrohr, und einem in den Anodenkreis des Relaisrohres über einen
Übertrager eingeschalteten Neonrohr 8 als Anzeigeglied.
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Zur Messung der Schallaufzeit bzw. Entfernung ist eine mit dem Antriebsmotor
des Sendenockens 3 gekuppelte Scheibe g vorgesehen, auf der das Neonrohr 8 alis
Zeiger befestigt ist. Die Stelle, an der sich das Neonrohr bei Echoankunft befindet,
ist ein genaues Maß für die seit der Sthallaussendung vefflossene Zeit. Die Anzeigescheibe
9 arbeitet mit einer Skala 10 zusammen, an der die Entfernung beim Aufblitzen des
Neonröhrchens 8 abgelesen werden kann.
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Um weitere Anzeigen an verschiedenen Beobachtungsstellen, z. B. auf
der Brücke und im Signalraum, zu erzielen, ist als zweite Zeitmeßvorrichtung eine
Spannungsquelle vorgesehen, deren Spannung im Augenblick der Schallaussendung Null
ist und dann bis zur nächsten Schallaussendung gesetzmäßig anwächst, so daß sie
in jedem Augenblick ein NLaß für die seit der Schallaussendung verflossene Zeit
ist. Durch ein im Anodenkreis des Relais rohres 7 vorgesehenes Relais -11 wird diese
Zeitgeberspannung im Augenblick der Echoankunft mit an den verechiedenen Bedbachtungsstellen
angebrachten Spannungsmessern 12 und I3 verbunden. Parallel zu den Spannungsmessern
12 und I3 liegen Kondensatoren 14 und I5, die die jeweilig bei Echoankunft durch
das Relais II an die Spannungsmesser gelegte Spannung bis zur nächsten Echoankunft
festhalten.
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Bei dem in Abb. I dargestellten Ausführungsbeispiel ist als Spannungszeitgeber
ein Drehpotentiometer 16 vorgesehen, dessen Schleifkontakt I7 auf der Welle des
Sendenockens 3 bzw. der Anzeigescheibe 9 angebracht ist.
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- Bei dem Ausführungslbeispiel der Abb. 2 ist als Spannungszeitgeber
ein Kondensator 18 vorgesehen, der bei Sch,all,aussendung durch einen auf der Welle
des Sendenockens 3 bzw. der Anzeigescheibe 9 angebrachten Nocken 19 kurzgeschlossen
und sodann von einer Ladestromquelle 20 über einen Widerstand 21 langsam aufgeladen
wird. Der Kondenstator 18 ist hierbei wesentlich größer als die spannungshaltenden
Kondensatoren 14 und 15 gewählt, so daß er beim Anlegen dieser Kondensatoren und
der Spannungstmesser I12 und I3 seine Spannung nicht in unzulässigem Maße ändert.
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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungen beschränkt,
vielmehr sind noch mancherlei Abänderungen und auch andere Ausführungen möglich.
Bei Vorrichtungen mit Umschaltung der Lotfolge und des Meßbereiches ïst~es möglich,
auch die Spannungsmesser auf einen':
anderen Meßbereich, z. B. durch
Anordnung und abwechselnde Beleuchtung mehrerer Skalen, umzuschalten. An Stelle
eines umlaufenden Neonröhrehens kann auch ein anderes, gesetz mäßig an der Skala
entlangbewegtes Anzeigeglied vorgesehen sein, z. B. ein einfacher Zeiger, dessen
Stellung im Augenblick der durch ein akustisches Zeichen kenntlich gemachten Echoankunft
abgelesen wird.
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PATENTANSPPSÜCHE I. Vorrichtung zur Entfernungsmessung nach der Echomethode,
gekennzeichnet durch die Kombination eines mechanisch angetriebenen Anzeigegliedes,
das an der Entfernungsskala gesetzmäßig entlangbewegt wird und im Augenblick der
Echoankunft die zu messende Entfernung an der Skala anzeigt, mit einem older mehreren
als Spannungs- oder Strommesser ausgebildeten Anzeigegliedern, die bei Echoankunft
mit einem Spannungszeitgeber verbunde werden, der mit dem mechanisch angetriebenen
Anzeigeglied bzw. dessen Antrieb gekuppelt ist.