DE916509C

DE916509C - Verfahren zur Eichung von Echoloten zur akustischen Tiefenmessung

Info

Publication number: DE916509C
Application number: DEA16089A
Authority: DE
Inventors: Dr Hans Kietz
Original assignee: Atlas Werke AG
Current assignee: Atlas Werke AG
Priority date: 1952-06-28
Filing date: 1952-06-28
Publication date: 1954-08-12

Description

Verfahren zur Eichung von Echoloten zur akustischen Tiefenmessung Bei der Tiefenmessung durch das Echolot wird die Laufzeit des Schalles im Wasser als Maß für die Entfernung benutzt. Es ist bekannt, daß die Schallaufzeit im Wasser keinen Festwert darstellt, sondern verhältnismäßig stark von Temperatur und Salzgehalt des Wassers abhängig ist. Man kann diese Einflüsse in etwa durch Messung der Temperatur und des Salzgehaltes berücksichtigen.
Für genaue Messungen reicht aber ein so grobes Verfahren nicht aus, zumal die Temperatur und der Salzgehalt des Wassers in den verschiedenen Tiefen nicht gleich sind, vielmehr erhebliche Temperaturunterschiede auftreten können. Man hat daher auch schon vorgeschlagen, die Eichung in der Weise durchzuführen, daß die Anzeige des Echolotes mit der Anzeige eines Handlotes verglichen wird.
Dabei wird die Voraussetzung gemacht, daß das Handlot richtige Werte anzeigt. Eine weitere Art zu eichen besteht darin, daß große Metallplatten horizontal liegend an mehreren Tragseilen ins Wasser hinabgelassen werden und die Anzeige des Echos, das von dieser Metallplatte zurückkommt, mit der tatsächlichen, mechanisch gemessenen Tiefeneinstellung der Metallplatte zur Deckung gebracht wird. Beiden Methoden haftet der Mangel an, daß Fehlmessungen auftreten, sobald Relativbewegungen zwischen Schiff und Wasser vorhanden sind, da hierdurch Ablenkungen der mechanischen Lot- oder Eicheinrichtung (Platte) aus der Vertikalen verbunden sind. Ein Stillstand des Meßfahrzeuges relativ zum Wasser, wie er bei diesen Messungen vorausgesetzt wird, ist aber nur schwer zu erreichen, und die dazu vorgesehenen Maßnahmen machen die Messung sehr umständlich und langwierig. Außerdem sind selbst bei großer Sorgfalt erhebliche Fehler nicht zu vermeiden, so daß diese bekannten Meßmethoden nicht in der Lage sind, die vom Vermessungswesen an die Lotungen zu stellenden Forderungen zu erfüllen.
Die vorliegende Erfindung geht von dem Gedanken aus, daß es zur Eichung des Echolotes lediglich darauf ankommt, Identität zwischen der akustischen und der mechanischen Meßstrecke herzustellen. Ausgehend von diesem Gedanken, wird erfindungsgemäß im Bereich des Lotrichtkegels eine Lotleine mit Lotgewicht ausgeworfen und unabhängig von der Neigung der Lotleine zur Vertikalen das Echo des Lotgewichtes zur Anzeige und durch Korrektur der Zeitablenkung des Echolotgerätes mit dem an der Lotleine ablesbaren Längenwert zur Deckung gebracht. Dabei ist nur vorausgesetzt, daß die Lotleine während der Messung im wesentlichen längs einer geraden Linie verläuft, so daß ihre Länge dem wahren Abstandswert des Lotgewichtes von der Meßstelle entspricht.
Diese Voraussetzung läßt sich durch geeignete Ausbildung des Lotgewichtes im Verhältnis zur Lotleine stets mit genügender Annäherung erfüllen. Das neue Verfahren hat den Vorteil, daß sich die Eichung von Vermessungsloten schnell und ohne Störung der sonstigen Arbeit des Vermessungsfahrzeuges durchführen läßt. Insbesondere kann die Eichung durchgeführt werden, ohne das Vermessungsfahrzeug vollkommen in Ruhe zu bringen, und die Eichung kann auch in strömenden Gewässern durchgeführt werden.
Die Erfindung sei an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
Abb. I zeigt die Verhältnisse bei Durchführung einer Echolotung von einem Vermessungsfahrzeug aus; Abb. 2 die Eichung des Vermessungslotes nach der Erfindung.
Das Vermessungslot arbeitet in üblicher Weise mit einer im Boden des Schiffes angeordneten Schwingerbasis I, die mit einer Richtschärfe von z. B. 300 arbeitet. Zur Eichung des Echolotes werde eine Lotleine 2 bei einer Wassertiefe von z. B. 230 m auf eine Länge L=200 gesteckt. Durch die Bewegung des Schiffes möge die Leine eine Neigung gegen die Vertikale 3 von z. B. 100 erhalten. Das Lotgewicht G am unteren Ende der Lotleine liegt daher noch im Wirksamkeitsbereich des Echolotes, so daß bei genügendem Verstärkungsgrad auch ein verhältnismäßig kleines Lotgewicht noch als Echo auf dem Schreibstreifen des Echographen angezeigt wird. Die Laufzeit t dieses Echos entspricht, wenn die Lotleine längs einer geraden Linie verläuft, unabhängig von ihrer jeweiligen Neigung zur Vertikalen 3 der wahren Länge L der gesteckten Leine. Es kann daher diese Echolaufzeit mit der Längenanzeige an der Lotleine unmittelbar verglichen werden. Ist die Länge der Leine, wie oben angegeben, 200 m, so muß auch das Echo g des Lotgewichtes eine Entfernung von t=200 m anzeigen. Es kann somit die Anzeige g des Lotgewichtes G zur Eichung des Echographen herangezogen werden. Wird beispielsweise, wie in Abb. 2 angenommen, das Echo des Lotgewichtes zunächst abweichend von der tatsächlichen Länge der Lotleine in einer Entfernung von t = 2Io m angezeigt, so läßt sich durch Korrektur der Laufgeschwindigkeit des Echographen, etwa indem der Zeitmotor 4 auf entsprechend geringere Tourenzahl einreguliert wird, das Echog des Lotgewichtes genau auf die zoo-m-linie am Echographen bringen. Auf diese Weise läßt sich der Zeitmaßstab genügend genau korrigieren, so daß die Bodentiefe T des Gewässers mit der für Vermessungszwecke erforderlichen Genauigkeit angezeigt wird.
Wenn das verwendete Vermessungslot eine Änderung der Laufgeschwindigkeit nicht zuläßt, so kann die Eichmessung trotzdem verwendet werden, um die erforderliche Tiefenkorrektur durchzuführen, indem aus dem Skalenabstandswert t von z. B. 210 m des Lotgewichtechos g und dem Längenwert L an der Lotleine von 200 m ein entsprechender Korrekturfaktor L : t = 200 210 abgeleitet wird.
Bei geringen Relativbewegungen zwischen Schiff und Wasser wird man die Messung so einrichten, daß die Echoanzeige bei bester Geradlinigkeit der Lotleine ausgenutzt wird. Diese läßt sich empirisch für verschiedene Bewegungsgeschwindigkeiten und Arten des Lotgewichtsauswurfes durch akustische Verfolgung der Lotgewichtsbewegung bestimmen.
Hierzu kann man von Loten mit schwenkbarer Strahlrichtung Gebrauch machen. Gegebenenfalls wird man auch für die Eichmessung selbst solche Speziallote verwenden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Eichung von Echoloten zur akustischen Tiefenmessung, bei dem ein reflektierender Prüfträger in einer mechanisch gemessenen Entfernung in das Schallmedium, vorzugsweise Wasser, eingetaucht und mit dem zu eichenden Echolot angelotet wird, worauf beide Messungen miteinander verglichen werden, dadurch gekennzeichnet, daß vom Vermessungsfahrzeug im Bereich des Lotrichtkegels eine Lotleine mit Lotgewicht ausgeworfen und, unabhängig von der Neigung der Lotleine zur Vertikalen, das Echo des Lotgewichtes angezeigt und durch Korrektur der Zeitablenkung des Echolotgerätes mit dem an der Lotleine ablesbaren Längenwert zur Deckung gebracht, oder daß aus dem an der Echoskala vom Lotgewichtecho angezeigten Abstandswert und dem Längenwert an der Lotleine ein entsprechender Korrekturfaktor abgeleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch I, gekennzeichnet durch die Verwendung von Echoloten mit schwenkbarer Strahlrichtung zur akustischen Abstandsmessung des Lotgewichtes.

Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 399 795.