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Vorrichtung zur Entfernungsmessung nach der Edlolotmethode Zusatz
zum Patent 900 069
Die Erfindung bezieht sich auf eine weitere Ausbildung der im
Patent 900069 beschriebenen Vorrichtung zur Entfernungsmessung nach der Echolotmethode.
Es ist bekannt, Echolote mit mehreren verschieden großen Meßbereichen zu versehen,
um einerseits kleinere Entfernungen genügend genau anzuzeigen, anderseits aber auch
große Entfernungen eindeutig messen zu können.
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Diese Einrichtung hat den Nachteil, daß bei Benutzung des kleinen
Meßbereiches Fehlmessungen auftreten können, wenn die tatsächliche Entfernung größer
ist als der kleine Meßbereich. Zwar wird im allgemeinen eine Unsicherheit darüber,
ob der Meßwert in dem einen oder anderen Bereich liegt, nicht vorliegen. Ist z.
B. ein kleiner Meßbereich von 100 m vorgesehen und eine Anzeige von 20 vorhanden,
so wird nach der Seekarte meist ohne weiteres zu entscheiden sein, um welche der
verschieden möglichen Entfernungen von 20, 120, 220 m usw. es sich handelt. Im Hinblick
auf diese Tatsache hat man deshalb auch schon vorgeschlagen, zuliebe eines einfacheren
und billigeren Aufbaus und einer übersichtlichen Skalenanordnung auf mehrere Meßbereiche
ganz zu verzichten und ständig mit einem verhältnismäßig kleinen Meßbereich zu arbeiten,
der in jedem Falle die gewünschte Meßgenauigkeit gewährleistet, und dabei die Eindeutigkeit
der Anzeige durch Beobachtung eines Kontrollwertes zu erreichen, der sich bei einer
vorübergehenden willkürlichen änderung
des Zeitmaßstabes ergibt.
Diese Art der Kontrolle erfordert jedoch ein verhältnismäßig hohes Maß an Geschicklichkeit
und Überlegung.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Meßeinrichtung so auszubilden,
daß die Anzeige in dem kleinen Meßbereich mit hoher Lotfolge möglichst ständig durch
eine einfache und unmißverständliche Kontrollmessung ergänzt wird. Hierzu bietet
die Anordnung zweier verschiedener Zeitgebersysteme, wobei das elektrische Zeitgebersystem
z. B. mit dem Antrieb des mechanischen Systems gekoppelt ist, nämlich eines mechanischen
und eines elektrischen, nach dem Hauptpatent eine besonders vorteilhafte Möglichkeit,
indem gemäß der Erfindung eines der beiden Systeme die Entfernung in einem kleinen
Meßbereich und das andere System in einem großen umfassenden Meßbereich anzeigt
und die Lotfolge hierbei von einer schnellen Folge für den kleinen Meßbereich auf
eine langsame Folge für den großen Meßbereich umschaltbar ist. Zur Kontrollmessung
wird vorteilhaft das elektrische Zeitgebersystem benutzt, da dieses am besten geeignet
ist, auch nach Beendigung der eigentlichen Kontrollmessung die wahre Entfernung
bleibend anzuzeigen. Die Kontrollmessung kann völlig selbsttätig erfolgen, indem
die Umschaltung der Lotfolge nach einem vorgegebenen Zeitprogramm durchgeführt wird.
Der Benutzer hat sich dann um die Einschaltung der Lotfolgen und verschiedenen Meßbereiche
überhaupt nicht mehr zu kümmern und genießt trotzdem die Vorteile hoher Anzeigegenauigkeit
durch die schnelle Lotfolge und den kleinen Meßbereich sowie ständige Eindeutigkeit
der Anzeige. Die Verwendung verschiedener Zeitgebersysteme nach dem Hauptpatent
bringt gleichzeitig den Vorteil erhöhter Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit
sowie der Möglichkeit zum Anschluß verschiedener Tochtergeräte. Bei alledem zeichnet
sich das Gerät durch verhältnismäßig einfache und übersichtliche Bauweise aus.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht.
Das dargestellte Echolotgerät besteht im wesentlichen aus einer Sendevorrichtung
zum Aussenden von Schallimpulsen bestimmter Frequenz in regelmäßigen Zeitabständen,
einer Empfangsvorrichtung für die zurückkehrenden Echos und einer Zeitmeßvorrichtung
zur Bestimmung der Laufzeit der Echos bzw. der vom Schall zurückgelegten Wegstrecke.
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Die Sendevorrichtung besteht aus einem Schwinger 1, z. B. einem Magnetostriktionsschwinger,
zum Aussenden von Schallwellen bestimmter Frequenz, dessen Erregerstromkreis 2 durch
einen umlaufenden Nocken 3 und Kontakte 4 in bestimmten Zeiträumen zur Erzeugung
kurzer Schallimpulse geschlossen wird.
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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 Relaisrohrs über einen
Über trager eingeschalteten Neonrohr 8 als Anzeigeglied.
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Zur Messung der Schallaufzeit bzw. Entfernung ist eine mit der Antriebswelle
des Sendenockens 3 gekoppelte Scheibe 9 vorgesehen, auf der das Neonrohr 8 als Zeiger
befestigt ist. Die Stelle, an der sich das Neonrohr bei Echoankunft befindet, ist
ein genaues NI aß für die seit SC-hallaussendu*g verflossene Zeit. Die Entfernung
wird heim Aufblitzen des Neonröhrchens 8 an einer die Scheibe 9 umschließenden Skala
10 angezeigt.
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Außer diesem mechani'schen - Zeitgebersystem ist nach ein elektrisches
Zeitgebersyste-m vorgesehen, bestehend aus einer Spannungsquelle, deren Spannung
im Augenblick der Sch,allaussenSdung Null ist und sodann bis zur nächsten Schallaussend,ung
gesetzmäßig anwächst, so daß sie in jedem Augenblick ein Maß für die seit der Schallaussendung
verflossene Zeit darstellt. Durch ein im Anodenkreis des Relaisrohrs 7 vorgesehenes
Relais I I wird diese Zeitgeberspannung im Augenblick,der Echoankunft mit an verschiedenen
13eoleachtungsste}len angebrachten Spannungsmessern 12, 13 verbunden.
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Parallel zu diesen Spannungsmessern liegen Kondensatoren I4, I5, die
die jeweilige, bei Echoankunft durch das Relais Ir an die Spannungsmesser gelegte
Spannung his zur Ankunft des nächsten Echos festhalten.
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Als Spannungszeitgeber ist im dargestellten Beispiel ein Kondensator
I8 vorgesehen, der bei Schall au;ssendung durch einen Nocken 19 und Kontakte 25
kurzgeschlossen und sodann von einer Ladestromquelle 20 über einen Witderstand 2I
langsam aufgeladen wird. Der Kondensator It8 ist wesentlich größer als die spannunghaltenden
Kondensatoren 14, 15, so daß er beim Anlegen dieser Koudensatoren und der Spannungsmesser
I2, I3 seine Spannung nicht in unzulässigem Maße ändert.
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Der umlaufende Zeitgeber 8 arbeitet mit kleinem Meßbereich über loo
m hei schneller Lotfolge, der elektrische Zeitgeber dagegen mit groBem Meßbereich
von I bis 500 m bei langsamer Lotfolge.
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Zu diesem Zweck ist ein zweiter Sendenocken 27 mit Kontakten 28 vorgesehen.
Die Sendenocken 3, 27 werden mit verschiedener Geschwindigkeit über ein Getriebe
22 von einem gemeinsamen Motor 23 aus angetrieben, und der Sendestromkreis wird
selbsttätig durch eine langsam umlaufende Nockenscheibe 24 mit Umschalter 29 in
regelmäßiger Zeitfolge wechselweise über den Sendeschalter 3, 4 für die schnelle
Lotfolge oder diesen und den Sendeschalter 27, 28 für die langsame Lotfolige geschlossen.
Diese Zeitfolge kann beispielsweise tSO gewählt werden, daß in ununterbrochenem
Wechsel während einer Dauer von 5 Minuten die schnelle Lotfolge und während I Minute
die langsame Lotfolge wirksam ist. Der umlaufende Zeitgeber 8 bleibt ständig eingeschaltet,
so daß er auch bei der langsamen Lotfolge die eintreffenden Echos zur Anzeige bringt.
Der elektrische Zeitgeber dagegen wird während der schnellen Lotfolge durch Kurzschließen
der W'icklung des Relais 1 1 vermittels
eines Nockenkontaktes 26
vom Empfang abgeschaltet, damit die richtige Entfernungsanzeige der langsamen Lotfolge
erhalten bleibt. Bei einer Entfernung von z. B. 110 m werden an der Skala 10 durch
den umlaufenden Zeitgeber 10 m Entfernung angezeigt, während die Spannungsmesser
I2, I3 die wahre Entfernung von 110 m anzeigen und dadurch Irrtümer bei der Ben,utzulng
des mechanischen Zeitgebersystems ausschließen. Einer der Spannungsmesser I2, I3
ist zweckmäßig unmittelbar neben der Anzeigevorrichtung des mechanischen Zeitgebers
anzubringen, um die ständige Kontrolle dieser Anzeige zu gewährleisten.
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Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Beispiel beschränkt,
vielmehr sind nodh mancherlei Abänderungen und auch andere Ausführungen möglich.
So kann man den elektrischen Zeitgeber auch milt einer Relaisschaltung verbinden,
welche den jeweiligen Entfernungslirreich durch Zahlen o, 100, 200 usw. zur Anzeige
bringt, die an geeigneter Stelle des mechanischen Meßsystems angezeigt werden und
dessen Anzeige ergänzen. An Stelle eines umlaufenden Neonröhrchers kann auch ein
mechanischer Zeitgeber anderer Art vorgesehen sein, z. B ein mechanisches Schreibsystem.
In diesem Fall wird zweckmäßig das elektrische Zeitgebersystem benutzt, um durch
Aufdrucken des Meßbereiches auf den Registrierstreifen die Eindeutigkeit der Tiefenkurve
sicherzustellen.