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Zeitmeßgerät, insbesondere Echolotgerät, mit Teilmeßbereichen
Bei Echoloten
mit periodischer Aussendung von Lotimpulsen in bestimmten Zeitabständen T ist die
größte eindeutig zu losende Wassertiefe gegeben durch dmax = c/2T, worin c die Schallgeschwindigkeit
im Wasser ist.
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Bei gegebener Skalenlänge oder, bei aufzeichnenden Geräten, gegebener
Papierbreite fällt die Teilung einer den ganzen Meßbereich umfassenden Skala leicht
zu eng aus. Um eine genauere Ablesung zu ermöglichen, wird gewöhnlich der Gesamtbereidh
in eine Anzahl von Teilmeßbereichen aufgeteilt und mit einem Wahlschalter jeweils
der Teilmeßbereich eingestellt, in den die anzuzeigende Meeres tiefe fällt. Bei
geeigneter Wahl der Teilmeßbereiche, etwa o bis 100, IQ0 bis 200, 200 bis 300m usf.,
kann die gleiche Skalenteilung für alle Bereiche dienen, nur die Bezifferung ändert
sich entsprechend der Wahlschalterstellung.
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Wenn die Meerestiefe gerade um die Grenze zweier Tlmeßbereiche pendelt,
ist häufiges Umschalten von einem Bereich zum anderen notwendig.
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Insbesondere bei schreibenden Lotgeräten gibt man daher den Teilmeßbereichen
eine überlappung, z. B. in der Art, daß bei Einsohaltung des ersten Teilmeßbereiches
auf der zur Verfügung stehenden Papierbreite Tiefen von o bis I20 m aufgezeichnet
werden, bei dem zweiten Teilmeßbereich solche von 100 bis 220 m, beim dritten von
200 bis 320 m usf. jedem Teilmeßbereich ist ein mehr oder weniger gegen den Zeitpunkt
der Aussendung verschobenes Zeitintervall zugeordnet. Überlappen sich die Teil-
meßbereiche,
so ist dies auch bei den Intervallen der Fall.
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Bei der meist gebräuchlichen Ausführungsform der Echolote, die auch
der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, wird ein gleichmäßig umlaufender Träger
benutzt, der ein damit verbundenes Anzei oder Aufzeichnungsbild periodisch längs
einer Skala bzw. über einen Aufzeichnungsstreifen bewegt, wobei synchron zu der
Bewegung des Trägers ein Sohwingungsimpuls ausgesandt wird.
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Bei Echolotsehreibern dieser Art ist es bekannt, verschiedene Teilmeßbereiche
einzustellen, indem die Aussendung des Lotimpulses im Verhältnis zur Bewegung des
Schreibgriffels um verschieden lange Zeiten vorverlegt wird. Die zeitliche Zuordnung
des Anfangssignals der zu messenden Zeitspanne zur Bewegung eines Anzeigegliedes
bzw. dessen Trägers ist bei dieser bekannten Ausführungsform veränderlich.
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Weiter ist es bei Echolotschreibern mit einem umlaufenden Träger
bekannt, während eines Umlaufs mehrere gleichartige Zeitmessungen vorzunehmen, wozu
mehrere Aufzeichnungsgriffel am Träger in dessen Laufrichtung versetzt angeordnet
werden. Jedesmal, wenn ein Griffel einen bestimmten Punkt der gemeinsamen Umlaufbahn
aller Griffel durchläuft, wird ein Lotimpnis ausgelöst, und die nachfolgend empfangenen
Echos werden von dem betreffenden Griffel aufgezeichnet. Allgemein üblich ist ferner
bei Echolotschreibern, nur einen Teil der Lotperiode für Meßzwecke auszunutzen,
wobei der Schreibgriffel nur in dieser Zeit an den Eohoempfänger angeschaltet ist.
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Das Wesen der Erfindung besteht darin, bei einem derartigen Zeitmeßgerät
mit mehreren in Richtung der Bewegung versetzten Aufzeichnungs-oder Anzeigegliedern
die Versetzung der einzelnen Glieder gegeneinander gemäß der gewünschten Lage der
Teilmeßbereiche zu bemessen und jedes Glied einzeln über einen Wahlschalter an den
Endsignalstromkreis anzuschalten.
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Wesentlich ist dabei, daß bei einer bestimmten Wahlschalterstellung
nur Anzeigen aus dem betreffenden Teilmeßbereich möglich sind ; d. h., in den den
einzelnen Teilmeßbereichen zugeordneten Zeitintervallen wird nur das zugehörige
Aufzeichnungs- oder Anzeigeglied mit Strom versorgt.
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Der Betätigungsstrom wird den Aufzeichnungs-oder Anzeigegliedern
in an sich bekannter Weise über Gleitkontakte und Gleitblahnen zugeführt.
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Dabei sind verschiedene Anordnungen möglich.
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Es können entweder mit den Aufzeichnungs-oder Anzeigegliedern verbundene
Gleitkontakte sich mit dem Träger bewegen und die Gleitbahn oder Gleitbahnen feststehen,
oder es können auch mit den Aufzeich.nungs- oder Anzeigegliedern verbundene Gleitbahnen
sich mit dem Träger bewegen und der oder die Gleitkontakte fest angeordnet sein.
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Die Gleitkontakte und Gleitbahnen arbeiten so zusammen, daß sie bei
Bewegung des Trägers für die Aufzeichnungs- oder Anzeigeglieder nur wäihrend der
Zeit eine Verbindung herstellen, die dem Teilmeßbereich, für den dieses Glied vorgesehen
ist, zugeordnet ist. Über denWahlsohalter wird der Betätigungsstrom jeweils einer
der feststehenden Gleitbahnen oder einem der feststehenden Gleitkontakte zugeführt,
wodurch es möglich ist, ein bestimmbes Aufzeichnungs- oder Anzeigeglied und einen
bestimmten Teilmeßbereich auszuwählen. Die Überlappung der T,eilmeßbaereiche macht
bei dieser Anordnung keine besonderen Maßnahmen notwendig.
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Aus konstruktiven Gründen ist es manchmal notwenig, eine gemeinsame,
feststehende Gleitbahn oder einen ebensolchen Gleitkontakt für die Stromzuführung
zu den verschiedenen Aufzeichnungs-oder Anzeigegliedern vorzusehen. In diesem Fall
wird der Anzeigestrom zu dem gemeinsamen Kontaktglied über in parallelen Zweigen
liegende Schaltkontakte geführt, die selbsttätig bei Umlauf des Trägers betätigt
werden und einen Stromdurchgang n.ur während der einem Teilmeßbereiah zugeordneten
Zeit zulassen. Für jeden Teilmeßbereich ist also ein besonderer Parallelzweig mit
einem Schaltkontakt vorhanden, der mit einem der Pole des Wahlschalters verbunden
ist, während die anderen Enden der Parallelzweige an dem gemeinsamen Kontaktglied
liegen.
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In diesem Fall ist zwecks einer nur von der Stellung des. Wahlschaliers
abhängigen Stromversorgung eines bestimmten Auf2eichnungs- oder Anzeigegliedes die
Gleitbahn quer zur Bewegungsrichtung der Gleitkontakte so geteilt, daß niemals zwei
Gleitkontakte gleichzeitig mit einem Gleitbahnteil Verbindung haben können.
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Die Erfindung werde an einem Ausfüihrungsbeispiel erläutert. Es zeigt
Abb. 1 ein Echolotgerät zum Aufzeichnen der Tiefenkurve in Teilmeßbereichen, Abb.
2 ein dazugehöriges. Sohaltdiagramm.
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Bei dem Gerät nach Abb. I läuft ein aus einem biegsamen Band 1 bestehender
Träger über zwei Rollen 2 und 3, von denen die Rolle 2 durch einen nicht gezeigten
Motor über dieWelle4 gleichmäßig angetrieben wird und das Band schlupffrei mitnimmt.
Uber ein Zahnradgetriebe 5, 6 wird eine Welle 7 so angetrieben, daß eine Umdrehung
einem Umlauf des Bandes 1 entspricht. Welle 7 trägt Schaltnocken 8, 9, von denen
der Nocken 8 durch Schließen eines Kontaktes 10 einen Generator II kurzzeitig einschaltet,
so daß Sender 12 einen Schallimpuls aussenden Schaltnocken 9 betätigt Schaltkontakte
I3 bis. I6. Die Echos werden aufgenommen von einem Empfänger I7, in einemSchreibverstärker
18 verstärkt und dem elektrisch empfindlichen Aufzeichnungspapier 20 einerseits
über eine Platte 2I, andererseits über einenWahlschalter I9, die Schaltkontakte
I3 bis I6, Gleitbahnen 22, 23, Gleitkontakte 24, 25 und Griffel 26, 27 zugeführt.
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Ein Umlauf des Bandes I entspreche einer Wassertiefe von 400 m. Die
Teilmeßbereiche sind zu 100 m, ohne die Überlappung, gewählt. Um den Meßbereich
auszunutzen, müßten also vier Teilmeßbereiche vorhanden sein. Einfachheitshalber
sind in dem gezeigtenAusführungsbeispiel nur zwei aufeinanderfolgende Teilmeßbereiche
angenommen.
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Einschließlich der Überlappung gestattet der erste bei Schalterstellung
191 mit Griffel 26 den Bereich von o bis I20-m, der zweite bei Schalterstellung
19II-mit Griffel 27 den Bereich von 100 bis 200 m aufzuzeichnen. Im letzten Fall
sind zu den Tiefenzahlen o, 100, 120 m auf dem Schreibstreifen 20 je 100 m hinzuzuzählen.
Der Abstand der beiden Griffel entspricht 100 m der Skala. Beide Griffel sind als
im Überlappungsbereich befindlich dargestellt. Wäre nur eine einheitliche Gleitbahn
an Stelle der geteilten 22, 23 vorhanden, so wäre diese für die Dauer der Überlappung
für beide Schalterstellungen 191 und 1911 mit dem Ausgang des Schreibverstärkers
verbunden, und die Tiefen aus dem Bereich von 100 bis 120 m würden jedesmal von
beiden Griffeln, also doppelt aufgeschrieben. Durch Teilen der Gleitbahn und Verbindung
der Teile mit dem Schreibverstärker über die bei der Bewegung der Griffel über das
Papier nur zu bestimmten Zeiten geschlossenen Schaltkontakte 13 bis I6 ist erreicht,
daß nur einer der bei'den Gleitbahnteile 22, 23 Strom führt, solange sich beide
Griffel auf dem Papier befinden, daß also nur leiner davon eine Aufzeichnung bewirken
kann. Welcher dieses ist, hängt wiederum von der Stellung des Schalters 19 ab. Bei
Schalterstellung 19I kann nur Griffel 26, bei Schalterstellung 1911 nur Griffel
27 schreiben. Wenn sich einer der Gleitkontakte in der Nähe derTrennstelle der Gleitbahnteile
befindet, sind für eine gewisse Zeit beide Teile stromführend. Dieses ist erforderlich,
damit keine Unterbrechung der Aufzeichnung entsteht. Aus dem gleichen Grunde wird
man dieGle,itkontakte24 und 25 so breit ausführen, daß beim Überlaufen über die
Trennstelle stets Kontakt mit einem derGleitbahnteile vorhanden ist.
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Die genaue Arbeitsweise der Kontakte I3 bis I6 ist am besten aus
dem Schaltdiagramm Abb. 2 zu ersehen. Das Weg-Zeit-Diagramm der beiden Griffel ist
durch je eine gerade Linie dargestellt.
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Waagerechte Linien mit den Bezeichnungen o, 100, 120 m zeigen die
Stellungen von Griffel 26 für diese Tiefen an bzw. von Griffel 27 für die Tiefen
100, 200, 220 m. Die nahezu quadratischen Flächen mit den Bezeichnungen 191, I3,
22 usw. zeigen an, auf welchem Teil seines möglichen Weges ein willkürlich bewegter
Griffel zu bestimmten Zeiten mit dem Schreibverstärker verbunden sein würde. Die
eingeschriebenen Zahlen beziehen sich auf die an der Verbindung beteiligte Stellung
des Schalters 19 sowie die mitwirkenden Schaltkontakte und Gleitbahnteile. Wie man
sieht, ist bei jeder Stellung des Schalters 19 die Stromversorgung eines und nur
eines Griffels während seines Überlaufs über das Papier gesichert.
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Es ist ohne Schwierigkeit möglich, die Schaltung so zu erweitern,
daß man mit vier Griffeln und vier Teilmeßbereichen arbeiten kann.
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Erhöht man aus irgendwelchen Gründen die Zahl der Teilmeßbereiche
darüber hinaus, so wird die Überlappungszeit größer. Damit auch dann immer immer
nur ein Griffel schreibt, muß eine drei- oder mehrteilige Gleitbahn vorgesehen werden,
deren Teile nacheinander durch entsprechende Schaltkontakte mit dem Schreibhverstärker
verbunden werden.
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Erfolgt während des Umlaufs des Trägers mehrmals eine Schallaussendung,
so müssen die Scihaltkontakte mit der dadurch gegebenen Periode arbeinen. Würde
man bei dem Gerät nach Abb. I ein Band doppelter Länge mit einer entsprechend vermehrten
Zahl von Griffeln verwenden, so erhielte man ein Ausführungsbeispiel dieser Art.
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Die Erfindung beschränkt sich nicht auf Echolotgeräte der gezeigten
Art, kann vielmehr auch Anwendung finden bei solchen, wo die Griffel am Umfang einer
rotierenden Scheibe angeordnet sind, oder bei solchen, die die Tiefe durch ein Lichtsignal
anzeigen, ferner auch bei Kurzzeitmessern allgemein, die sich überlappende Teilmeßbereiche
und wahlweise benutzte Aufzeichnungs- oder Anzeigeglieder aufweisen.
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PATENTANSPRSCHE: I. Zeitmeßgerät, insbesondere Echolotg.-ät, mit
nacheinander einschaltbaren, gegeneinander versetzten Teilmeßbereichen, mit einem
gleichmäßig umlaufenden Träger für mehrere in Laufrichtung. versetzt angeordnete
Aufzeichnungs- oder Anzeigeglieder, synchron zu deren Bewegung u.nd mit gleichbleibender
zeitlicher Zuordnung dazu das Anfangssignal für die zu messende Zeitspanne erzeugt
wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Versetzung der einzelnen Glieder gegeneinander.
gemäß der gewünschten Lage der Teilmeßbereiche bemessen und jedes Glied einzeln
über einen Wahlschalter an den Endsignalstromkreis anschaltbar ist.