DE975476C - Echolotvorrichtung fuer Unterwasserschall - Google Patents

Description

• Echolotvorrichtung für Unterwasserschall Die Erfindung betrifft eine Echolotvorrichtung für Unterwasserschall mit einer um eine vertikale Achse drehbaren Schwingeranordnung, mit welcher man nicht nur in horizontaler Richtung, sondern auch senkrecht und in schräger Richtung nach unten Peilungen bzw.
• Entfernungsmessungen vornehmen kann.
• Es ist bekannt, einen horizontal gerichteten Schwinger oder eine solche Schwingergruppe um eine vertikale Achse drehbar anzuordnen, um eine Peilung und Entfernungsmessung in der Horizontalebene vorzunehmen. Es sind ferner Vorrichtungen bekannt, bei denen die Schwinger nicht nur um eine vertikale, sondern außerdem auch noch um eine horizontale Achse drehbar sind. Mit diesen Vorrichtungen kann sowohl der Seitenwinkel als auch der Tiefenwinkel bestimmt werden; sie erfordern aber einen verhältnismäßig komplizierten Führungsmechanismus, der ihren Aufbau und ihre Bedienung erschwert. Zudem sind die Lager der horizontalen Achsen der Schwinger entweder dem korrodierenden Einfluß des Seewassers ausgesetzt, oder aber es ist eine Verkleidung der Schwinger mit einem wasserdichten Gehäuse erforderlich, dessen Inneres mit einer nicht korrodierenden Flüssigkeit gefüllt werden muß.
• Die Erfindung setzt sich die Schaffung einer einfachen, mit starr eingebauten Schwingern arbeitenden Schwingeranordnung zum Ziel, die als Ganzes um eine vertikale Achse schwenkbar ist und die ohne Verwendung zusätzlicher Hilfsmittel außer der Bestimmung des Seitenwinkels auch eine angenäherte Bestimmung des Tiefenwinkels ermöglicht. Eine solche Vorrichtung hat für den praktischen Gebrauch nicht nur den Vorteil einer besonders einfachen Bedienung, sondern auch den besonders großer Betriebssicherheit und Lebensdauer der im Wasser befindlichen Schwingergruppen und ihrer Halterung, da diese keine Drehlager enthält. Dabei ergibt sich auch der besondere Vorteil, daß an den im Wasser liegenden Teilen keine drehbaren Kabeldurchführungen benötigt und somit die Meßkabel besonders stark geschont werden. Außerdem ist es mit der Echolotvorrichtung nach der Erfindung möglich, eine sehr schnelle Abtastung des gesamten Wasserraumes durchzuführen, da für eine bestimmte Seitenrichtung der Tiefenwinkelbereich in seiner gesamten Ausdehnung gleichzeitig aufgefaßt wird und zur Anzeige gelangt.
• Erfindungsgemäß sind bei einer Echolotvorrichtung der eingangs genannten Art auf einem um die vertikale Achse drehbaren Körper mindestens drei unter verschiedenen Winkeln gegen die Vertikale geneigte Schwinger oder Schwingergruppen und eine Anzeigevorrichtung zur gemeinsamen Anzeige der von den verschiedenen Schwingern oder Schwingergruppen stammenden Echoimpulse vorgesehen.
• Als Anzeigevorrichtung wird in einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens ein Registriergerät benutzt, auf dessen Schreibvorrichtung die Echolotempfänger gleichzeitig oder in schneller Folge nacheinander zur Einwirkung gebracht werden. Auf diese Weise ist es möglich, die aus den verschiedenen Richtungen des Raumes stammenden Echoimpulse getrennt voneinander aufzuschreiben und miteinander zu vergleichen.
• Eine für diesen Zweck besonders günstige Ausführungsform besteht darin, daß die den verschiedenen Empfängern zugeordneten Echoimpulse auf verschiedene Streifen des Registrierpapiers aufgezeichnet werden.
• Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnungen erläutert. In Fig. I und 2 sind Ausführungsbeispiele der Erfindung mit in drei verschiedene Raumrichtungen wirkenden Schwingern dargestellt; Fig. 3 a und 3b zeigten die Wirkung der in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung bei Verwendung verschiedener Wellenlängen für die Meßimpulse; in Fig. 4 ist ein Registriergerät für die aufeinanderfolgende Registrierung der aus den verschiedenen Raumrichtungen kommenden Echoimpulse dargestellt, wobei jeder Raumrichtung ein gesonderter Paralleistreifen des Registrierpapiers zugeordnet ist.
• Gemäß Fig. I ist die vertikale schwenkbare Welle 2, an deren unterem Ende das Gehäuse 3 der Schwingeranordnung montiert ist, durch einen Durchbruch des Schiffsbodens I geführt. Die Welle 2 mit der Schwingeranordnung kann durch eine nicht dargestellte Vorrichtung um ihre vertikal verlaufende Achse gedreht werden. In dem Gehäuse 3 sind mehrere Gruppen von Schwingern angeordnet, deren eine, 4, 4', mit dem Maximum ihrer Richtcharakteristik annähernd in horizontale Richtung weist, wie dies durch den Pfeil 4" angedeutet ist. Die beiden Schwinger 5, 5' sind, wie der Pfeil 5" andeutet, vertikal nach unten gerichtet, während die Richtcharakteristik der schräg eingebauten Schwinger 6, 6' gemäß dem Pfeil 6" unter einem Winkel von 45" nach unten gegen die Vertikale geneigt ist.
• Fig. 2 zeigt eine Anordnung, bei welcher jeweils ein einziger Schwinger 7, 8 bzw. 9 in leicht gegen die Horizontale geneigter vertikaler bzw. schräger Richtung angeordnet ist. In diesem Fall kann jeder der Schwinger abwechselnd als Sender und Empfänger für Schallwellen betrieben werden, wie dies an sich bekannt ist, oder auch zum Empfangen von Signalen beim Richtungshören dienen. Im eingefahrenen Zustand kann man mit den in Fig. I und 2 dargestellten Vorrichtungen eine Lotung nach unten durchführen.
• Bei der in Fig. 2 dargestellten Anordnung liegt der schräg nach unten gerichtete Schwingerg zwischen den Schwingern 7 und 8. Dabei ergibt sich die in Fig. 3 a dargestellte Lage der Richtcharakteristiken 7a, 8a und ga bzw. 7b, 8b und gb.
• In Fig. 3 a ist der Fall dargestellt, daß die Schwinger mit einer verhältnismäßig großen Wellenlänge, beispielsweise mit ihrer Grundwelle, betrieben werden.
• In diesem Falle überlappen sich die Richtcharakteristiken, so daß der ganze zwischen der Vertikalen und der Horizontalen liegende Winkelraum von ihnen überdeckt wird. Werden die Schwinger mit einer höheren Frequenz und entsprechend kürzeren Wellenlängen betrieben, beispielsweise mit der ersten oder zweiten Oberwelle, so ergibt sich gegenüber Fig. 3 a eine schärfere Richtwirkung, wie dies in Fig. 3 b dargestellt ist. In diesem Falle überdecken sich die Richtcharakteristiken nicht.
• Durch abwechselnde Verwendung der in Fig. 3 a und 3b dargestellten Richtcharakteristiken ist es möglich, einen in dem angepeilten Winkelraum befindlichen Gegenstand zunächst durch Grobpeilung festzustellen und dann durch Feinpeilung genauer zu lokalisieren. Es kann dazu auch eine Schaltvorrichtung vorgesehen sein, durch die jeweils nur einer der Schwinger zur Wirkung auf das Anzeigegerät gebracht werden kann.
• Gemäß Fig. 4 ist für eine Schwingeranordnung, wie sie in Fig. I oder 2 dargestellt ist, eine gemeinsame Registriervorrichtung mit dem Registrierstreifen I0 vorgesehen, auf welchen der Schreibstift II einwirkt.
• Das Gerät arbeitet in an sich bekannter Weise nach den Funkenregistrierverfahren, derart, daß bei Eintreffen eines Lotimpulses eine Marke auf dem Registrierpapier I0 aufgezeichnet wird. Der Schreibstift II ist auf einem endlosen, über zwei Rollen geführten und gleichmäßig umlaufenden Band 12 befestigt, welches mit Nocken 13, I4, 15 versehen ist. Die Nocken wirken nacheinander auf den Sendekontakt I6 ein, derart, daß bei Schließung dieses Kontakts ein elektrischer Impuls vom Generator 20 und ein Schallimpuls von den an den Generator angeschlossenen Schwingern 7, 8 und 9 abgegeben wird. Die von den angepeilten Objekten reflektierten Echoimpulse werden von den Empfängern 7', 8', 9' in elektrische Impulse umgesetzt, in den Verstärkern I7, I8 und 19 verstärkt und den Kontaktschienen 21, 22, 23 des Registriergerätes zugeleitet. Beim Eintreffen eines Meßimpulses ist über eine der Kontaktschienen sowie über die Kontaktfahne 24 und den Schreibstift II die leitende Verbindung mit dem Registrierstreifen bzw. mit dessen an Masse liegender Führungsfläche hergestellt. Dadurch, daß der Schreibstift mit seiner Kontaktfahne 24 nacheinander die Kontaktschienen 2I, 22, 23 passiert, werden nacheinander die von den verschiedenen Empfängern kommenden Impulse in verschiedenen nebeneinanderliegenden Horizontalstreifen des Registrierpapiers 10 aufgezeichnet.
• Die in Fig. 4 dargestellte Anordnung ist lediglich schematisch und kann im Rahmen der Erfindung sinngemäß abgeändert werden. So können z. B. die hier getrennt dargestellten Schwinger 7, 7' bzw. 8, 8' oder 9, 9' jeweils auch durch einen einzigen Schwinger ersetzt werden, der abwechselnd zum Senden und Empfangen benutzt wird, wie dies an sich bekannt ist.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Echolotvorrichtung für Unterwasserschall mit einer um eine vertikale Achse drehbaren Schwingeranordnung, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem um die vertikale Achse drehbaren Körper mindestens drei unter verschiedenen Winkeln gegen die Vertikale geneigte Schwinger oder Schwingergruppen vorgesehen sind und daß eine Anzeigevorrichtung zur gemeinsamen Anzeige der von den verschiedenen Schwingern oder Schwingergruppen stammenden Echoimpulse vorgesehen ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß als Anzeigevorrichtung ein Registriergerät vorgesehen ist, auf dessen Schreibvorrichtung die Echolotempfänger in schneller Folge nacheinander zur Einwirkung gebracht werden.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den verschiedenen Empfängern zugeordneten Echoimpulse auf verschiedenen Flächenteilen desselben Registrierstreifens aufgezeichnet werden.
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßimpulse von allen Schwingergruppen bzw. nach allen Richtungen des Raumes gleichzeitig ausgesendet, die Echoimpulse jedoch nacheinander registriert werden.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwinger so ausgebildet und angeordnet sind und mit einer solchen Wellenlänge betrieben werden, daß ihre Richtcharakteristiken in einer durch sie gelegten Vertikalebene zumindest in dem Winkelbereich zwischen der Vertikalen und der Horizontalen sich lückenlos aneinanderschließen bzw. überlappen.
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwinger mit einer großen Wellenlänge, beispielsweise der Grundwelle, und entsprechend breiter Richtcharakteristik oder mit einer kleinen Wellenlänge, beispielsweise der ersten Oberwelle, und entsprechend scharfer Richtcharakteristik wahlweise betrieben werden können.
7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Charakteristik eines Schwingers, beispielsweise einer Schwingergruppe, senkrecht nach unten, die Charakteristik eines zweiten Schwingers, beispielsweise einer Schwingergruppe, nahezu horizontal oder unter einem kleinen Winkel gegen die Horizontale gerichtet ist und daß ein dritter Schwinger bzw.

   Schwingergruppe vorgesehen ist, deren Charakteristik in die Richtung der Winkelhalbierenden der beiden anderen weist.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 5I8 747, 884 6I6, 491669, 506 4I9; USA.-Patentschrift Nr. 2 480 I99.