NO141281B - Ultralyd-detekteringsanlegg. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår forbedringer ved et ultralyd-detekteringsanlegg, særlig ved en såkalt avsøknings-sonar.

I en avsøknings-sonar utsendes et tog av ultralyd-bølgepulser

i alle omkretsretriinger, og de reflekterte bølger som kommer tilbake fra de respektive retninger, mottas av en mottager-anordning med roterende retningsavføling og indikeres sirkulært på en katodestråle-rør-skjerm. I en slik avsøknings-sonar er det kjent i tillegg til synlig indikasjon å indikere de respektive bølger hørlig. Imidlertid har den tidligere kjente hørlige indikasjon vært uhensiktsmessig for konsentrert detektering i et spesielt retningsområde i mangel av koordinering med den synlige indikasjon.

Følgelig er det en hensikt med den foreliggende oppfinnelse å skaffe et forbedret avsøknings-sonar-anlegg som 'gir både synlige og hørlige indikasjoner, idet disse er koblet sammen innbyrdes for å lette bruken av anlegget. Mer spesielt er hensikten med oppfinnelsen å skaffe en avsøknings-sonar hvor en radial lyslinje-markør beveger seg frem og tilbake innen et fastlagt retningsområde på katodestråle-rørets skjerm, og hvor der samtidig blir frembragt et hørlig signal hver gang lyslinje-markøren fanger den reflekterende gjenstand.

Denne hensikt kan oppnås ved et ultralyd-detekteringsanlegg som omfatter organer til å utsende et tog av ultralyd-bølgepulser i alle omkretsretninger, organer til ved hjelp av roterende retningsavfølin å motta de ultralyd-bølgepulser som reflekteres tilbake i de respektive retninger, og til å skaffe et mottagningssignal, og organer til å indikere mottagningssignalet på en katodestrålerør-skjerm som avsøkes sirkulært synkront med de utsendte ultralyd-bølgepulser, idet anlegget ifølge oppfinnelsen er karakterisert ved at det ytterligere omfatter organer til å frembringe et tog av lavfrekvenspulser, en reversibel tellerkrets til å telle lavfrekvenspulsene, organer til å invertere den reversible tellerkrets ved to forskjellige telleverdier hos tellerkretsen, organer til å indikere en radial lyslinje på katodestrålerør-skjermen som reaksjon på hvert tellings-utgangssignal fra tellerkretsen, og organer til å avtaste mottagningssignalet som reaksjon på hvert tellings-utgangssignal og til å frembringe et hørlig signal som reaksjon på det avtastede mottagningssignal, for derved å simulere en radial lyslinje som skal beveges frem og tilbake mellom to retninger svarende til de to forskjellige telleverdier hos den reversible tellerkrets, og samtidig å gi en hørlig informasjon om tilstedeværelsen av mottagningssignalet i lyslinjens retning.

Andre hensikter og trekk ved den foreliggende oppfinnelse vil bli beskrevet mer detaljert i det følgende under henvisning til tegningen. Fig. 1 er et blokkskjerna over en utførelsesform for ultralyd-detekteringsanlegget ifølge oppfinnelsen.

Fig. 2 er en skjematisk gjengivelse av et bilde som fremvises

på katodestrålerør-skjermen i anlegget på fig. 1.

Som vist på fig. 1 er en inngangsklemme 1 som skal kobles til en (ikke vist) mottagende ultralyd-transducer, forbundet med den ene inngang til en ELLER-krets 2, hvis utgang er forbundet med lyshetsklemmen 31 på et katodestrålerør 3. Til horisontal- og vertikal-av-bøyningselektrode-klemmene 32 og 33 hos katodestrålerøret 3 er der koblet utganger fra henholdsvis en sinusbølge-generator 4 og en cosi-nusbølge-generator 5. En utgangsklemme 61 for normal telling i en tellerkrets 6 som får et tog av urpulser tilført fra en referanse-urpulsgenerator 7, er direkte forbundet med styreinngangene til sinusbølge- og cosinusbølge-generatorene 4 og 5, og en annen, spesiell utgangsklemme 62 hos telleren 6 er via en annen tellerkrets 8 forbundet med modulasjonsinngangene til generatorene 4 og 5.

Utgangsklemmen 61 for normal telling i tellerkretsen 6 er også forbundet med én og én inngang til to koinsidenskretser 9 og 10,

hvis andre innganger er forbundet med henholdsvis en første og annen markør-innstillingsenhet 11 og 12. Utgangsklemmen på koinsidenskretsen 9 er via en frekvensdelerkrets 13 og en enkeltpuls-multi-vibratorkrets 14 forbundet med en ELLER-krets 15, og utgangsklemmen på koinsidensklemmen 10 er via en annen frekvensdelerkrets 16 og en annen enkeltpuls-multivibratorkrets 17 forbundet med den samme ELLER-krets 15. Utgangen fra ELLER-kretsen 15 er forbundet med en

annen inngang til ELLER-kretsen 2.

Utgangen 61 for normal telling i tellerkretsen 6 er videre forbundet med en første inngang til en koinsidenskrets 18, hvis annen inngang får signaler tilført fra en reversibel tellerkrets 19. Utgangsklemmen på koinsidenskretsen 18 er forbundet med én og én første inngang til to koinsidenskretser 21 og 22 hvis andre innganger er forbundet med hver sin utgang fra koinsidenskretsene henholdsvis 9 og 10, og utgangskiemmene på koinsidenskretsene 21

og 22 er videre forbundet med henholdsvis innstillingsklemmen Q og tilbakestillingsklemmen Q på en vippekrets 20 hvis utgang er forbundet med styreklemmen på den reversible tellerkrets 19. En generator 23 for urpulser med lav frekvens er forbundet med inngangsklemmen til tellerkretsen 19.

Utgangsklemmen på koinsidenskretsen 18 er også forbundet med en tredje inngang til ELLER-kretsen 15 og styreklemmen på portkretsen 24. Inngangsklemmen 1 til anlegget er også via portkretsen 24 og en modulatorkrets 25 forbundet med en lydsignalgenerator 27, f.eks. en høytaler. En hørefrekvens-generator 26 er forbundet med modulasjonsinngangen til modulatoren 25.

I det følgende vil virkemåten av anlegget på fig. 1 bli beskrevet under henvisning til både fig. 2 og fig. 1.

Tellerkretsen 6 teller pulser som har forholdsvis høy frekvens og tilføres fra generatoren 7 for referanse-urpulser, og leverer suksessivt et teller-utgangssignal i kodet form fra klemmen 61. Dette teller-utgangssignal tilføres suksessivt sinus- og cosinus-bølge-generatorene 4 og 5, og disse generatorer 4 og 5 frembringer henholdsvis sinus- og cosinus-bølgespenninger basert på deres kodede inngangssignaler. Da disse spennings-utgangssignaler tilføres henholdsvis horisontal- og vertikal-avbøyningselektrodene hos katode-strålerøret 3, beskriver elektronstrålen en sirkulær avsøkningslinje på fremviserskjermen.

Ved slutten av enhver opptelling svarende til en periode av sinus- og cosinus-bølgene eller til en omgang av den sirkulære av-søkning, fremskaffer tellerkretsen 6 også en enkeltpuls på klemmen 62 og blir samtidig tilbakestilt til nullstilling. Er anlegget f.eks. innrettet til å fullføre hver sirkulær avsøkning for en periode av 360 urpulser, frembringer tellerkretsen 6 ved klemmen 62 et tog av pulser som har samme frekvens som den sirkulære avsøkning, og telleren 8 vil derfor søke å telle omgangene av sirkulær avsøk-ning; Da teller-utgangssignalet fra tellerkretsen 8 tilføres generatorene 4 og 5 for å modulere amplitudene av sinus- og cosinusbølgene på samme tid, vil den sirkulære avsøkningslinje på fremviserskjermen ved slutten av hver omgang suksessivt øke sin diameter inntil tellerkretsen 8 blir tilbakestilt til null ved slutten av hver fastlagt opptelling.

Et mottagningssignal svarende til det ultralyd-bølgesignal som reflekteres tilbake til den mottagende ultralyd-transducer

(ikke vist), overføres fra klemmen 1 via ELLER-kretsen 2 til lyshetsklemmen 31 på katodestrålerøret 3 og indikeres som et lyst bilde i det sirkulære avsøkningsraster som fremkommer på fremviserskjermen. Da den ovennevnte fremgangsmåte til dannelse av et sirkulært avsøkt bilde er tidligere kjent, vil en ytterligere beskrivelse av den ikke bli gitt. Imidlertid skal det bemerkes at frekvensen av referanse-urpulsene fra generatoren 7 fortrinnsvis velges som et helt multiplum av frekvensen av de ultralyd-bølgepulser som utsendes fra den samvirkende ultralydsender (ikke vist), og linjefrekvensen for den sirkulære avsøkning ofte velges lik frekvensen av de utsendte ultralyd-bølgepulser for å oppnå en en-til-en korrespondanse mellom den utsendte puls og den sirkulære avsøkningslinje.

Teller-utgangssignalet fra tellerkretsen 6 tilføres også koinsidenskretsene 9 og 10 og sammenlignes med utgangssignalene fra henholdsvis første og annen markør-innstillingsenhet 11 og 12. Markør-innstillingsenhetene 11 og 12 er like i oppbygning og innbefatter et retningsangivelses-inngangsorgan, f.eks. et tastatur eller en vendebryter, og en digital-koder-anordning, og frembringer to forskjellige retnings-utgangssignaler i kodet form. Når der oppnås koinsidens jnellom de to inngangssignaler, frembringer koinsidenskretsene 9 og 10 koinsidenspulser som via de respektive frekvensdelerkretser 13 og 16, enkeltpuls-multivibratorkretsene 14 og 17

og de felles ELLER-kretser 15 og 12 tilføres lyshetsklemmen 31 på katodestrålerøret 3.

Da koinsidenskretsene 9 og 10 begge avføler koinsidens en

gang for hver sirkulær avsøkning, frembringer de like tog av koinsidenspulser med en felles frekvens lik linjefrekvensen for den sirkulære avsøkning. Imidlertid gir frekvensdelerkretsene 13 og 16 forskjellige frekvensdelingsforhold og frembringer følgelig to utgangssignaler som har forskjellig frekvens. Utgangspulsehe fra frekvensdeler-kretsene 13 og 16 blir ved enkeltpuls-multivibratorene

henholdsvis 14 og 17 på lignende måte formet til pulser av meget liten varighet. Utgangssignalene fra enkeltpuls-multivibratorene 14 og 17 indikeres på katodestrålerøret 3 som vist ved symbolene henholdsvis A og B på fig. 2. De viste markører A og B er hver sam-mensatt av et antall små segmenter av avsøkningslinjer som ligger i en bestemt radial avstand fra hverandre. På grunn av frekvensfor-skjellen mellom utgangssignalene fra frekvensdelerkretsene 13 og 16 vil de to markører A og B bare skille seg ved den ovennevnte

avstand. Hovedhensikten med å skaffe en slik avstandsforskjell mellom de to markører A og B er å gjøre det lett å sondre mellom start-punktet og sluttpunktet av det detekteringsområde som tidligere ble innstilt i første og annen markør-innstillingsenhet henholdsvis 11 og 12.

Ved eksempelet på fig. 2 er detekteringsområdet avgrenset mellom to vinkelretninger 120 og 240°, og anlegget er innrettet slik at hver sirkulær avsøkning svarer til 360 opptellinger av-urpulser. De to vinkelretninger 120 og 240° gir inngangssignaler ti3. hver sin markør-innstillingsenhet 11 resp. 12, og avledes derfra som kodede inngangssignaler som representerer numeriske verdier 120 og 240. Følgelig frembringer koinsidenskretsene 9 og 10 utgangssig-nåler f or.-hver 120de og 240de opptelling i tellerkretsen 6, og markørene' A og B vises ^ide^a^gitte stillinger. Ved dette eksempel er dessuten frekvensdelingsforholdene for frekvensdelingskretsene 13 og 16 valgt lik henholdsvis 1:2 og 1:3. Forholdet mellom avsøk-ningslinje-segmentenes avstander i markørene A og B er derfor vist lik omtrent 2/3 på tegningen.

Teller-utgangssigntf al■et fra tellerkretsen 6 sammenlignes også med teller-utgangssignalet fra den reversible tellerkrets 19 i koinsidenskretsen 18, og kolnsidens-utgangssignalet fra koinsidenskretsen 18 blir via ELLER-kretsene 15 og 21 tilført lyshetsklemmen hos katodestrålerøret 3 for å aktivere fremviserskjermen. Da frekven sen av urpulsene som telles av den reversible tellerkrets 19, er meget lav sammenlignet med frekvensen av de urpulser som telles i tellerkretsen 6, blir der på fremviserskjermen vist en radial markør C (fig. 2) som reaksjon på en spesiell telling i den reversible tellerkrets 19. Videre blir der vist en slik markør 6 for hvert teller-utgangssignal fra den reversible tellerkrets 19, så markøren C roterer i takt med tellingen i tellerkretsen 19.

På den annen side blir koinsidens-utgangssignalet fra koinsidenskretsen 18 også tilført koinsidenskretsene 21 og 22 som reak-

sjon på ethvert teller-utgangssignal fra den reversible tellerkrets 19 og her sammenlignet med koinsidens-utgangssignalene fra koinsidenskretsene henholdsvis 9 og 10. I dette tilfelle virker koinsidenskretsene 21 og 22 som OG-kretser, da begge inngangssignaler er enkle pulser som representerer "1" eller "0", og frembringer koinsidens-utgangssignaler når telleverdiene fra den reversible tellerkrets 19 stemmer overens med de telleverdier som svarer til markørene A og B, dvs. når den roterende markør C kommer til stil-lingene for markørene A og B. Koinsidens-utgangssignalet fra koinsidenskretsen 21 tilføres innstillingsklemmen hos vippekretsen 20 for å sette denne i "høy" tilstand, og koinsidens-utgangssignalet fra koinsidenskretsen 22 tilføres tilbakestillingsklemmen på

vippen for å vippe denne tilbake til "lav" tilstand. Da den reversible tellerkrets 19 er innrettet til å gi "tilvekst" som reaksjon på

den "høye" tilstand av vippekretsen 20 og "fradrag" som reaksjon på den "lave" tilstand av vippen, starter "tilveksten" ved markøren A og slutter ved markøren B, mens "fradraget" starter ved markøren

B og slutter ved markøren A. Følgelig blir den bevegelige» markør C svunget.frem og tilbake mellom markørene A og B.

Koinsidens-utgangssignalet fra koinsidenskretsen 18 blir dess-

uten tilført portkretsen 24 for a bringe denne i ledende tilstand. Dersom der forekommer et mottagningssignal på inngangsklemmen 1

mens portkretsen 24 er ledende, blir det via portkretsen 24 tilført lydsignalgeneratoren 27 etter å ha vært modulert i modulatorkretsen 25 med et passende hørefrekvenssignal tilført fra generatoren 26

for hørefrekvenssignaler. Således skaffer lydsignalgeneratoren 27, f.eks. en høytaler, et hørlig signal eller lydsignal som informerer om tilstedeværelsen av den reflekterende gjenstand i retning av markøren C.

Claims (6)

1. Ultralyd-detekteringsanlegg, omfattende organer til å utsende et tog av ultralyd-bølgepulser i alle omkretsretninger, organer til å motta de ultralyd-bølgepulser som reflekteres tilbake i de respek-tive retninger., ved hjelp av roterende retningsavføling og til å fremskaffe et mottagningssignal, og organer til å indikere mottag-

ningssignalet på en katodestrålerør-skjerm som avsøkes sirkulært synkront med de utsendte ultralyd-bølgepulser, karakterisert ved at anlegget ytterligere omfatter organer til å frembringe et tog av lavfrekvenspulser, en reversibel tellerkrets til å telle lavfrekvenspulsene, organer til å invertere den reversible tellerkrets ved to forskjellige telleverdier hos den reversible tellerkrets, organer til å indikere en radial lyslinje på skjermen som reaksjon på hvert teller-utgangssignal fra den reversible tellerkrets, og organer til å avtaste mottagningssignalet som reaksjon på hvert teller-utgangssignal og å frembringe et hørlig signal som reaksjon på det avtastede mottagningssignal, for derved å simulere en radial lyslinje som skal beveges frem og tilbake mellom to retninger svarende til de to forskjellige telleverdier fra den reversible tellerkrets, og samtidig å levere en hørlig informasjon om tilstedeværelsen av mottagningssignalet i lyslinjens retning.

2. Anlegg som angitt i krav 1, karakterisert ved at inverteringsorganet innbefatter en vippekrets for tilførsel av "høy"-nivå- og "lav"-nivå-utgangssignaler til den reversible tellerkrets, to koinsidenskretser for tilførsel av "innstillings"- og "tilbakestillings"-inngangssignaler til respektive innganger til vippekretsen, og organer forbundet med en første inngang til hver sin av koinsidenskretsene for å frembringe forskjellige kodede utgangssignaler, idet utgangen fra den reversible tellerkrets er forbundet med de respektive andre innganger til koinsidenskretsene.

3; Anlegg som angitt i krav 1, karakterisert ved at lyslinje-indikatororganet innbefatter en urpuls-generator til å frembringe urpulser i synkronismé med katodestrålerørets sirkulære avsøkning, en tellerkrets til å telle urpulsene, en koinsidenskrets til å sammenligne teller-utgangssignalet fra tellerkretsen med teller-utgangssignalet fra den reversible tellerkrets for å frembringe et koinsidens-utgangssignal, samt organer til å indikere koinsidens-utgangssignalet på katodestrålerør-skjermen.

4. Anlegg som angitt i krav 1 og 3, karakterisert ved at organet til avføling av mottagningssignalet innbefatter en portkrets som får mottagningssignalet tilført på sin ene inngang og styres av koinsidens-utgangssignalet, og at organene til å frembringe det hørlige signal innbefatter en hørefrekvens-generator, en modulator til å modulere utgangen fra hørefrekvens-generatoren med utgangssignalet fra portkretsen, og organer til å omforme utgangssignalet fra modulatoren til lyd.

5. Anlegg som angitt i krav 2, karakterisert ved at anlegget ytterligere innbefatter en urpuls-generator til å frembringe urpulser i synkronisme med den sirkulære avsøkning av kato-destrålerøret, en tellerkrets til opptelling av urpulsene, et par koinsidenskretser til å sammenligne teller-utgangssignalet fra tellerkretsen med de kodede utgangssignaler for å frembringe respektive koinsidenspulser, og organer til å indikere de respektive koinsidenspulser på katodestrålerør-skjermen.

6. Anlegg som angitt i krav 5, karakterisert ved at organene til indikering av koinsidenspulser innbefatter et par frekvensdelerkretser med forskjellig divisor til frekvensdeling av de respektive koinsidenspulser.