-
Echolotgerät Die Erfindung betrifft ein Echolotgerät mit einer Vielzahl
von in verschiedene Richtungen weisenden, auf einer gekrümmten Linie angeordneten
Wandlern, die zur Aussendung eines Lotimpulses gemeinsam erregt werden und zur Anzeige
der empfangenen Echoimpulse von einem rotierenden Schalter in schneller Folge abgefragt
werden, wobei in jeder Stellung des Schalters mehrere nebeneinandergelegene Wandler
zusammengefaßt sind und über derart bemessene Laufzeitglieder an die Anzeigevorrichtung
gekuppelt sind, daß sich die von den Wandlern der angeschalteten Gruppe herrührenden
Wechselspannungen conphas addieren, wenn die Einfallsrichtung des Echos mit der
Symmetrielinie der eingeschalteten Wandlergruppe übereinstimmt.
-
Bei einem bekannten Echolotgerät dieser Art, bei dem die Wandler
auf der Peripherie eines Kreises angeordnet sind und in die verschiedenen Richtungen
weisen, ist es zwar möglich, das umliegende Seegebiet in verhältnismäßig kurzer
Zeit restlos auszuloten; es ist jedoch nicht möglich, bestimmte, einmal erfaßte
Reflektoren genau anzupeilen, da die Empfangsanordnung ständig rotiert. Um diesem
Umstand vorzubeugen, sind gemäß der Erfindung ein oder mehrere zusätzliche Schalter
vorgesehen, mittels derer wahlweise, beispielsweise von Hand einstellbar, je eine
Gruppe von Wandlern anschaltbar ist, wobei diesen Schaltern ebenfalls laufzeitkorrigierende
Mittel für die einzelnen angeschalteten Wandler zugeordnet sind.
-
Die Erfindung hat den besonderen Vorteil, daß für die zusätzliche
Lotung außerdem Schalter und der zugehörigen Anzeigevorrichtung kein weiterer Aufwand
nötig ist. Insbesondere können die an sich sehr kostspieligen Wandler gleichzeitig
sowohl für die schnelle Auslotung des gesamten Seegebietes, wie sie bei dem bekannten
Echolotgerät vorgesehen ist, als auch für die gerichtete Lotung vorgesehen sein.
Beide Lotungen können dabei entweder gleichzeitig oder hintereinander vorgenommen
werden. Im Fall, daß beide Lotungen gleichzeitig vorgenommen werden, ist es nur
erforderlich, die Schalter so auszubilden, daß beide Anzeigevorrichtungen voneinander
entkoppelt sind.
-
Es empfiehlt sich, zu diesem Zweck den einzelnen Wandlern einen Vorverstärker
nachzuschalten und erst die aus den Vorverstärkern herrührenden Spannungen vermittels
der Schalter abzufragen.
-
Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung sind der zusätzliche
Schalter und die laufzeitkorrigierenden Mittel für diesen zusätzlichen Schalter
derart ausgebildet, daß die angeschalteten Gruppen elektrisch in zwei nebeneinander
gelegenen Teilgruppen zerlegt sind. Die von diesen Teilgruppen herrührenden Spannungen
können dann nach dem an sich bekannten Summe-Differenz-Verfahren zur Anzeige gelangen.
-
Sowohl der periodisch umlaufende Schalter als auch der zusätzliche
Schalter können an einen Kompaß gekuppelt sein, derart, daß die Lotrichtung in bezug
auf die Himmelrichtung von der jeweiligen Schiffslage unabhängig ist.
-
Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung näher erläutert.
-
In Fig. 1 ist ein Echolotgerät nach der Erfindung im Blockschaltbild
dargestellt, und zwar ist unter a der Teil des Echolotgerätes dargestellt, der zur
selbständigen Auslotung des Seegebietes mit rotierenden Schaltern vorgesehen ist,
während unter b der zusätzliche Teil zur Anlotung eines bestimmten Reflektors mit
einem vorzugsweise von Hand zu schwenkenden Schalter dargestellt ist.
-
Gemäß Fig. 1 sind mit 1 die Wandler, mit 2 der Schalter, mit 3 ein
Verstärker, mit 4 ein Motor, mit 5 ein Kathodenstrahloszillograph, mit 6 ein Ablenkgenerator
für den Kathodenstrahloszillographen und mit 7 ein Lotimpulsgenerator bezeichnet.
Die Wandler sind an der Peripherie eines Kreises angeordnet und weisen in die verschiedenen
Himmelsrichtungen. Sie sind über die nicht dargestellten Schalter gemeinsam an den
Lotimpulsgenerator 7 anschaltbar und erregbar, so daß vermittels des Lotimpulsgenerators
nach allen Richtungen gleichzeitig ein Lotimpuls ausgesendet werden kann. Nach Aussendung
der Lotimpulse wird die Parallelschaltung der Wandler unterbrochen, und die Wandler
sind, wie in der Figur dargestellt, unter Zwischenschaltung je eines Verstärkers
8 und einer frequenzerhöhenden Stufe 9 an je einen kapazitiven Schaltkontakt gekuppelt.
Diese Schaltkontakte befinden sich ebenfalls an der Peripherie eines Kreises.
-
Im Innern dieses Kreises befinden sich fünf kapazitive Gegenkontakte
die gegeneinander isoliert auf einem Schaltarm angeordnet sind. Hinter die Gegenkontakte
ist
je ein Laufzeitglied 10 geschaltet. Die freien Anschlüsse der Laufzeitglieder sind
zusammengefaßt und münden in den Verstärker 3, der seinerseits an den Wehneltzylinder
der Kathodenstrahlröhre 5 gekuppelt ist. Auf diese Weise wird der an sich dunkel
gesteuerte Kathodenstrahl bei Echoankunft hell getastet. Den freien Enden der Laufzeitglieder
10 und dem Verstärker3 kann eine frequenzerniedrigende Vorrichtung 11 zwischengeschaltet
sein. Der Motor 4 ist an den Schaltarm 2 gekuppelt und dreht den Schaltarm mit den
fünf kapazitiven Gegenkontakten periodisch um.
-
Der Motor ist außerdem an den Ablenkgenerator 6 gekuppelt, der seinerseits
eine synchrone Ablenkung des Kathoden strahls des Kathodenstrahloszillographen 5
bewirkt, dergestalt, daß der Kathoden strahl, von innen beginnend, eine archimedische
Spirale beschreibt, wobei jedem Umlauf der Spirale ein Umlauf des Schalters 2 entspricht.
Gerät der Kathodenstrahl in die äußerste Bahn der Spirale, dann wird in dem Ablenkgenerator
6 ein Impuls erzeugt, der den Kathodenstrahl wiederum an den Anfang der Spirale
zurückführt und gleichzeitig den Lotimpulsgenerator 7 beaufschlagt, so daß von allen
Wandlern, wie bereits geschildert, ein Lotimpuls ausgesendet wird.
-
Die Wandler werden unmittelbar daran anschließend auf Empfang umgeschaltet
und bei Eintreffen eines Echoimpulses erregt. Die durch die Erregung erzeugten Wechselspannungen
werden durch die Verstärker 8 verstärkt, frequenzmäßig hochtransformiert und durch
den Schalter 2 abgefragt. Zu diesem Zweck läuft der Schalter sehr schnell um, so
daß er während der Laufzeit eines Echoimpulses eine Vielzahl von Umdrehungen vollffihrt
hat, mindestens jedoch eine Umdrehung in der Zeit, die der Dauer eines Lotimpulses
entspricht. Die Laufzeitglieder 9 sind so abgestimmt und bemessen. daß die jeweils
angeschaltete empfangende Gruppe elektrisch in eine gerade Gruppe umgewandelt ist.
-
In Fig. 1, b sind mit 1' bis 3', 5' und 8' bis 11' die gleichen Teile
bezeichnet wie die, die in Fig. 1, a mit den entsprechenden, ohne Strich versehenen
Nummern bezeichnet sind. Diese Teile haben auch entsprechende Funktion. An Stelle
des Motors 4 ist der Drehmechanismus 12 vorgesehen, der mit einer Handhabe zur Betätigung
versehen ist. Über den Drehmechanismus 12 wird der Schalter 2' gedreht. Der Ablenkgenerator
6' wird entsprechend, wie der Ablenkgenerator 6, beaufschlagt, so daß der Kathodenstrahl
der Kathodenstrahlröhre 5' eine der Stellung des Schalters 2' zugeordnete Stellung
annimmt. Der Lotimpulsgenerator 7 dient gleichzeitig zur Auslösung der Lotimpulse
in den Wandlern 1'. Zur radialen Ablenkung des Kathodenstrahls der Kathodenstrahlröhre
5, die ja zum Zweck der Laufzeitanzeige im Takte der Lotimpulse erfolgen muß, ist
der Ablenkgenerator 6 an den Ablenkgenerator 6' gekuppelt. Die Wandleranordnungen
1 und 1' sind der Übersicht halber doppelt gezeichnet. Bei Echolotgeräten nach der
Erfindung genügt es, an Stelle der Wandler 1 und 1' nur eine einzige Kolonne von
Wandlern vorzusehen. Jedem dieser Wandler sind zwei in Richtung auf die Figur gesehene
hintereinanderliegende kapazitive Schaltkontakte nachgeschaltet, die je mit einem
der Schaltarme 2 und 2' zusammenwirken.
-
In Abänderung des dargestellten Ausführungsbeispiels kann naturgemäß
an Stelle des kapazitiven Schalters auch ein elektronischer, galvanischer oder ein
induktiver Schalter Verwendung finden.
-
In einer anderen Abänderung des dargestellten Ausführungsbeispiels
kann an Stelle der panoramaartigen
Anzeige auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre
5' auf die Richtungsanzeige verzichtet werden und eine Kathodenstrahlröhre vorgesehen
werden, deren Kathodenstrahl im Takte der Lotimpulse senkrecht über den Bildschirm
geführt wird und bei Echoempfang nach Maßgabe der Echoamplitude seitlich ausgelenkt
wird. Zur Anzeige der Einfallsrichtung der Echoimpulse kann die Handhabe 13 mit
einer Skala versehen sein, auf der die Stellung des Schaltarms 2' und damit die
Einfallsrichtung der auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre angezeigten Echoimpulse
abgelesen werden kann.
-
Naturgemäß kann auf die Vorverstärker und die frequenzerhöhenden
und frequenzerniedrigenden Vorrichtungen verzichtet werden. Zur näheren Erläuterung
des Zusammenwirkens der beiden Schaltarme ist in Fig. 2 das Schaltschema einer Wandleranordnung
nach der Erfindung dargestellt, in der zwei Schaltarme, wie auch bei dem in Fig.
1 dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehen, vorgesehen sind.
-
Gemäß Fig. 2 sind mit 15 die Wandler bezeichnet, die je an einen
kapazitiven Schaltkontakt gekuppelt sind, welche Schaltkontakte sich auf der Peripherie
eines Kreises befinden. Innerhalb dieses Kreises laufen die Schaltarme 16 und 17
um, von denen der eine, der Schaltarm 16, periodisch umläuft, während der zweite,
der Schaltarm 17, von Hand in seiner Winkellage verstellt werden kann. Die Schaltarme
sind, in Richtung auf die Zeichnung gesehen, übereinandergelegen angeordnet und
können völlig unabhängig voneinander gedreht werden; sie haben kapazitive Schaltkontakte,
die ebenfalls in zwei verschiedenen, in Richtung auf die Zeichnung gesehen, übereinandergelegenen
Ebenen angeordnet und so schmal ausgebildet sind, daß sie jeweils mit einer Hälfte
der an die Wandler gekuppelten Schaltkontakte kapazitiv zusammenwirken.
-
Die einzelnen Schaltkontakte der Schaltarme sind über Laufzeitglieder
elektrisch zusammengefaßt und entsprechend dem in Fig. l dargestellten Ausführungsbeispiel
an die nachfolgende Anzeigevorrichtung gekuppelt. Für den von Hand zu verstellenden
Schaltarm sind gemäß Fig. 2 acht Schaltkontakte vorgesehen; diese Schaltkontakte
können in einer zweckmäßigen Abänderung des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels
derart mit nachfolgenden, laufzeitkorrigierenden Mitteln versehen sein, daß die
jeweils eingeschaltete Empfängergruppe elektrisch in eine lineare Gruppe umgewandelt
wird.
-
Wie dies geschieht, wird nun an Hand der Fig. 3 erläutert.
-
Gemäß Fig. 3 ist mit 20 eine Gruppe von acht auf der Peripherie eines
Kreisbogens angeordneten Wandlern bezeichnet. Diese Gruppe wird durch laufzeitkorrigierende
Mittel in die Gruppe 25 bis 32 umgewandelt. Die Gruppe 25 bis 32 wird durch nachfolgende
Schaltorgane in zwei aus je vier Wandlern bestehende Gruppen zerlegt. Diesen beiden
Gruppen ist je ein Verstärker 22 und 23 nachgeschaltet. Die aus den Verstärkern
22 und 23 herrührenden Spannungen werden einem an sich bekannten Summe-Differenz-Verstärker
24 zugeleitet, in dem die Summe-Spannung und die Differenz-Spannung der aus den
Verstärkern 22 und 23 herrührenden Spannung gebildet wird. Diese beiden Wechselspannungen
werden, nachdem die eine um 900 phasenverschoben wurde, auf je ein Plattenpaar einer
nachgeschalteten Kathodenstrahlröhre gelenkt.
-
Der Kathoden strahl zeichnet dann bei Echoempfang einen diagonalen
Strich, dessen Lage von der Winkellage der Einfallsrichtung der Echosignale in bezug
auf die Normale der Empfangsgruppe abhängt.
-
Naturgemäß können in Abänderung der dargestellten Schaltung die Wandler
der Gruppe 25 bis 32 auch so in zwei Gruppen zusammengefaßt sein, daß die Wandler
25, 27, 29, 31 die eine Gruppe und die Wandler 26, 28, 30, 32 die andere Gruppe
bilden.
-
PATENTANSPnFCE.
-
1. Echolotgerät mit einer Vielzahl von in verschiedene Richtungen
weisenden, auf einer gekrümmten Linie angeordneten Wandlern, die zur Aussendung
eines Lotimpulses gemeinsam erregt werden und zur Anzeige der empfangenen Echoimpulse
von einem rotierenden Schalter in schneller Folge abgefragt werden, wobei in jeder
Stellung des Schalters mehrere nebeneinander gelegene Wandler zusammengefaßt sind
und über derart bemessene Laufzeitglieder an die Anzeigevorrichtung gekuppelt sind,
daß sich die von den Wandlern der angeschalteten Gruppe herrührenden Wechselspannungen
conphas addieren, wenn die Einfallsrichtung des Echos mit der Symmetrielinie der
eingeschalteten Wandlergruppe übereinstimmt, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder
mehrere zu-
sätzliche Schalter vorgesehen sind, mittels derer wahlweise, beispielsweise
von Hand einstellbar, je eine Gruppe von Wandlern anschaltbar ist, wobei diesen
Schaltern ebenfalls laufzeitkorrigierende Mittel für die einzelnen angeschalteten
Wandler zugeordnet sind.