DE1038461B

DE1038461B - Echo sounder

Info

Publication number: DE1038461B
Application number: DEE12290A
Authority: DE
Inventors: Dr Erhard Ahrens
Original assignee: ELAC Electroacustic GmbH
Current assignee: ELAC Electroacustic GmbH
Priority date: 1956-04-24
Filing date: 1956-04-24
Publication date: 1958-09-04

Description

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.Echosounder The invention relates to an echo sounder having a plurality of pointing in different directions, arranged on a curved line Converters that are excited together to emit a solder pulse and for display of the received echo pulses queried by a rotating switch in quick succession , with several transducers located next to one another in each position of the switch are summarized and over time elements measured in this way to the display device are coupled that the resulting from the converters of the connected group Add alternating voltages conphas if the direction of incidence of the echo coincides with the The line of symmetry of the switched-on converter group matches.

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. In a known echo sounder of this type, in which the transducers are arranged on the periphery of a circle and in different directions point out, it is possible to see the surrounding lake area in a relatively short time Time to sound out completely; however, it is not possible to use certain once recorded Aiming at reflectors precisely, as the receiving arrangement is constantly rotating. To this According to the invention, one or more additional switches are to be prevented provided, by means of which optionally, for example adjustable by hand, one each Group of converters can be switched on, these switches also correcting the runtime Means are assigned for the individual connected converters.

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. The invention has the particular advantage that for the additional Plumbing also switches and the associated display device no further effort is necessary. In particular, the converters, which are very expensive per se, can simultaneously both for the quick exploration of the entire sea area, as it is with the well-known Echosounder is provided, as well as be provided for directional sounding. Both plumbing can be done either simultaneously or one after the other will. In the event that both plumbings are made at the same time, it is only required to train the switch so that both display devices from each other are decoupled.

Es empfiehlt sich, zu diesem Zweck den einzelnen Wandlern einen Vorverstärker nachzuschalten und erst die aus den Vorverstärkern herrührenden Spannungen vermittels der Schalter abzufragen. It is advisable to use a preamplifier for the individual converters for this purpose downstream and only by means of the voltages originating from the preamplifiers query the switch.

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. According to an expedient development of the invention, the additional Switch and the means for correcting the running time for this additional switch designed such that the connected groups electrically in two side by side located subgroups are decomposed. The tensions arising from these subgroups can then be displayed using the sum-difference method known per se.

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. Both the periodically rotating switch and the additional one Switches can be coupled to a compass in such a way that the plumb direction in relation to the direction of the sky is independent of the position of the ship.

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung näher erläutert. The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing.

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. In Fig. 1, an echo sounder device according to the invention is in a block diagram shown, namely the part of the echo sounder is shown under a, which is used for independent exploration of the sea area with rotating switches is provided, while under b the additional part for plotting a certain reflector with a switch, which is preferably to be pivoted by hand, is shown.

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. According to FIG. 1, 1 is the converter, 2 is the switch, 3 is on Amplifier, with 4 a motor, with 5 a cathode ray oscillograph, with 6 a deflection generator for the cathode ray oscilloscope and 7 denotes a solder pulse generator. The transducers are arranged on the periphery of a circle and point into the various Cardinal points. You are on the switch (not shown) together to the Solder pulse generator 7 can be switched on and excited, so that by means of the solder pulse generator a solder pulse can be emitted in all directions at the same time. After sending the solder impulses, the parallel connection of the transducers is interrupted, and the transducers are, as shown in the figure, with the interposition of an amplifier 8 and a frequency-increasing stage 9 each coupled to a capacitive switching contact. These switching contacts are also located on the periphery of a circle.

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.Inside this circle there are five capacitive mating contacts which are arranged isolated from one another on a switching arm. Behind the mating contacts is one delay element 10 each switched. The free connections of the term elements are summarized and open into the amplifier 3, which in turn is connected to the Wehnelt cylinder the cathode ray tube 5 is coupled. In this way it becomes dark in itself Controlled cathode ray keyed brightly when the echo arrives. The free ends of the term elements A frequency-lowering device 11 can be connected between 10 and the amplifier 3 be. The motor 4 is coupled to the switch arm 2 and rotates the switch arm with the five capacitive mating contacts periodically.

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.The motor is also coupled to the deflection generator 6, which in turn a synchronous deflection of the cathode beam of the cathode ray oscilloscope 5 causes the cathode ray, starting from the inside, to be Archimedean Describes the spiral, one revolution of the switch 2 corresponding to each revolution of the spiral. If the cathode ray hits the outermost orbit of the spiral, then it is set in the deflection generator 6 generates a pulse that turns the cathode ray to the beginning of the spiral returns and at the same time applied to the solder pulse generator 7, so that of all Converters, as already described, a solder pulse is sent out.

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. The converters are then switched to receive immediately afterwards and excited when an echo pulse arrives. The alternating voltages generated by the excitation are amplified by the amplifier 8, stepped up in terms of frequency and through interrogated switch 2. For this purpose, the switch revolves very quickly, like this that it completes a large number of revolutions during the transit time of an echo pulse has, however, at least one revolution in the time that the duration of a solder pulse is equivalent to. The term elements 9 are coordinated and dimensioned. that each connected receiving group is electrically converted into an even group.

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 Fig. 1, b with 1 'to 3', 5 'and 8' to 11 'are the same parts referred to as those in Fig. 1, a with the corresponding without a prime Numbers are designated. These parts also have a corresponding function. Instead of of the motor 4, the rotating mechanism 12 is provided, which has a handle for actuation is provided. The switch 2 'is rotated via the rotating mechanism 12. The deflection generator 6 'is applied accordingly, as the deflection generator 6, so that the cathode ray the cathode ray tube 5 'has a position associated with the position of the switch 2' accepts. The solder pulse generator 7 also serves to trigger the solder pulses in converters 1 '. For radial deflection of the cathode ray of the cathode ray tube 5, which must be done at the rate of the solder pulses for the purpose of displaying the running time the deflection generator 6 is coupled to the deflection generator 6 '. The converter arrangements 1 and 1 'are drawn twice for the sake of clarity. For echo sounders according to the In accordance with the invention, it is sufficient, instead of the transducers 1 and 1 ', only a single column of Provide converters. For each of these transducers, two are seen in the direction of the figure consecutive capacitive switching contacts connected downstream, each with a the switching arms 2 and 2 'cooperate.

In Abänderung des dargestellten Ausführungsbeispiels kann naturgemäß an Stelle des kapazitiven Schalters auch ein elektronischer, galvanischer oder ein induktiver Schalter Verwendung finden. In a modification of the illustrated embodiment, of course Instead of the capacitive switch, there is also an electronic, galvanic or a Find inductive switch use.

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. In another modification of the illustrated embodiment can be used in place of the panoramic Display on the CRT screen 5 'on the direction indicator are dispensed with and a cathode ray tube is provided be whose cathode ray in the cycle of the solder impulses vertically across the screen is guided and deflected laterally in response to echo reception in accordance with the echo amplitude will. To display the direction of incidence of the echo pulses, the handle 13 can with be provided a scale on which the position of the switching arm 2 'and thus the Direction of incidence of the echo pulses displayed on the screen of the cathode ray tube can be read.

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. Naturally, the preamplifier and the frequency-increasing ones can be used and frequency-lowering devices can be dispensed with. For a more detailed explanation of the interaction of the two switching arms is the switching diagram of a converter arrangement in FIG shown according to the invention, in the two switching arms, as well as in the one in Fig. 1 illustrated embodiment are provided.

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. According to FIG. 2, 15 denotes the transducers, each of which is connected to one capacitive switching contact are coupled, which switching contacts are on the periphery of a circle. The switching arms 16 and 17 run within this circle around, of which one, the switching arm 16, rotates periodically, while the second, the switching arm 17 can be adjusted by hand in its angular position. The switch arms are, viewed in the direction of the drawing, arranged one above the other and can be rotated completely independently of each other; they have capacitive switching contacts, which are also in two different, viewed in the direction of the drawing, one above the other Levels are arranged and so narrow that they are each with a half the switching contacts coupled to the converter interact capacitively.

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. The individual switching contacts of the switching arms are via delay elements summarized electrically and in accordance with the embodiment shown in FIG coupled to the following display device. For the one to be adjusted by hand Switching arm, eight switching contacts are provided according to FIG. 2; these switching contacts can in an expedient modification of the embodiment shown in FIG be provided with subsequent runtime-correcting means that the each switched-on receiver group is electrically converted into a linear group will.

Wie dies geschieht, wird nun an Hand der Fig. 3 erläutert. How this is done will now be explained with reference to FIG.

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. According to FIG. 3, 20 is a group of eight on the periphery of one Circular arc arranged transducers called. This group is run time-correcting Funds converted to group 25-32. The group 25 to 32 is followed by Switching elements broken down into two groups, each consisting of four converters. These two An amplifier 22 and 23 is connected downstream of each group. The ones from the amplifiers 22 and 23 resulting voltages are a known sum-difference amplifier 24 supplied, in which the sum voltage and the difference voltage from the Amplifiers 22 and 23 resulting voltage is formed. These two alternating voltages after the one has been phase-shifted by 900, one on each of a pair of plates downstream cathode ray tube steered.

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.The cathode beam then draws a diagonal when the echo is received Line whose position is related to the angular position of the direction of incidence of the echo signals depends on the normals of the receiving group.

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. Naturally, in a modification of the circuit shown, the converter of groups 25 to 32 can also be combined in two groups so that the transducers 25, 27, 29, 31 one group and the transducers 26, 28, 30, 32 the other group form.

PATENTANSPnFCE. PATENT RESPONSE.

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. 1. Sonar device with a variety of in different directions pointing transducers arranged on a curved line for transmission of a solder pulse are excited together and to display the received echo pulses can be queried by a rotating switch in rapid succession, with each Position of the switch several transducers located next to one another are combined and are coupled to the display device via such measured time elements, that the alternating voltages originating from the converters of the connected group add conphas if the direction of incidence of the echo coincides with the line of symmetry of the switched converter group matches, characterized in that one or several to- additional switches are provided, by means of which optionally, for example adjustable by hand, each group of converters can be connected, these Switches also run-time-correcting means for the individual switched on Converters are assigned.

Claims

2. echo sounder according to claim l, characterized by such Formation of the switch and the runtime correcting means that the switched on Groups are electrically divided into two adjacent subgroups, and that the tensions arising from these subgroups according to what is known per se The sum-difference procedure is displayed.

3. echo sounder according to claim 1 or 2, characterized in that each of the switches - the rotating one and the additional indicators provided are assigned in such a way that the echo pulses interrogated by means of the switch are optional can be displayed separately.

Documents considered: German Patent No. 727 199