DE1262619B

DE1262619B - Registrierende Echoloteinrichtung

Info

Publication number: DE1262619B
Application number: DE1963F0040875
Authority: DE
Inventors: Rer Nat S R J Fahrentholz Dr; Dr Phil Nat Siegfr Fahrentholz; Erwin Schmidt
Original assignee: PHIL NAT SIEGFRIED FAHRENTHOLZ
Current assignee: PHIL NAT SIEGFRIED FAHRENTHOLZ
Priority date: 1963-09-30
Filing date: 1963-09-30
Publication date: 1968-03-07

Description

Registrierende Echoloteinrichtung Es sind registrierende Echoloteinrichtungen zur Vermessung von Wasserstraßen bekannt, die mit einer Vielzahl von quer zur Fahrtrichtung des Meßschiffes verteilt angeordneten Sender-Empfängern arbeiten, wobei auf dem Registrierpapier eine Vielzahl von verhältnismäßig eng untereinander liegenden Tiefenkurven aufgezeichnet wird. Zeichnet man dabei gleichzeitig die Nullinien mit auf, so erhält man eine Kurvenschar gemäß F i g. 1, die von einem Netz waagerechter Linien geschnitten wird. Dabei gehört zu der Kurve Kt die Nullinie 01 und zu der Kurve K2 die Nullinie 09 USW. Die Nullinien °2 03, Q, Q haben einen definierten Abstand und können gleichzeitig als Meßlinien zur Ausmessung der Kurve Kt benutzt werden. Es ist jedoch aus dem Bild nicht auf den ersten Blick erkennbar, welche Nullinie zu welcher Kurve gehört, was eine gewisse Schwierigkeit bei der Auswertung der Kurven bedeutet, insbesondere wenn man eine rasche Übersicht über die Tiefenverhältnisse gewinnen will.
Es ist ferner bekannt, einem Echosignal, dessen zeitlicher Verlauf in Fig. 2 a dargestellt ist, wobei angenommen ist, daß der Sendeimpuls im Zeitpunkt t0 und das Echosignal zum Zeitpunkt t, auftritt, sogenannte Markierungsimpulse hinzuzufügen, die in F i g. 2 b dargestellt sind und einen definierten zeitlichen Abstand von dem Sendeimpuls haben. Addiert man diese Impulse zum Echosignal, so erhält man die Fig. 2 c. Wird ein solches Echo als Funktion des Ortes registriert, so erhält man eine Darstellung entsprechend der F i g. 3, in der also außer der Tiefenkurve auch waagerechte Tiefenlinien mit aufgezeichnet werden.
Ausgehend von diesem Stand der Technik hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, von den Tiefenlinien nur deren Schnittpunkte mit der Profilkurve zu registrieren, wobei gleichzeitig das charakteristische Aussehen dieses Schnittpunktes für jede Tiefenlinie ein anderes sein soll, so daß jeder Tiefe eine besondere Kennung zugeordnet ist.
Die Erfindung bezieht sich auf eine registrierende Echoloteinrichtung zur Vermessung von Wasserstraßen mit einer Vielzahl von senkrecht zur Fahrtrichtung des Meß schiffes verteilt angeordneten Sender-Empfängern, bei der zur Keuntlichmachung bestimmter Tiefen von Markierungsimpulsen Gebrauch gemacht wird, die einen unterschiedlichen Zeitabstand vom Sendeimpuls haben, und ist gekennzeichnet durch die Anwendung von wenigstens zwei der folgenden Maßnahmen: a) einer Verstärkerstufe für das Echosignal, der ein Markierungsimpuls derart zugeführt wird, daß die Verstärkung des Echosignals angehoben wird; b) einer Verstärkerstufe für das Echosignal, der ein Markierungsimpuls derart zugeführt wird, daß das Echosignal unterdrückt wird; c) einer Koinzidenzstufe, deren beiden Eingängen das Echosignal und ein Markierungsimpuls zugeführt werden und deren Ausgang zum Anstoßen eines Impulsgebers dient, der ein Zeichen bestimmter Dauer erzeugt, das den Echos zuge setzt wird; d) einer steuerbaren Begrenzerstufe für das Echosignal, deren Begrenzung durch einen Markierungsimpuls aus- oder eingeschaltet wird; oder durch wenigstens einer dieser Maßnahmen, wenn an die Stelle von zwei Markierungsimpulsen ein einem Tiefenbereich entsprechender breiter Impuls tritt, dessen Anfang durch einen Markierungsimpuls und dessen Ende durch einen anderen Markierungsimpuls oder den nächsten Sendeimpuls bestimmt ist.
Betrachtet man wiederum die gleiche Kurvenschar, wie sie in F i g. 1 dargestellt und in F i g. 4 erneut herausgezeichnet ist, wobei jedoch die Nullinien unterdrückt sind und wobei ferner angenommen ist, daß nur die Markierungsimpulse der Ordnungszahl 3 und 4 entsprechend einer Tiefe von 3 und 4 m verwendet werden, so liefert die Erfindung für jede Kurve vier ausgezeichnete Punkte, und zwar je zwei Punkte, die auf den Markierungsimpuls der Ordnungszahl 3 und zwei weitere Punkte, die auf den Markierungsimpuls der Ordnungszahl 4 zurückgehen.
Die ersteren sind durch Kreuze und die letzteren durch Punkte kenntlich gemacht. Die oberste Kurve erreicht die Tiefe von 4 m nicht, während die zweitoberste diese nur in einem Punkt erreicht. Die Verbindung der Kreuze und die Verbindung der Punkte liefern dann Linien gleicher Tiefe, die als Isobathen bezeichnet werden können, analog den Isohypsen, auch Höhenlinien genannt, wie sie zur Darstellung eines Gebirges in Landkarten üblich sind. Die X- und Y-Koordinaten dieser Isobathen sind reine Ortskoordinaten der überfahrenen Fläche, von denen die Y-Koordinate in Fahrtrichtung und die X-Koordinate quer zur Fahrtrichtung liegt und angibt, unter welchem der Schwinger die dem Markierungsimpuls zugeordnete Tiefe herrscht. Jede einzelne Kurve enthält nunmehr sozusagen den Tiefenmaßstab in sich eingeprägt, so daß Fehlablesungen wie im Fall der Fig. 1 nicht mehr möglich sind. Andererseits zeigt aber die F i g. 4 auch, daß es unter Umständen genügt, die Isobathen allein aufzuzeichnen und auf die Tiefenkurven zu verzichten. In diesem Fall ergeben sich besonders einfache Registriervorrichtungen.
In F i g. 5 bis 21 sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt F i g. 5 die Aufzeichnung von Isobathen bei einer Einrichtung zur Aufzeichnung von Querprofilkurven, bei der die Reihe der Empfänger abgetastet wird, F i g. 6 und 7 die Schaltung für eine Einrichtung nach Fig. 5, F i g. 8, 10 und 12 Registrierergehnisse mit jeweils einer anderen Art der Kennzeichnung der Isobathen, Fig. 9, 11 und 13 die dazugehörigen Blockschaltbilder, Fig. 14 und 15 die Aufzeichnung von Isobathen bei einer Einrichtung zur Aufzeichnung von Querprofilkurven mit gleichzeitiger Lotung mit allen Sendern, Fig. 16 und 17 dazugehörige Schaltung, Fig. 18 und 19 andere Registrierergebnisse, Fig.20 und 21 weitere Einrichtungen zur Aufzeichnung der Isobathen, bei der die Empfänger nacheinander für die Aufzeichnung der Isobathen herangezogen werden.
In Fig.5 ist das in Pfeilrichtung kontinuierlich transportierte Papier mit 2 bezeichnet. Quer zur Längsrichtung des Papierstreifens bewegt sich auf ortsfesten Führungen 3 und 4 ein Wagen 5, der ein umlaufendes Band 6 trägt und sich bei der Registrierung von rechts nach links bewegt, während der Rücklauf, bei dem nicht registriert wird, von links nach rechts, und zwar wesentlich schneller erfolgen soll. Das umlaufende Band trägt eine Registrierfeder 7 und ein Eisenstück 8, das in der Spule 9 den Sendeimpuls und beim Passieren der Spulen 10, 11 und 12 Markierungsimpulse auslöst, die Tiefen von 3,4 und 5 m entsprechen und inFig. 6 als J,, J4 und J5 dar gestellt sind. Zum Ausgleich des kontinuierlichen Papiervorschubs sind die Spulen 9 bis 12 auf einem vertikal beweglichen Schlitten 13 angeordnet, der durch eine Zugstange 14 und eine Führungsschiene 15 entgegen der Wirkung einer Feder 16 so geführt wird, daß eine gleichbleibende Tiefe als horizontale Linie auf dem Papier erscheinen würde.
Synchron mit der Querbewegung des Wagens 5 läuft in F i g. 6 ein Schaltarm 20 um, der die Empfänger E1 bis E50 derart abtastet, daß der Schalter einmal umläuft, wenn sich der Wagen 5 vom rechten Papierrand und zurück bewegt, wobei auf den Rücklauf der kontaktlose Teil der Schalterbahn entfällt. Von dem umlaufenden Arm wird das Echosignal dem Verstärker 21 zugeführt und.gelangt von dort einmal zu der Additionsstufe 22 und zum anderen zu den Koinzidenzstufen 23 und 24. Diesen Koinzidenzstufen werden außerdem an den Klemmen 33 und 34 durch die Markierungsimpulse J2 und J4 zugeführt. Die Stufen 23 und 24 geben also nur dann ein Signal, wenn das Echo mit einem dieser Impulse zusammenfällt, d. h., es findet eine multiplikative Mischung statt, womit hier in einem allgemeinen Sinne gemeint ist, daß die Mischung Null ergeben soll, wenn eines der zugeführten Signale Null ist. Die Stufe 23 löst einen monostabilen Multivibrator 25 aus, der ein relativ langes Signal erzeugt, das in der Stufe 22 dem Echosignal hinzuaddiert wird, wodurch dieses verlängert wird und in der Registrierung als senkrechter, relativ langer Strich 40 erscheint. Entsprechend erzeugt der Multivibrator 26 ein kürzeres Zeichen, das ebenfalls dem Echosignal in der Stufe 22 hinzugefügt wird und in F i g. 5 als Strich 41 auftritt. Der Impuls J5 erzeugt in der Stufe 27 eine kurzzeitige Anhebung der Verstärkung und erscheint somit als schwarzer Punkt 42 in der Registrierung. Das auf diese Weise modifizierte Echosignal wird über die Ausgangsklemme31 der Schiene 45 in Fig.6 zugeführt, welche in Fig.5 nicht dargestellt ist und dort mit der umlaufenden Feder 7 Kontakt hat. Die längeren Striche ergeben somit Isobathen, welche die 3-m-Tiefe markieren, die kürzeren Striche Isobathen, welche die 4-m-Tiefe kennzeichnen und die Punkte schließlich zwei Isobathen, welche die 5-m-Tiefe kennzeichnen.
Der Verstärker 21 wird zweckmäßiger-, jedoch nicht notwendigerweise so ausgebildet, daß er ein verkürztes Echo liefert und Nachechos nicht passieren läßt. Er kann zu diesem Zweck in an sich bekannter Weise einen bistabilen Multivibrator enthalten, der durch das Bodenecho ausgelöst und durch den nächsten Sendeimpuls in den ersten Zustand zurückgeführt wird. Der Differentialquotient dieses Multivibratorimpulses stellt dann das verkürzte Bodenecho dar.
Die Stufen 23 und 25, bzw. 24 und 26 können durch eine einzige Röhre realisiert werden. Ein Schaltungsbeispiel hierfür ist in Fig.7 dargestellt, in der die gleichen Klemmenbezeichnungen auftreten wie in F i g. 6. Den Röhren Röl und Rö, werden von der Klemme 30 die Echoimpulse zugeführt und an den Klemmen 33 und 34 die Impulse J3 bzw. J4.
Wenn das Echosignal und der Impuls J3 oder J4 zusammenfallen, zündet die jeweilige Röhre und liefert im Anodenkreis einen Impuls, dessen jeweilige Länge unter anderem durch die Ladung des Kondensators Cl bzw. C2 gegeben ist, die über die WiderständeRl und R2 aufgeladen werden. Die Impulse werden transformatorisch ausgekoppelt und sodann, ebenso wie in F i g. 6, der Stufe 22 zugeführt.
Fig. 8 zeigt eine andere Art der Darstellung der Isobathen, und zwar bewirkt der Impuls J3 wiederum eine Verlängerung des Echos in Gestalt der Striche 81, der Impuls J4 eine Anhebung der Verstärkung, so daß Punkte 82 entstehen, während der Impuls J5 eine Absenkung der Verstärkung auf Null bewirkt, so daß Lücken83 entstehen. Wie sich der strichpunktiert umrandete Teil A der Blockschaltung nach Fig. 6 zur Erzielung der Darstellung nach Fig. 8 ändert, ist in F i g. 9 dargestellt. Die Stufe 27 wird hier durch den Impuls J4 in der Verstärkung hochgetastet, während durch den Impuls J5 nach Polaritätsumkehr in der Stufe 29 eine Austastung der Stufe 27 erfolgt.
Die Darstellung in Fig. 10 stimmt bezüglich der Wirkung der J3- und J4-Impulse mit der Darstellung nach- Fig. 8 überein, während die J5-Impulse eine andere Wirkung haben. Sie bewirken nämlich, daß das Echo, sobald es die 5-m-Grenze überschreitet, bis zu beliebigen Tiefen grau geschrieben wird. Die Schaltung A in F i g. 11 weist zu diesem Zweck einen steuerbaren Begrenzer 102 auf, der durch einen Impuls auf Begrenzung geschaltet wird, der in dem bistabilen Multivibrator 101 erzeugt wird. Dieser Multivibrator wird durch den J5-Impuls angestoßen und durch den Sendeimpuls S in den früheren Arbeitszustand zurückversetzt.
Eine wiederum andere Art der Darstellung der Isobathen ist in F i g. 12 gezeigt. Die Echos werden hier grau geschrieben und lediglich in dem Gebiet zwischen 3 und 4 m Tiefe schwarz gezeichnet. Hierzu dient nach Fig. 13 ein Begrenzerl32, dessen Begrenzung durch einen Impuls aufgehoben werden kann. Dieser Impuls wird in dem bistabilen Multivibrator 131 erzeugt, der durch den J3-Impuls in den einen Zustand und durch den J4-Impuls in den anderen Zustand versetzt wird.
Während F i g. 5 eine Anordnung zur punktweisen Ermittlung der Querprofilkurven und damit auch der Isobathen zeigt, ist in F i g. 14 und 15 eine Registrieranordnung dargestellt, welche die Querprofilkurve wesentlich schneller und als Ganzes aufzeichnet, wobei sämtliche Sender gleichzeitig erregt werden und ebenso viele Registrierorgane tätigt sind. Eine solche, an sich bis auf die Art des Papiervorschubes und die Auslösung der Sender bekannte Anordnung (deutsche Patentschrift 1 113 401) ist in Fig. 14 und 15 dargestellt. Das Registrierpapier wird hier in Pfeilrichtung von der Vorratsrolle 141 abgezogen und gelangt über die Umlenkrolle 142 und den feststehenden Schreibtisch 143, der einen dachrinnenartigen Querschnitt aufweist, und die zweite Umlenkrolle 144 zur Aufwickelrolle 145. Um diese gesamte Anordnung rotiert ein Rahmen 146, der auf dem einen Schenkel die Registrierfedern F1 bis F50 und auf dem anderen Schenkel ein Eisenstückl47 trägt, welches für die Auslösung des Senders im Zusammenwirken mit längs einer Bahn angeordneten Eisenkernspulen verantwortlich ist. Abweichend von den bisher bekannten Geräten dieser Art erfolgt der Papiervorschub kontinuierlich. Dies wird durch eine mitlaufende Senderauslösung ermöglicht. Zu diesem Zweck ist ein Ring 148 vorgesehen, der in gleichmäßigen Abständen mit Eisenkernspulen besetzt ist, welche die Bezugsziffern 149, 150 und 151 tragen. Von diesen Eisenkernspulen ist jeweils nur eine wirksam, nämlich diejenige, deren Wicklung mit der ortsfesten Schleifbahn 152 Kontakt hat, die zur Senderauslösung führt. Während der Registrierung einer Querprofilkurve, also während der Zeit von beispielsweise 2 Sekunden, während der die Querprofilkurve etwa hundertmal wiederholt wird, wandert also die Auslösung mit, so daß die Kurve, bezogen auf den Schreibtisch 143, bei jedem Umlauf an einer fortlaufend anderen Stelle, bezogen auf das Papier jedoch, jeweils an der gleichen Stelle geschrieben wird.
Den Registrierfedern F1 bis Fso werden die Spannungen über ebenso viele Schleifringe FS1 bis FS50 zugeführt. Jeder Empfangsschwinger ist über einen getrennten Kanal mit der entsprechenden Registrierfeder verbunden. Jeder dieser Kanäle ist ebenso aufgebaut wie der einzige, bei der Registriervorrichtung nach F 1 g. 5 benötigte Kanal, der in F 1 g. 6 dargestellt ist. Dementsprechend enthält also jeder Kanal, wie in Fig. 16 angedeutet, einen Verstärker 21 für das Echosignal und eine Schaltung A, für welche in Fig. 6, 7, 9, 11 und 13 Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Die sich bei der Aufzeichnung ergebenden Querprofilkurven und Isobathen sind im Prinzip die gleichen wie sie in F i g. 5, 8, 10 und 12 dargestellt sind. Lediglich ist die einzelne Kurve in ihrer Struktur etwas »gröber«, indem sie zunächst nur aus so vielen Punkten bzw. kommaartig verlängerten Punkten besteht, wie Registrierfedern vorhanden sind. Die Lücken zwischen diesen Punkten können jedoch ausgefüllt werden, indem man den die Federn tragenden Rahmen während der Wiederholung der Querprofilkurven, die beispielsweise hundertmal erfolgt, wenn man annimmt, daß die Aufzeichnung eines Querprofils 2 Sekunden andauert und ein Umlauf des Rahmens in t/50 Sekunde erfolgt, einer Wobbelbewegung in Axialrichtung unterzieht, so daß die einzelnen kleinen Abschnitte ohne Zwischenraum aneinander anstoßen und sich bei horizontalen Flächen keine und bei ansteigenden oder abfallenden Profilen treppenartige Übergänge zwischen den elementaren kleinen Abschnitten der Aufzeichnung ergeben.
Es ist auch möglich, die Aufzeichnung der Querprofilkurven und die Aufzeichnung der Isobathen getrennten Organen zuzuweisen. Zu diesem Zweck ist in F i g. 14 ein bisher nicht erwähnter, feststehender Federkamm 160 gestrichelt eingetragen, der ebenso viele Federn trägt wie der umlaufende Rahmen.
Diesen mit F,' bis F, bezeichneten Federn wird nur dann Spannung zugeführt, wenn das Echosignal mit einem Markierungsimpuls zusammenfällt, wobei auch noch die Ordnungszahl des Markierungsimpulses in der Aufzeichnung kenntlich gemacht werden muß.
Der Aufbau einer solchen Schaltung ist in Fig. 17 dargestellt, wobei wiederum die mit F i g. 6 übereinstimmenden Teile die gleichen Bezugsziffern aufweisen. Das in dem Empfangsschwinger 1 angekommene Echosignal wird in dem Verstärker 21 verstärkt und unmittelbar an den Schleifring FS, und über diesen der umlaufenden Feder F1 zu geführt. Gleichzeitig gelangt das Echo an die Koinzidenzstufen 23 und 24, in denen es mit den Markierungsimpulsen J3 und J4 - der Impuls J5 bleibt bei diesem Ausführungsbeispiel unbenutzt - gemischt wird. Mit den Ausgängen dieser beiden Koinzidenzstufen werden Multivibratorstufen 25 bzw. 26 angestoßen, welche Zeichen unterschiedlicher Länge oder unterschiedlicher Höhe, jedenfalls aber unterschiedlichen Energieinhaltes an die Kontaktfeder F1 abgeben. Da sich diese Feder von Lotperiode zu Lotperiode gegenüber dem Papier nur um Bruchteile eines Millimeters weiterbewegt, zeichnet sie einen kontinuierlichen Strich auf, der je nach seiner Herkunft aus dem Zweig 23/25 bzw.
24/26 eine unterschiedliche Schwärzung aufweist.
Statt dessen kann diese Schwärzung aber auch die gleiche sein, wenn man dafür sorgt, daß in einem der beiden genannten Zweige 23/25 bzw. 24/26 eine periodische Unterbrechung stattfindet, deren Periode so gewählt ist, daß eine punktierte oder gestrichelte Linie zustande kommt, so daß die Registrierfeder F1, beispielsweise eine punktierte Linie liefert, wenn der Markierungsimpuls J3 mit dem Echo signal koinzidiert und eine gestrichelte Linie schreibt, wenn der Markierungspunkt J4 mit dem Echosignal koinzidiert.
Bei mehr als zwei Markierungsimpulsen erhält man leicht weitere Unterscheidungsmerkmale, wenn man die Unterbrechungsperioden unterschiedlich wählt, so daß beispielsweise der Markierungsimpuls 13 zu einer voll ausgezogenen Linie, der Markierungsimpuls 14 zu einer gestrichelten Linie, der Markierungsimpuls 13 zu einer punktierten Linie und ein etwaiger Markierungsimpuls J6 zu einer strichpunktierten Linie führen würde.
Fig. 18 zeigt eine mit den Mitteln der Fig. 15 erzielbare, in Beziehung auf die Struktur der Linien etwas idealisierte Aufzeichnung, wobei die Quer-Profile von den umlaufenden Federn F1 bis F50 und die Isobathen von den feststehenden Federn F1, bis Fso geschrieben worden sind. Dabei ist angenommen, daß der Markierungsimpuls J3 eine durchgehende und der Markierungsimpuls J4 eine unterbrochene Linie auf die oben geschilderte Weise erzeugt. Die unterbrochenen Linien 181 und 182 markieren also die Tiefe 4 m, während die durchlaufenden Linien 183 und 184 die Tiefe 3 m kennzeichnen.
Bringt man das Echosignal statt mit den Markierungsimpulsen selbst mit von diesen abgeleiteten Impulsen zur Deckung, welche die Zeit zwischen zwei Markierungsimpulsen überdecken, so kann man mit dem feststehenden Kamm eine senkrechte Schraffur eines bestimmten Tiefenbereiches erreichen oder auch mehrere Bereiche mit unterschiedlicher Intensität schraffieren. Ein Beispiel hierfür zeigt die F i g. 19, auf der das Tiefengebiet zwischen 3 und 4 m grau schraffiert, während das Gebiet unterhalb von 4 m schwarz schraffiert ist und bei dem Gebiet oberhalb von 3 m die Schraffur unterbleibt. Die zu diesem Zweck benötigte Schaltungsanordnung unterscheidet sich von derjenigen nach F i g. 17 dadurch, daß der Koinzidenzstufe 23 statt des Markierungsimpulses J3 ein Impuls zugeführt wird, der von J3 bis 14 reicht, während der Koinzidenzstufe 24 ein Impuls zugeführt wird, der von J4 bis zum Ende der Lotperiode andauert. Diese Zeichen können durch bistabile Multivibratoren erzeugt werden, von denen der eine durch die Impulse J3 und J4 und der andere durch 14 und den Sendeimpuls der nächsten Lotperiode gesteuert wird.
Die Aufzeichnung der Isobathen mit Hilfe des ruhenden Elektrodenkammes ist ein verhältnismäßig langsamer Vorgang, verglichen mit der Aufzeichnung von Querprofilkurven. Während einer einzigen Lotperiode bewegt sich das Papier unter der Registrierfeder nur um etwa l/lo mm weiter. Es ist offenbar nicht unbedingt notwendig, daß die Feder für jeden Zehntelmillimeter des Papierweges eine Information erhält. Man könnte sich vielmehr damit begnügen, einer Feder eine neue Information jeweils erst nach beispielsweise 2, 3, 4 oder 5 mm Papiervorschub zukommen zu lassen. Diese Erwägung liegt der Anordnung nach F i g. 20 zugrunde, die zur Aufzeichnung von Isobathen dient, wobei es gleichgültig ist, ob sie allein oder in Verbindung mit einer Einrichtung zur Aufzeichnung von Querprofilkurven arbeitet. Die Empfangsschwinger E1 bis E50 werden über einen umlaufenden Schalter 2i8) mit dem Verstärker 21 verbunden. Die Umlaufgeschwindigkeit dieses Schalters ist so gewählt, daß ein Umlauf etwa so lange dauert, wie ein Papiervorschub um 3 mm. Er muß jedenfalls so langsam erfolgen, daß auf die Zeit, in der der umlaufende Arm eines der Kontaktsegmente des Schalters überstreicht, wenigstens ein bis zwei Lotungen entfallen. Von dem Verstärker 21 gelangt das Echosignal an die Gitter der beiden Gasentladungsröhren 212 und 213. Dem Gitterkreis der Röhre 212 wird der MarkienmpulsJ3 und dem der Röhre 213 der Markierungsimpuls J4 zugeführt. Die beiden Gasentladungsröhren sind über die Batterien 214 und 215 negativ vorgespannt, so daß sie trotz der positiven Polarität der Impulse J3 und J4 nicht zünden.
Erst wenn ein Echo signal mit diesen Impulsen zusammenfällt, zündet eine der Röhren. Angenommen, daß dies die Röhre 212 sei, so fließt der Anodenstrom dieser Röhre über den umlaufenden Arm 216 des Schalters 217 und bringt das Relais R3 zum Ansprechen. Dieses Relais hält sich sofort über seinen Kontakt r3l. Gleichzeitig spricht der Kontakt r22 an und legt an die Schreibfeder F3, Schreibspannung an, die von der Klemme 219 geliefert wird. Der Kontakt r32 bleibt solange geschlossen und demgemäß die Schreibspannung an der Feder F3, so lange bestehen, bis der Arm 216 einen Umlauf durchgeführt hat. Unmittelbar bevor dieser Arm das Relais R3 erneut mit der Röhre 212 verbindet, wird dieses Relais durch den umlaufenden Vorkontakt 221 kurzgeschlossen, so daß es abfällt. Es wird dann anschließend durch den Kontakt 216 erneut erregt, vorausgesetzt, daß noch die gleichen Verhältnisse vorliegen, d.h., daß das Echo wiederum mit dem Impuls J3 zusammenfällt.
Zwischen den Kontaktsegmenten des Schalters 216 besteht eine ausreichend große Lücke, bei deren Passieren der Arm 216 kurzzeitig spannungslos wird, so daß die Röhre 212 jeweils erlischt, falls sie auch nach der Koinzidenz des Echos mit dem Impuls J3 noch weiterbrennt. Die Koinzidenz des Echos mit dem MarkierungsimpulsJ, wird in der Röhre 213 festgestellt, die im übrigen anodenseitig ebenso geschaltet ist wie die Röhre 212, mit dem Unterschied, daß die Relais dort mit L1, L2, L3 usw. bezeichnet sind, die wiederum durch Kontakte all2, 122, 132 usw.
Schreibspannung an die Kontaktfedern F1, bis FEo legen, und zwar diesmal von der Klemme 220, wobei diese Spannung als zerhackte Gleichspannung angenommen ist, was durch eine Mäanderkurve an der Klemme 220 angedeutet ist. Die Unterbrechungsfrequenz dieser Gleichspannung ist so gewählt, daß die Federn eine punktierte Linie schreiben. Eine ausgezogene Linie bedeutet also eine 3-m-Isobathe und eine punktierte Linie eine 4-m-Isobathe. An Stelle einer Punktstruktur kann selbstverständlich auch eine durchgehende schwächere Linie aufgezeichnet werden, wenn man die Reihe mit den Kontakten 112, 122 usw. über Serienwiderstände ebenfalls an die Klemme 219 anschaltet. An Stelle einzelner Isobathen kann man auch eine senkrechte Schraffur bestimmter Tiefenbereiche erhalten, wenn man den Röhren 212 und 213 an Stelle der schmalen Markierungsimpulse J3 und Jo entsprechend breite Zeichen zuführt, wie dies im Zusammenhang mit Fig. 19 geschildert wurde. Das Wesen der Anordnung nach F i g. 20 besteht also darin, daß die elektronische Einrichtung nur einmal vorhanden ist, indem eine langsame Abtastung der Empfangsschwinger erfolgt und die den Schreibfedern zugeführte Information von einer Abtastung bis zur nächsten gespeichert wird. Die Haltekontakterll, r2j, r3l usw. sowie der Vorkontakt 221 erübrigen sich, wenn man für die Relais, R2, R3 usw. Verzögerungsrelais verwendet, deren Verzögerungszeit etwas kürzer ist als der Umiauf des Schalters 217. Es sei noch bemerkt, daß die umiaufenden Schalter210, 217 und 218 selbstverständlich miteinander gekoppelt sind.
Werden außer den Isobathen auch Querprofile, etwa mit der Anordnung nach Fig.- i4 aufgezeichnet, so ist jeder der Empfangsschwinger E1 bis Eo zusätzlich über je einen eigenen Verstärkerkanal mit der zugeordneten umlaufenden Feder verbunden.
Anstatt die Isobathen durch Stromübergang zwischen Schreibelektrode und Papier zu registrieren, kann man sie selbstverständlich auch auf dem Papier aufdrucken oder durch Farbstifte schreiben. Sollen dabei gleichzeitig auch Querprofilkurven aufgezeichnet werden, was praktisch nur durch Stromübergang möglich ist, so ergeben sich bei einer Registrieranordnung nach Fig. 14 und 15 Schwierigkeiten hinsichtlich der Unterbringung der Druck- oder Schreibgeräte für die Isobathen. Es empfiehlt sich deshalb, zu einer anderen Registriereinrichtung überzugehen, bei der der rotierende Federkamm statt als Außenläufer nunmehr als Innenläufer ausgebildet ist. Eine solche Einrichtung, die auch unabhängig von der Aufzeichnung der Isobathen Vorteile insbesondere hinsichtlich des Papiertransportes bietet, ist in Fig. 21 dargestellt. Das Papier 249 läuft hier von einer Vorratsrolle 250 über eine erste Umlenkrolle 251, eine Trommel 252, eine weitere Umlenkrolle 253 auf die Aufwickelrolle 254. Die Beobachtung des Registrierergebnisses erfolgt in Richtung des Pfeiles 255. Die Trommel enthält den Federkamm 256 mit den Registrierfedern 257, und als Gegenelektrode fungiert ein rinnenartig ausgebildeter Metallkörper 25S, der unter Federdruck steht.
Die Trommel enthält außerdem in Axialrichtung außerhalb des Bereichs der Registrierfedern ein Eisenstück 259, das im Zusammenwirken mit Eisenkernspulen 260, 261 und weiteren, nicht gezeichneten Spulen den Sender auslöst, wobei diese Spulen auf einem Ring angeordnet sind, der mit Papiergeschwindigkeit umläuft, wie dies an Hand der Fig. 14 und 15 bereits geschildert wurde. Auch hier ist dank der Schleifkontakte 262, 263 und der ortsfesten Schleifbahn 264 jeweils nur eine der Auslösespulen in Betrieb. Auf die Umlenkrolle 251 sind zwei sich senkrecht zur Papierebene erstreckende Reihen von Kugelschreibern 265 und 266 angesetzt, die mit verschiedenfarbigen Pasten arbeiten. Es handelt sich dabei um lageunabhängige Kugelschreiber, bei denen die Paste unter dem Druck eines federbelasteten kleinen Kolbens oder eines Gases steht, das in dem Pastenröhrchen selbst durch Chemikalien fortlaufend erzeugt wird. Derartige Kugelschreiber sind bekannt.
Der Schaft des Kugelschreibers wird in eine Spule 270 geführt, und auf dem Kugelschreiber ist ein kleiner Eisenring 271 befestigt, der durch eine Blattfeder 272 derart gehalten wird, daß die Spitze des Kugelschreibers bei unerregter Spule einige Zehntelmillimeter vom Papier Abstand hat. Wird die Spule erregt, so wird der Eisenring angezogen und der Kugelschreiber an das Papier gedrückt, so daß er dort eine Schreibspur hinterläßt. Die Spulen 270 können beispielsweise durch die r-Kontakte und die Spulen 275 durch die 1Kontakt in Fig.20 erregt werden, wobei in beiden Fällen Gleichspannung zur Erregung benutzt wird.
Eine extrem einfache Anordnung, bei der auch auf die Speicherung während eines Schalterumlaufs verzichtet werden kann, ergibt sich, wenn man dazu übergeht, die Isobathen zu drucken. Eine solche Anordnung, die beispielsweise etwas oberhalb der Arbeitsstelle der Kugelschreiber in Fig. 21 zu denken wäre, ist in F i g. 22 dargestellt. Vor dem Papier 249, das wiederum von der Vorratsrolle 250 über die Um- lenkrolle 251 in Pfeilrichtung über einen kleinen Schreibtisch 280 geführt ist, befindet sich ein zweifarbiges Schreibmaschinenband 281, das in seiner oberen Hälfte rot und in der unteren Hälfte blau schreiben möge. Auf der anderen Seite dieses Schreibmaschinenbandes sind zwei Reihen von Typenhebeln 282 und 283 angeordnet, die über feste Drehpunkte von zwei Reihen kleiner Elektromagneten 284 und 285 betätigt werden. Diese Elektromagnete hat man sich an Stelle der R- und L-Relais in F i g. 20 zu denken, wobei die Selbsthaltekontakte r und I in Fortfall kommen. Eine Signalspeicherung über einen Schalterumlauf hinweg wie in F i g. 20 ist dabei nicht erforderlich, da die Länge der Schneiden 287 und 288 ebenso lang gewählt werden kann, wie sich das kontinuierlich bewegte Papier während eines Umlaufs der Schalter 210, 213 und 217 in Fig. 20 fortbewegt. Es genügt also eine einmalige impulsförmige Erregung während eines Schalterumlaufs.
Die Aufzeichnung der Isobathen mit Hilfe eines feststehenden Kammes hat gegenüber derjenigen mittels des gleichen Registrierorgans, das auch die Querprofilaufzeichnung bewirkt, noch einen bisher nicht erwähnten Vorteil. Dieser besteht darin, daß bei der erstgenannten Art die Echolaufzeit herausfällt, während diese bei der zweitgenannten Art bewirkt, daß z. B. die 3-m-Lsobathe gegen die 4-m-Isobathe in Längsrichtung des Streifens etwas verschoben ist, nämlich um den im Aufzeichnungsmaßstab gemessenen Laufzeitunterschied zwischen dem 3-m-und dem 4-m-Echo.
Es sei noch bemerkt, daß der Registriereinrichtung nach Fig. 14 und 15 in bezug auf die mitlaufende Senderauslösung auch außerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung Bedeutung zukommt, die unabhängig davon ist, ob Isobathen aufgezeichnet werden oder nicht. Das gleiche gilt für die Registriereinrichtung nach Fig. 21.

Claims

Die Erzeugung der Markierungsimpulse ist nicht Gegenstand der Erfindung. Sie können durch das umlaufende Registrierorgan, wie in F i g. 5 angedeutet, oder auch auf rein elektronischem Wege erzeugt werden, z. B. durch vom Sendeimpuls ausgelöste monostabile Multivibratoren unterschiedlicher Zeitkonstante, deren zweite Flanke nach Differentiation und Impulsformung einen geeigneten Markierungsimpuls ergibt, Patentansprüche: 1. Registrierende Echoloteinrichtung zur Vermessung von Wasserstraßen mit einer Vielzahl von senkrecht zur Fahrtrichtung des Meßschiffes verteilt angeordneten Sender-Empfängern, bei der zur Kenntlichmachung bestimmter Tiefen von Markierungsimpulsen Gebrauch gemacht wird, die einen unterschiedlichen Zeitabstand vom Sendeimpuls haben, gekennzeichnet d u r c h die Anwendung von wenigstens zwei der folgenden Maßnahmen: a) einerVerstärkerstufe (27) für das Echosignal, der ein Markierungsimpuls derart zugeführt wird, daß die Verstärkung des Echosignals angehoben wird; b) einer Verstärkerstufe für das Echosignal, der ein Markierungsimpuls derart zugeführt wird, daß das Echosignal unterdrückt wird; c) einer Koinzidenzstufe (23), deren beiden Eingängen das Echosignal und ein Markierungsimpuls zugeführt werden und deren Ausgang zum Anstoßen eines Impulsgebers dient, der ein Zeichen bestimmter Dauer erzeugt, das den Echos zugesetzt wird; d) einer steuerbaren Begrenzerstufe (3X2, 132) für das Echosignal, deren Begrenzung durch einen Markierungsimpuls aus- oder eingeschaltet wird; oder durch wenigstens eine dieser Maßnahmen, wenn an die Stelle von zwei Markierungsimpulsen ein einem Tiefenbereich entsprechender breiter Impuls tritt, dessen Anfang durch einen Markierungsimpuls und dessen Ende durch einen anderen Markierungsimpuls oder den nächsten Sendeimpuls bestimmt ist.
2. Echoloteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise mit den einzelnen Sendern der Reihe nach gelotet wird und nur ein Registrierorgan vorhanden ist, das zur Aufzeichnung einer Querprofilkurve quer über den Registrierstreifen geführt wird, und daß dabei durch einen mit der Querbewegung gekuppelten umlaufenden Schalter (20) das Echosignal der Reihe nach von den einzelnen Empfangsschwingern abgenommen wird.
3. Echoloteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise mit allen Sendern gleichzeitig gelotet wird und ebenso viele gemeinsam umlaufende Registrierorgane vorgesehen sind, die bei jeder Lotung das gesamte Querprofil aufzeichnen und diese Aufzeichnung viele Male wiederholen, und daß dabei das Papier kontinuierlich bewegt wird und die Senderauslösung mit dem Papier mitläuft.
4. Echoloteinrichtung nach Anspruch 3, bei der auf dem rotierenden Träger der Registrierorgane ein Eisenstück angeordnet ist, das beim Passieren einer Eisenkernspule den Sender auslöst, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Eisenkernspulen (149, 150, 151) auf einem Ring (148) angeordnet sind, der mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit umläuft wie das Papier, und daß die Spulen der Reihe nach wirksam werden, wenn sie mit einer ortsfesten Schleifbahn (152) Kontakt erhalten, die sich über einen Winkel erstreckt, der gleich dem Winkelabstand der Spulen ist.
5. Registrierende Echoloteinrichtung zur Vermessung von Wasserstraßen mit einer Vielzahl von n senkrecht zur Fahrtrichtung des Meßschiffes verteilt angeordneten Sender-Empfängern, bei der zur Kenntlichmachung bestimmter Tiefen von Markierungsimpulsen Gebrauch ge- macht wird, die einen unterschiedlichen Zeitabstand vom Sendeimpuls haben, insbesondere nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei mit Echosignalen koinzidierende Markierungsimpulse unterschiedlicher Ordnungszahl mit unterschiedlicher Kennung von einer besonderen Registriereinrichtung aufgezeichnet werden, die aus einem relativ zu dem kontinuierlich transportierten Registrierpapier bcstehenden Kamm(160)) von nRegistrierorganen (F1', Fall) besteht, deren jedes einem bestimmten Empfänger zugeordnet ist oder über umlaufende Schalter (210, 217, 218) periodisch zugeordnet wird, indem zwischen dem jeweiligen Registrierorgan und dem Empfänger wenigstens zwei Koinzidenzstufen (23, 24) angeordnet sind, deren ersten Eingängen die Echosignale des Empfängers und deren zweiten Eingängen je ein Markierungsimpuls unterschiedlicher Ordnungszahl zugeführt werden und deren Ausgänge über den Charakter der Aufzeichnung modifizierende Kennstufen (25, 26) gemeinsam dem Registrierorgan (Ft') zugeführt werden.
6. Echoloteinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kennstufe einen Unterbrecher enthält.
7. Echoloteinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an die Stelle von Markierungsimpulsen breite Impulse treten, deren Dauer dem Abstand zwischen zwei Markierungsimpulsen oder einem Markierungsimpuls und dem nächsten Sendeimpuls entspricht.
8. Echoloteinrichtung nach Anspruch 5, bei der die Koinzidenzstufen durch umlaufende Schalter eingangsseitig nacheinander mit den verschiedenen Empfängern und ausgangsseitig mit den jeweils zugeordneten Registrierorganen verbunden werden, gekennzeichnet durch an die Koinzidenzstufen angeschlossene Speichereinrichtungen, welche die von den Koinzidenzstufen gelieferte Information für die Dauer eines Schalterumlaufs aufrechterhalten, beispielsweise selbsthaltende Relais (R1, R2. . .; L1, L2. . .), welche bei dem nächsten Umlauf durch einen Vorkontakt (221) zum Abfallen gebracht werden und mit ihren Arbeitskontakten (ru2, ll2 usw.) die Registrierorgane (kl', F2, usw.) erregen.
9. Echoloteinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Registriereinrichtung aus zwei Reihen von je n Schreib- oder Druckorganen besteht, von denen die erste Reihe (2wo, 2841) der ersten Koinzidenzstufe zugeordnet ist und in einer ersten Farbe registriert, und die andere (265, 285) der anderen Koinzidenzstufe zugeordnet ist und in einer zweiten Farbe registriert.