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Registrierendes Echolotgerät für Unterwasserschall Die Erfindung bezieht
sich auf ein registrierendes Echolotgerät mit umschaltbaren Teilbereichen. Das Prinzip
eines bekannten- Gerätes dieser Art ist in Fig. 1 dargestellt. Ein umlaufendes BandlO
trägt eine Registrierfeder 11, mit der das Papier 12 überfahren wird. Das Band trägt
außerdem ein Eisenstück 13, das beim Passieren der längs des Rücklaufweges des Bandes
angeordneten ortsfesten Eisenkernspulen 14 und 15 in diesen Spulen Spannungen induziert,
welche wahlweise zur Auslösung des Senders 18 benutzt werden können. Steht der Schalter
19 beispielsweise in der Stellung 1, so werden Tiefen von 0 bis 50 m registriert,
während in der Stellung 2 Echos aus dem Tiefenbereich von 50 bis 100 m aufgezeichnet
werden. Man könnte grundsätzlich die Auflösung des Senders noch weiter vorverlegen
und beispielsweise die gestrichelt gezeichnete Spule 16 anordnen, so daß auch Echos
aus dem Bereich 100 bis 150 m aufgezeichnet werden könnten. Die Spule müßte aber
gegenüber der Vorderseite des Bandes angeordnet werden, was nicht erwünscht ist,
da sich dort das Papier befindet, so daß die Spule mit ihrer Halterung entweder
im Sichtfeld des Echographen angeordnet oder der Rand des Sichtfeldes durch eine
Blende abgedeckt werden müßte. Noch schwieriger wird aber die Situation, wenn die
Vorverlegung der Auslösung noch weitergetrieben und eine vierte ortsfeste Eisenkernspule
17 vorgesehen wird. Im Augenblick, wo diese durch das Eisenstück 13 überlaufen wird,
befindet sich die Schreibfeder auf dem unteren Teil des Papiers, so daß dort bereits
Echos aus dem unerwünschten Nahbereich aufgezeichnet werden können. Die Vorverlegung
ist also hier zu weit getrieben worden. Um derartige Fehler zu vermeiden, darf die
Vorverlegung offenbar nicht größer sein als die um die Papierhöhe verminderte Bandlänge.
Man erkennt dies leichter, wenn man sich das Eisenklötzchen und die Schreibfeder
an der gleichen Stelle des Bandes angeordnet denkt. Die Versetzung von Auslöseklötzchen
und Schreibfeder längs des Bandes ändert an dieser Beziehung nichts. Bei der gedachten
Auslösung 17 in F i g. 1 ist das genannte Höchstmaß überschritten. Dies läßt sich
zwar durch eine entsprechende Verlängerung des Bandes vermeiden, jedoch hat diese
Verlängerung den Nachteil, daß - gleiche Schreibgeschwindigkeit, d. h. gleicher
Maßstab in beiden Fällen vorausgesetzt - die Lotfolge entsprechend niedriger wird.
Man hat sich daher aus diesen Gründen vielfach damit begnügt, bei den größeren Tiefenbereichen,
also bei den hohen Vorverlegungen, die Registriergeschwindigkeit zu vermindern,
und in Kauf genommen, daß damit der
Maßstab kleiner wird und die Auflösung entsprechend
zurückgeht.
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Die Erfindung schafft hier einen Ausweg, der es gestattet, bei sämtlichen
Vorverlegungen mit dem gleichen Maßstab zu arbeiten, ohne jedoch ein langes Band
verwenden zu müssen und damit auf eine hohe Lotfolge in den unteren Bereichen zu
verzichten.
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Ausgehend von einem registrierenden Echolotgerät mit mehreren aneinander
anschließenden Meßbereichen und einem Bereichschalter zur schrittweisen Vorverlegung
der Senderauslösung, bei dem der umlaufende Träger des Registrierorgans die Auslösung
des Senders im Zusammenwirken mit einer der Anzahl der Bereiche entsprechenden Anzahl
von längs der Umlaufbahn des Trägers angeordneten Auslöseelementen steuert, von
denen durch den Bereichschalter eines ausgewählt wird, besteht die Erfindung darin,
daß der Umfang des Trägers so gewählt ist, daß für Meßbereiche größerer Wassertiefe
das auf die Umlaufbahn des Trägers bezogene Maß der notwendigen Vorverlegung größer
ist als die um die Papierhöhe verminderte Bahnlänge und daß in den Empfangskanal
und den Sendekanal je eine bei diesen Meßbereichen durch den Bereichschalter wirksam
gemachte Sperrstufe eingeschaltet ist, die durch gegenphasige Signale von der Periodendauer
des Trägerumlaufs gesteuert werden.
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Die stillstehenden, durch Steuerelemente auf dem umlaufenden Träger
betätigten Auslöseelemente können dabei aus ortsfesten Kontakten bestehen, die durch
einen Nocken auf dem umlaufenden Band ausgelöst werden, oder aus ortsfesten Eisenkernspulen,
die durch ein Eisen- oder Magnetklötzchen auf dem Band zur Abgabe eines Impulses
veranlaßt werden, oder sie können durch Fotowiderstände dargestellt werden, die
durch ein spiegelndes Blech auf dem Band einen Reflex von einer Lichtquelle erhalten.
Der Einfachheit halber wird im folgenden nur noch von der zweiten Art der Auslösung
gesprochen,
bei der das ortsfeste Auslöseelement eine Eisenkernspule
und das Steuerelement auf dem Band ein Eisenklötzchen ist.
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Bei einer besonders zweckmäßigen Ausführung der Erfindung wird auch
der eingangs geschilderte Mangel behoben, daß die Spule 16 im Bereich des Papiers
angeordnet werden muß, ohne daß das Band entsprechend verlängert zu werden braucht.
Dies gelingt dadurch, daß die Einrichtung zur schrittweisen Vorverlegung der Senderauslösung
mehrere auf dem Träger angeordnete Steuerelemente aufweist, die sowohl in Laufrichtung
des Trägers als auch senkrecht dazu gegeneinander versetzt sind und mit einer Anzahl
von stillstehenden Auslöseelementen zusammenwirken, die auf der dem Papier abgewandten
Seite des Trägers angeordnet und gtuppenweise einem der umlaufenden Steuerelemente
zugeordnet sind, und daß die Auslöseelemente einer Gruppe in an sich bekannter Weise
um die Papierhöhe in Laufrichtung des Trägers gegeneinander versetzt sind. Auf diese
Weise werden mehrere voneinander unabhängige Auslösekreise unterschiedlicher Vorverlegung
geschaffen, die es erlauben, einen Teil der Vorverlegung den Steuerelementen auf
dem Band zuzuweisen und dadurch sämtliche ortsfesten Auslöseelemente längs der Rückseite
des Bandes anzuordnen.
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Aus der vorveröffentlichten Patentanmeldung E4071/74d ist bereits
ein registrierendes Echolotgerät bekannt, bei dem auf dem endlosen Band außer dem
Schreibwerkzeug ein oder mehrere Nocken nebeneinander oder in der Längsrichtung
des Bandes hintereinander angeordnet sind. Weder ein Nebeheinander noch ein Hintereinander
der Nocken führt aber zu der bei der Weiterbildung der Erfindung angestrebten Konzentrierung
der Auslöseelemente längs der Rückseite des Bandes, senders dies gelingt nur, wenn
die Nocken in Längsnchtung und Querrichtung des Bandes gegeneinander versetzt sind;
Die Weiterbildung der Erfindung ist auch nicht zu verwechsein mit einer anderen
bekannten Anordnung (belgische Patentschrift 497 762), bei der es darum geht, zweimal
pro Bandumlauf zu loten, so daß das Band mit zwei um die Halbe Bandlänge gegeneinander
versetzten Schreibfedern und zwei entsprechend versetzten Steuerelementen (Kontaktbrücken)
ausgerüstet ist, die mit einem einzigen ortsfesten Auslöseelement zusammenwirken;
denn die vorliegende Erfindung geht von einer einzigen Schreibfeder aus, so daß
höchstens einmal pro Bandumlauf gelotet werden karin. Ähnliches gilt für eine andere
bekannte Anordnung (deutsche Auslegeschrift 1040427), bei der ebenfalls eine Verdopplung
der Lotfolge angestrebt ist und die sich bei der Anordnung nach der belgischen Pätentsehrift
dadurch unterscheidet, daß die Rolle der Steuerelernellte nnd die der Auslöseelemente
derart miteinander vertauscht sind, daß auf dein Band nur ein Steuerelement und
statt dessen zwei gegeneinander versetzte Auslöseelemente vorgesehen sind.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das zugieich die geschilderte
Weiterbildung zeigt, ist in Fig. 2 dargestellt. Das umlaufende Band 10 ist wiederum
mit einer Sehreibfeder 11 verstehen, die ihre Spannung von einer orstfesten Kontaktschiche
20 empfängt. Das umlaufende Band trägt außerdem Auslöseklötzchen 21, 22 und 23,
die durch ein Kreuz (X), einen Kreis (0) uiid ein Dreieck (V) an-
gedeutet sind.
Das Klötzehen 21 arbeitet mit den Eisenkernspulen 24 a und 24b zusammen, die ebenfalls
durch Kreuze kenntlich gemacht sind. Das Klötzchen22 arbeitet mit den Eisenkernspulen
25 a und 25b zusammen, die wie das Klötzchen 22 durch Kreise symbolisiert sind,
während das Klötzchen 23 mit den Eisenkernspulen 26a und 26b zusammenwirkt, die
ebenfalls durch Dreiecke kenntlich gemacht sind. Ferner ist ein Schalter 27 mit
den Stellungen 1 bis 6 entsprechend steigenden Teilbereichen vorgesehen. Mit der
Stellung 1 kann beispielsweise ein Bereich von 0 bis 60 m ausgewählt werden, während
die Stellung 2 von 50 bis 110 m und die übrigen Stellungen von 100 bis 16O, von
150 bis 21(i, von 200 bis 260 und schließlich von 250 bis 310 m reichen. Die Papierhöhe
beträgt 630 mm und die Bandlänge 1850mm. Mit dem Schaltet 27 ist ein Schalter 28
gekuppelte der in den Stellungen 4 bis 6 die bereits erwähnten Sperrspannungen wirksam
werden läßt. 30 ist der Sendegenerator, der durch den Schalter 27 ausgelöst wird.
31 ist der Sendeschwinger, det deii Ultraschallimpuls an das Wasser äbstrahlt. Die
zurückkehrenden Echos werden von dem Empfangsschwinger 32 aufgenommen und über den
Empfangsverstärker 33 än die Stromführungsschiene 20 geleitet Mit 34 ist eine Einrichtung
zur Erzeugüng der genannten Sperrspannung bezeichnet.
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In der Stellung 1 des Schalters ist die Vorverlegung der Senderauslösung
Null. in der Stellung 2 beträgt sie 500 mm, in der Stellung 3 ist sie 1000 mm und
in den weiteren Stellungen 1500, 2OöÖ und 2500 nim.
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Mit der ätellüng 4, entsprechend einer Vorverlegung von 1500 mm, ist
das obenerwähnte Grenzmaß, wonäch die Vorverlegung normalerweise auf den Wert Bandlänge
inbus Papierh6:he, also auf den Wert 1850- 630 1220 mm begrenzt wäre, überschritten,
d. h., der Sender würde zu eineni Zeitpunkt ausgelöst, in dem Sich die Registrierfeder
über dem Papier befindet. Dies geht deutlicher aus Fig. 3 hervor, wo iii Zeile à
die zeitliche Foige der verfügbaren Auslöseimpulse in richtigem zeitlichem Abstand
zueinander über drei Umläufe dargestellt ist.
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Zeitlich folgen also aufeinander die Impulse 5, 2, 5, lj 4, 3, 6,
2 usw. In der Zeile 3 b ist darüber durch waagerechte Stiche angedeutet, in welchen
Zeiträumen, bezogen auf die Auslöseimpulse, die eigentliche Registrierung erfolgt.
aus dem Vergleich von Zeile 3a und Zelle 3 b ergibt sich also, daß während der Aüslösung
4 eine Registrierung erfolgt. Ebenso erfolgt eine Registrierung kuri nach der Auslösung
5 und weniger kurz, äber ebenfalls zil füh, nach der Auslösung 6 ; Es ist daher
notwendig, eine Sperrspannung 3 d zu erZeugen, welche die Registrierung während
eines Umlaufes unterdrückt, sowie eine Spannung 3 c zu bilden, welche die Impulsaussendung
während des nächsten Umlaufes unterdrückt. Diese beiden komplementären Spannungen
werden in der Einrichtung 34 in Fig. 2 durch einen Multivibrätor erzeugt. Zür Steuerung
dieses Multivibrators bietet sich, wie aus F i g: 3 Rervorgeht, die Auslösung 3
an, da die Rëgistrierperiode innerlialb des von aufeinanderfolgenden Inipuiséti
3 begrenzten Intervalls liegt. Dasselbe gilt äuCh für die Auslösungen 5 und 6, so
daß der mit dem Schalter 27 gekuppelte Schalter 28 in sinen Stellungen 4, 5 und
6 jeweils mit der Auslösung 3 verbunden sein kann. Mit aus Fig. 3 ersichtlich, ist
es auch möglich, andere Auslösungen für die Stenerüng der Sperrspannung heranzuziehen,
beispielsweise
in der Schalterstellung 4 die Auslösung 5 und in der Schalterstellung 5 die Auslösung
2. Im vorliegenden Fall ergibt es sich aber als besonders einfach, daß für sämtliche
drei Schalterstellungen 4 bis 6 die gleiche Auslösung, nämlich 3 brauchbar ist,
da sämtliche Auslösungen 6, 5 und 4 zwischen aufeinanderfolgenden Auslösungen 3
liegen.
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Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ergibt sich bei einer Schreibgeschwindigkeit
von 7,5 m/Sek. entsprechend einem Aufzeichnungsstab von 1:100 und der Bandlänge
von 1850 mm eine Lotfolge von etwa vier Impulsen je Sekunde für die Bereiche 1 bis
3 und von zwei Impulsen je Sekunde für die Bereiche 4 bis 6.
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Die Erfindung ist auf die dargestellte Ausführungsform nicht beschränkt.
Insbesondere leuchtet ein, daß die Bandschleife zu einem Kreis deformiert und als
Träger der Registrierfeder eine rotierende Scheibe verwendet werden kann, die alsdann
auch die auslösenden Eisenklötzchen trägt, deren Versetzung durch unterschiedliche
radiale Abstände möglich ist.