DE1050245B

DE1050245B - Unterwasserbeobachtungsgerät

Info

Publication number: DE1050245B
Application number: DENDAT1050245D
Authority: DE
Inventors: Kiel Dipl.-Ing. Walter Kriebel und Dipl.-Phys. Wolfgang Schmidt
Original assignee: ELAC Electroacustic GmbH
Current assignee: ELAC Electroacustic GmbH
Publication date: 1959-02-05

Description

DEUTSCHES

Für die Beobachtung von Gegenständen unterhalb der Wasseroberfläche von Bord eines fahrenden Schiffes werden bis jetzt fast ausschließlich Echolotgeräte verwendet. Aus den Lotergebnissen kann man sehr gut die Meerestiefe oder den Abstand anderer Reflektoren, insbesondere von Fischen, vom Lotgerät bestimmen, Aus der Edhoform auf einem Braunschen Rohr kann man auch noch gewisse Rückschlüsse, beispielsweise auf die Struktur des Meeresbodens oder auf die Größe eines Fischschwarmes, ziehen. Es ist jedoch, praktisch nicht möglich, mittels eines Echolotgerätes Informationen über die genaue Beschaffenheit der angeloteten Objekte, beispielsweise die Art und Größe von Fischen, oder über deren Bewegungsrichtung zu erhalten. Ebenso ist es mit den bisherigen Mitteln, Echolotgeräten und anderen Tiefenmessern, nicht leicht, das geschleppte Fischnetz in die günstigste Lage zu einem angeloteten Fischschwarm zu bekommen. Auch zur Bestimmung des Füllgrades von Fischnetzen sind die bisherigen Methoden wie beispielsweise die Messungen) des Kuirrleinenzuges sehr unbefriedigend, da sie sehr ungenau sind.

Will man allein mit einer Unterwasserfernsehkamera Beobachtungen unterhalb der Wasseroberfläche durchführen, so ist es erforderlich, daß sich das *5 Schiff, von dem die Kamera herabgelassen wird, nicht gegenüber dem umgebenden Wasser bewegt, da sonst die Lage der Kamera zum Schiff, insbesondere ihre Tiefe, nicht sicher angegeben werden kann. Eine Unterwasserbeobachtung ohne Kenntnis der Lage der Fernsehkamera ist jedoch praktisch wertlos. Beobachtungen mit Unterwasserfernsehkamera in der genannten Form sind bereits für wissenschaftliche Zwecke und zur Untersuchung von Kaimauern in Hafenbecken durchgeführt worden. Dabei konnte die Tiefe der Kamera, da sie gegenüber dem umgebenden Wasser und der Fiervorrichtung in horizontaler Richtung nicht bewegt wurde, gleich der Länge des Halteseiles der Kamera angenommen werden.

Um die aufgeführten Mängel bei der Beobachtung von Objekten unterhalb der Wasseroberfläche durch Echolotgeräte allein und Unterwasserfernsehkameras allein von fahrenden Schiffen aus zu beseitigen, wird zur Feststellung der genauen Beschaffenheit von angelöteten. Objekten, z. B. Fischschwärmen oder Wracks, erfindungsgemäß ein an sich bekanntes Echolotgerät mit einer an sich bekannten Fernsehanlage mit Unterwasserfernsehkamera kombiniert. Mit dieser Kombination ist es möglich, vom fahrenden Schiff aus, die genaue Beschaffenheit von angeloteten Objekten oder den Füllgrad von Fischnetzen festzustellen.

Die Unterwasserfernsehkamera, die gemeinsam mit einem oder mehreren Scheinwerfern in einem Unterwasserbeobachtungsgerät

Anmelder:

ELECTROACUSTIC Gesellschaft m.b.H.,
Kiel, Westring 425/429

Dipl.-Ing, Walter Kriebel

und Dipl.-Phys. Wolfgang Schmidt, Kiel,

sind als Erfinder genannt worden

Schwimmkörper eingebaut ist, wird jeweils in die Tiefe hinabgesenkt, aus der bestimmte Echos empfangen werden. Vorzugsweise werden Halteseile und Kabel über den Bug des Schiffes gefiert. Die Lage der Kamera zu dem zu· beobachtenden Objekt kann auf dem Anzeigegerät der Lotanlage beobachtet werden. Um diese Beobachtungen zu erleichtern, ist es zweckmäßig, in dem Schwimmkörper, der die Kamera trägt, einen an sich bekannten, aktiven Reflektor, der bei Empfang eines Lotimpulses einen Impuls gleicher Frequenz und besonderer Kennung aussendet, einzubauen.

Um zu vermeiden, daß die Fernsehkamera seitlich aus dem Lotbereich herausgedrückt wird bzw. pendelt, ist es zweckmäßig, wenn der Schwimmkörper, in dem die Kamera eingebaut ist, lenkbar ist und einen eigenen Antrieb hat. Durch geeignete Anbringung von nach oben gerichteten elektroakustischen Εηη>fängern werden die Lenkung und der Antrieb in bekannter Weise derart geregelt, daß die Kamera den Schallkegel, den der Echolotsender vom Schiff ausstrahlt, nicht verläßt.

Der Schwimmkörper mit der Fernsehkamera kann auch zur Fangkontrolle am Fanggerät insbesondere am Schleppnetz oder an einer seiner Kurrleinen angebracht werden. Es ist damit möglich, laufend den Fang zu überwachen und durch Schwenken der Kamera den Füllgrad des Netzes festzustellen. Zur Tiefenkontrolle der Fernsehkamera und damit auch des Fanggerätes muß bei dieser Anwendung in den Schwimmkörper zusätzlich ein Tiefenmeßgerät bekannter Bauart, beispielsweise ein Echolotgerät oder ein hydrostatischer Tiefenmesser, die ihre Meßwerte in bekannter Weise über Kabel oder drahtlos, an das Schiff übermitteln, eingebaut werden.

809 748/301

In einer Weiterbildung der Erfindung wird der im Schwenkbereich der Fernsehkamera und der Scheinwerfer durchsichtige Teil des Schwimmkörpers durch elektroakustische Wandler zu hochfrequenten Schwingungen angeregt. Durch diese Maßnahme wird erstens verhindert, daß das Fenster des Schwimmkörpers bewächst und zweitens erreicht, daß das Wasser in einem gewissen Bereich von eventuell sichtbehindernden Schwebstoffen befreit wird. Die Frequenz dieser Schwingungen muß zweckmäßig so gewählt werden, daß die Signale nicht gestört werden.

Die Erfindung wird nun an Hand einiger Beispiele erläutert:

Fig. 1 zeigt eine Anwendung, bei der der Schwimmkörper mit der Fernsehkamera innerhalb des Schallkegeis des Echolotgerätes schwimmt; in

Fig. 2 ist der Schwimmkörper mit Fernsehkamera am Fischnetz befestigt;

Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch den Schwimmkörper von Fig. 1;

Fig. 4, zeigt eine Ansicht desselben Schwimmkörpers von oben.

Fig. 5 zeigt die Fernsehkamera von vorn;

Fig. 6 zeigt ein Echogramm und das dazugehörige Fernsehbild.

Fig. 1: Unter dem Schiff 1 wird der Schwimmkörper 2, der die Fernsehkamera trägt und durch das Kabel 3 mit dem Schiff über dessen Bug verbunden ist, in dem Schallkegel 4 des elektroakustischen Wandlers 7 des Echolotgerätes herabgelassen bis auf eine Tiefe, von der aus ein Fischschwarm 6, der angelötet worden ist, beobachtet werden kann.

In Fig. 2 wird von dem Schiff 1 das Netz 8 geschleppt, in dessen Eintrittsöffnung der Schwimmkörper 2 mit der Fernsehkamera angebracht: ist. Das Verbindungskabel 3 zwischen Schiff und Fernsehkamera wird vorzugsweise; an einer der Kurrleinen entlang geführt. 4 ist wieder der Schallkegel des an Bord befestigten Echolotgerätes, 5 ist der schwenkbare Beobachtungskegel der Fernsehkamera, der so eingestellt werden kann, daß sowohl der Raum vor dem Netz als auch der Füllgrad des Netzes beobachtet werden kann. 6 ist wieder ein Fischschwarm.

In Fig. 3 ist ein Längsschnitt durch den Schwimmkörper 2 der Fig. 1 dargestellt. Die Fernsehkamera 9 mit dem durch einen Servomotor einstellbaren Objektiv 10 und zwei Scheinwerfern 11 kann mittels eines Schneckentriebes 13 durch den Motor 12 um die Achse 14 geschwenkt werden. Die Energieversorgung für die einzelnen Aggregate sowie die Übertragung der Fernsehsignale und die Steuerung der Servomotoren erfolgt über das Kabel 3. 15 ist der Antriebsmotor des Schwimmkörpers, 16 sind die Antriebsschrauben, und 17 sind die Stabilisierungsflächen mit Ruderanlage. Der Kopf des Schwimmkörpers besteht im Schwenkbereich der Kamera 9 mit den Scheinwerfern 11 aus durchsichtigem Material, beispielsweise aus Glas oder Plexiglas.

Fig. 4 zeigt den Schwimmkörper 2 aus Fig. 3, von oben gesehen. Die Wasserschallmikrophone 18, 19, 20, 21 sind so¹ geschaltet, daß aus ihren Schalldruckdifferenzen Spannungen abgeleitet werden, die die Ruderanlage und den Antrieb so betätigen, daß stets alle vier Empfänger den gleichen Schalldruck von dem Echolotsender in der' Mitte des Lotkegels der Schiffslotanlage erhalten. ■

Fig. 5 zeigt die Fernsehkamera 9 mit den zwei Scheinwerfern 11 von vorn;;, wobei die zwei Objektive 10, 10', die revolverartig angeordnet sind, durch den Motor 22 über die Zahnräder 23, 24 ausgewechselt und durch den Motor 25 über die Kegelräder 26, 27 scharf eingestellt werden können.

Fig. 6 zeigt a) den Echographen mit einem Echogramm und b) das dazugehörige Fernsehbild. Dabei ist 28 das Registrierpapier, 29 die Aufzeichnung des Sendeimpulses, 30' die Kennung des Aktivreflektors des Schwimmkörpers mit der Fernsehkamera, die dessen Tiefe angibt, 31 sind Fischechos und 32 ist das Bodenecho. In Fig. 6b ist auf dem Bildschirm 33 der Fernsehanlage eine Abbildung des Blickfeldes der Fernsehkamera zu sehen, die in diesem Falle, wie aus dem Echogramm ersichtlich, dicht über einem Fischschwarm schwimmt. 34 sind Fische.

Die Erfindung ist nicht auf die Beispiele beschränkt. Beispielsweise können mehrere Fernsehkameras gleichzeitig eingesetzt werden, beispielsweise je eine im Schallkegel der Schiffslotanlage und am Netz, wobei deren Blickfelder abwechselnd auf dem Bildschirm an Bord des Schiffes abgebildet werden.

Claims

Patentansprüche.-

1. Unterwasserbeobachtungsgerät, gekennzeichnet durch die Kombination eines an sich bekannten Echolotgerätes mit einer an sich bekannten Fernsehanlage mit Unterwasser fernsehkam era.

2. Unterwasserbeobachtungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fernsehkamera in bekannter Weise in, einem Schwimmkörper angeordnet ist, während die restliche Fernsehanlage mit der Bildröhre sowie das Echolotgerät an Bord des Schiffes untergebracht sind.

3. Unterwasserbeobachtungsgerät nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fernsehkamera gemeinsam mit am oder in dem Schwimmkörper angeordneten Scheinwerfern um eine horizontale und/oder vertikale Achse in an sich bekannter Weise mittels eines Servomotors, der von Bord des Schiffes zu betätigen ist, drehbar ist.

4. Unterwasserbeobachtungsgerät nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Scharfeinstellung des Objektivs der Fernsehkamera von Bord des Schiffes in an sich bekannter Weise über einen Servomotor erfolgt.

5. Unterwasserbeobachtungsgerät nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in bekannter Weise revolverartig angeordneten Objektive mit verschiedenen Brennweiten der Fernsehkamera von Bord des Schiffes aus in an sich bekannter Weise durch einen Servomotor gewechselt werden können.

6. Unterwasserbeobachtungsgerät nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmkörper der Kamera einen Aktivreflektor enthält, der bei Empfang eines Lotimpulses ein akustisches Signal gleicher Frequenz mit bestimmter Kennung aussendet, so daß stets auf dem Lotanzeigegerät die Tiefe der Fernsehkamera und ihre Stellung zu dem zu beobachtenden Reflektor ersichtlich ist.

7. Unterwasserbeobachtungsgerät nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmkörper zur Tiefenkontrolle einen hydrostatischen Tiefenmesser enthält, der in bekannter Weise von der Tiefe abhängige Signale drahtlos oder über Kabel an die Beobachtungsstelle sendet.

8. Unterwasserbeobachtungsgerät nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmkörper der Kamera einen Lotsender und -empfänger enthält, die mit dem Anzeigegerät an Bord des Schiffes in bekannter Weise über Kabel oder drahtlos verbunden sind.

9. Unterwasserbeobachtungsgerät nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmkörper eigenen Antrieb hat und lenkbar ist. ίο

10. Unterwasserbeobachtungsgerät nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an der Oberseite des Schwimmkörpers vier Wasserschallmikrophone angebracht sind, aus deren Schalldruckdifferenzen Spannungen abgeleitet werden, die die Steuerung und den Antrieb in bekannter Weise so beeinflussen, daß vorhandene Schalldruckdifferenzen an den Mikrophonen verschwinden, d. h. der Schwimmkörper stets in der Mitte des Lotkegels der Schiffslotanlage gehalten wird.

11. Unterwasserbeobachtungsgerät nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fernsehkamera an der öffnung des Fanggerätes, beispielsweise des Schleppnetzes, angebracht ist.

12. Unterwasserbeobachtungsgerät nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmkörper im Schwenkbereich der Fernsehkamera und der Scheinwerfer aus durchsichtigem Material, beispielsweise Glas oder Plexiglas, besteht.

13. Unterwasserbeobachtungsgerät nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verhinderung· von Bewuchs und zur Enttrübung des Sichtfeldes, beispielsweise von Plankton, elektroakustische Wandler von innen an der Wand des Schwimmkörpers angebracht sind, die insbesondere den durchsichtigen Bereich zu Schwingungen anregt, die vorzugsweise von den Signalfrequenzen so verschieden sind, daß die Signale nicht gestört werden.

14. Unterwasserbeobachtungsgerät nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Fernsehkameras, beispielsweise je eine im Hauptlotkegel und an der Netzöffnung, vorgesehen sind, deren Blickfelder abwechselnd auf dem Bildschirm an Bord des Schiffes abgebildet werden können.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Electronic-Engineering, November 1955, S. 505.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen