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Vorrichtung zur Entfernungsmessung nach der Echoznethode
Die Erfindung
bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Entfernungsmessung nach der Echomethode mit
einer im Rhythmus der Lotungen an der Entfernungsskala entlang bewegten, im Augenblick
der Echoankunft kurz aufleuchtenden-Lichtquelle oder Lichtblende. Bei den bekannten
Vorrichtungen dieser Art ist das Schauzeichen jeweils nur für eine sehr kurze, durch
die Dauer des Echoimpulses bestimmte Zeit sichtbar. Dadurch wird die Beobachtung
sehr erschwert. Man hat auch schon versucht, durch Erhöhung der Lotfolge den Eindruck
einer Daueranzeige hervorzurufen. Dieses Verfahren ist jedoch nur bei kleinen Entfernungen
mit Vorteil zu gebrauchen.
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Ferner ist schon versucht worden, eine Daueranzeige, dadurch zu erzielen,
daß ein Braunsches Rohr mit Nachleuchtschirm als Anzeigegerät benutzt wird, dessen
Leuchtfieck durch den Lade- oder Entladevorgang eines Kondensators eine penodische
Zeitablenkung und im Augenblick der Echoankunft eine kleine seitliche Ablenkung
erfährt, die infolge des Nachleuchtens des Leuchtschirmes bis zur nächsten Echoankunft
sichtbar bleibt. Diese Vorrichtung hat jedoch bisher keinen Eingang in die Praxis
finden können, weil einerseits die Braunschen Rohre verhältnismäßig empfindliche
Geräte darstellen und eine im Hinblick auf ihre Herstellungskosten zu geringe Lebensdauer
aufweisen und weil andererseits die Zeitablenkung durch Kondensatorentladung vielfach
keine hinreichende Genauigkeit gewährleistet.
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Um nun bei den Vorrichtungen mit mechanischer Zeitablenkung des Lichtzeigers
die durch das dauernde Wiederverschwinden des Lichtzeigers ver-
ursachte
Erschwerung des Beobachtens zu vermeiden, hat man auch schon vorgeschlagen, die
rotierende Lichtquelle bei langsamer Lotfolge nicht durch das Echo kurzzeitig zum
Aufleuchten zu bringen, sondern ständig leuchten zu lassen und den Augenblick der
Echoankunft auf akustischem Wege anzuzeigen.
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Hierdurch wird zwar die Beobachtung etwas erleichtert, eine stehende
Anzeige, die jederzeit ohne weiteres die jeweilige Entfernung abzulesen gestattet,
wird jedoch auch hierdurch nicht gewährt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Entfernungsmessung
zu schaffen, die bei einfachem Aufbau und großer Meßgenauigkeit für jedeLotfolge
eine stehende Anzeige gewährt.
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Diese Aufgabe ist dadurch gelöst worden, daß bei mechanischer Zeitablenkung
eines durch das Echo zu bestätigenden Lichtzeigers dieser hinter einem Skalenblatt
umläuft, das erfindungsgemäß mit einer nachleuchtenden Schicht bedeckt ist, deren
Nachleuchtdauer so groß ist, daß sie die Zeit zwischen zwei Lotungen bzw. zwischen
zwei Echos überbrückt. Dadurch ist ermöglicht, die genaue mechanische Zeitablenkung
beizubehalten, trotzdem aber den Vorteil einer stehenden Anzeige auch für langsame
Lotfolgen zu haben.
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Es ist ferner dadurch die vorteilhafte Möglichkeit gegeben, mehrere
nebeneinander oder konzentrisch zueinander, gegebenenfalls auf einer Spirale angeordnete
Nachleuchtstreifen unterschiedlicher Nachleuchtfarbe für verschiedene Meßbereiche
vorzusehen, von denen nur der dem jeweiligen Meßbereich entsprechende Streifen beleuchtet
wird bzw. das Echo zur Anzeige bringt. Auf diese Weise wird mit einfachen Mitteln
ein großer Meßbereich und trotzdem eine hohe Meßgenauigkeit und eindeutige, übersichtliche
Anzeige erzielt.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel in
schematischer Darstellung veranschaulicht.
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Durch einen an das Scbiffsnetz angeschlossenen kleinen Motor a wird
eine Welle b mit bestimmter Drehzahl angetrieben. Auf dieser Welle ist eine Nockenscheibe
c befestigt, die bei jeder Umdrehung der Welle einmal einen Kontakt d im Stromkreis
eines Schallsenders/, der in der Schiffswand oder einem besonderen, aus der Schiffswand
ausfahrbaren Träger eingebaut sein kann, ein- bzw. ausschaltet.
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Am Ende der vom Motor a angetriebenen Welle b ist eine Scheibe befestigt,
die hinter einer feststehenden TiefenskalaS umläuft. In der Scheibe ist hinter einem
radialen, als Lichtzeiger dienenden Schlitz ein Neonrohr angebracht, das über zwei
Schleifringe mit einem Verstärker j verbunden ist, an dessen Eingang der Echoempfänger
k, der ebenfalls in der Schiffswand oder einem besonderen, in das Wasser ragenden
Träger befestigt ist, angeschlossen ist. Die Energie für den Betrieb des Schallsenders
kann entweder dem Bordnetz direkt oder einem vom Bordnetz unter Zwischenschaltung
eines Hochspannungsgenerators geladenen Kondensator m entnommen werden.
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Der zum Loten benutzte Schallimpuls wird durch Betätigung des Schalters
d genau in dem Augenblick ausgesandt, in dem das Neonrohr i durch den Anfangspunkt
der Entfernungsskala hindurchgeht. In der Zeit, die der Schall für das Zurücklegen
des Weges im Wasser, also vom Schallsender bis zu dem reflektierenden Gegenstand,
z. B. Meeresboden oder fremden Schiff, und von dort als Echo zurück zum Empfänger,
benötigt, hat sich das Neonrohri um einen bestimmten Winkel an der Skala lt weiterbewegt.
In dem Augenblick, wo das Echo am Empfänger k eintrifft, wird im Verstärker ein
Induktionsstoß erzeugt, der das Neonrohr plötzlich aufblitzen läßt, so daß sich
ein deutlich ablesbarer Lichtzeiger an der betreffenden Stelle der Skala. ergibt.
Die Skala ist unter Berücksichtigung der Schallgeschwindigkeit. im Wasser und der
Umlaufgeschwindigkeit des Neonrohres in Metern geeicht, so daß man die Entfernung
jederzeit an der Stelle, wo der rote Lichtzeiger aufblitzt, unmittelbar ablesen
kann.
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Der Lotvorgang wiederholt sich selbsttätig in regelmäßigen Zeitabständen.
Diese Abstände müssen so gewählt werden, daß das Echo vor der nächsten Schallaussendung
zurückgekehrt ist, sind also von dem jeweiligen Meßbereich, d. h. der maximal zu
erfassenden Entfernung abhängig. Bei kleinen Entfernungen ist es möglich, die Lotfolge
derart zu steigern, daß das Neonrohr mehrmals in der Sekunde aufblitzt und so der
Eindruck einer stehenden Anzeige erzielt wird. Um auch bei Messung größerer Entfernungen
und langsamer Lotfolge die ! die Beobachtung erschwerende Unterbrechung der Anzeige
zu vermeiden, ist die Skala h mit einer Schicht aus nachleuchtendem Stoff versehen.
Dadurch wird erreicht, daß die jeweilige Anzeige nicht nur während der Dauer des
Echoimpulses, sondern darüber hinaus bis zur nächsten Anzeige sichtbar bleibt. Die
Nachleuchtdauer braucht nur gering zu sein, da die Zeit zwischen zwei Lotungen wegen
der durch die Echolotung erfaßbaren Entfernung kaum größer als 2 Sekunden sein wird.
Bei Verwendung eines Nachleuchtpapiers muß dieses natürlich, durchscheinend sein.
Dla es im Licht versagt, ist es vor direktem Lichteinfall zu schützen.
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Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Beispiel beschränkt,
vielmehr sind noch mancherlei Abänderungen und andere Ausführungen möglich.
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So kann natürlich auch eine andere Lichtquelle bzw.
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-blende Verwendung finden.