DE1156257B - Geraet zur Messung der Ausbreitungsgeschwindigkeit von Schall- und Ultraschallwellen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Messung der Ausbreitungsgeschwindigkeit von Schall- und Ultraschallwellen in gasförmigen oder flüssigen Medien, insbesondere Seewasser.

Es ist bekannt, welches Interesse an der exakten Bestimmung der Ausbreitungsgeschwindigkeit derartiger Wellen besteht, und zwar im besonderen im Hinblick auf die Unterwasseraufklärung sowie für die Messung physikalischer Größen, von denen die Ausbreitungsgeschwindigkeit dieser Wellen abhängt, wie beispielsweise die Verlagerungsgeschwindigkeit des Mediums, die Temperatur, der Salzgehalt usw. Die Änderungen der Ausbreitungsgeschwindigkeit sind in der Tat derart, daß sie Abweichungen bei der Bestimmung der Richtung einer Schallquelle oder eines Echos verursachen können.

Es sind als Bathythermographen bezeichnete Geräte bekannt, die die Geschwindigkeit indirekt, d. h. in Abhängigkeit von der Temperatur und dem hydrostatischen Druck, messen; aber die Ergebnisse, die sie liefern, sind unbefriedigend und tragen insbesondere anderen Faktoren, von denen die Geschwindigkeit abhängt, namentlich dem Salzgehalt des Wassers, nicht Rechnung.

Man kennt auch Geräte, die die Geschwindigkeit oder ihre Änderungen direkt messen, indem sie die Messung auf diejenige der Änderungen der akustischen Phasenverschiebung zwischen einem Ultraschallstrahler und einem Unterwassermikrophon (Hydrophon), die in einem festen Abstand voneinander angeordnet sind, oder auf die Messung des Zeitintervalls zwischen der Aussendung und dem Empfang eines kurzen Signals zurückführen.

Diese letzteren Geräte weisen auf Grund ihres Prinzips Vorteile gegenüber den ersteren auf, aber sie sind zu verwickelt oder ungenau. Einige benötigen zur Verbindung zwischen dem Teil, der den Generator und die Aufzeichnungseinrichtung trägt, und dem Tauchkörper, der die Meßbasis trägt, mehrere Leiter, davon mindestens zwei koaxiale, die wegen ihrer Isolation und ihres Gewichts zu ernsthaften Schwierigkeiten Anlaß geben (beispielsweise in dem Falle, in dem die Meßbasis von einem Schiff auf der Oberfläche aus auf veränderliche Tiefen eingetaucht werden muß).

Es sind auch Verfahren bekannt, bei denen man mit Hilfe von Schallwellen die relative Bewegungsgeschwindigkeit eines Wasserfahrzeuges in bezug auf das umgebende Wasser mißt. Bei diesen Verfahren verwendet man im wesentlichen einen oder zwei Schallstrahler und zwei Empfänger, die jeder für sich die ausgestrahlten Wellen empfangen. Bei einer Meßmethode sind der erste Sender und der erste Empfänger Gerät zur Messung
der Ausbreitungsgeschwindigkeit
von Schall- und Ultraschallwellen

Anmelder:

Französische Republik,

vertreten durch den Verteidigungsminister,

Paris

Vertreter: Dr. phil. W. P. Radt, Patentanwalt,
Bochum, Heinrich-König-Str. 12

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 17. Dezember 1955

Paul Joseph Bordenave,

Mont-fleury-par-la-Tronche, Isere,

Andre Victor Hippolyte Joubert und Andre Pascal,

Grenoble, Isere (Frankreich),
sind als Erfinder genannt worden

in dem Medium angeordnet, in dem sich der bewegte Körper, dessen Geschwindigkeit gemessen werden soll, befindet, während zwischen dem zweiten Sender und dem zweiten Empfänger eine Röhre vorgesehen ist, in der Wasser von der gleichen Beschaffenheit wie das außerhalb des Fahrzeuges befindliche Wasser enthalten ist. Die Abstände zwischen dem ersten Sender sowie dem ersten Empfänger einerseits und dem zweiten Sender sowie dem zweiten Empfänger andererseits sind gleich. Wenn man die beiden Sender gleich-

4-0 zeitig mit einer elektrischen Schwingung beaufschlagt, erreichen die ausgestrahlten Wellen die zugehörigen Empfänger zu verschiedenen Zeiten, sofern sich das Fahrzeug, an dem die Meßeinrichtung angeordnet ist, bewegt. Die Phasenverschiebung zwischen dem Auftreffen der beiden Wellen ist ein Maß für die relative Geschwindigkeit des Fahrzeuges. Bei dem vorbekannten Verfahren bildet man die Differenz zwischen den beiden Phasenwinkeln; es ergibt sich dann ein Wert, in dem die gesuchte Fahrzeuggeschwindigkeit, die Frequenz der Schallwelle, der Abstand zwischen Sender und Empfänger und die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Schallwelle enthalten ist. Zur Vereinfachung

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der Messung wird aus diesem Wert ein Produkt aus der der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Welle in dem zu Ausbreitungsgeschwindigkeit des Schalles und der zu untersuchenden Medium.

messenden Geschwindigkeit als vernachlässigbar klein Nachfolgend sollen kurz die physikalischen Grundausgeschaltet. Es bleibt dann ein Quotient übrig, bei lagen, auf denen die Messung beruht, erläutert werden,

dem sich der Divisor als Quadrat der Schallaus- 5 Die Phasendifferenz zwischen den besagten elektrischen breitungsgeschwindigkeit darstellt. Durch geeignete Größen läßt sich durch folgende Gleichung ausdrücken. Schaltungsanordnungen wird diese Quadratfunktion Mit f_x ist die Frequenz der ausgestrahlten Welle, mit d eliminiert, so daß im Ergebnis ein Produkt mit der die von der Welle durchlaufene Strecke und mit c die gesuchten Fahrzeuggeschwindigkeit übrigbleibt. Ausbreitungsgeschwindigkeit der Welle bezeichnet:

Das vorgenannte Verfahren hat für den Erfindungs- ίο 2π f d I c \

gegenstand keine richtungsweisende Bedeutung, da es φ — — + vl/i,-^-). (1)

sich auf die Messung der relativen Geschwindigkeit ^c \ Ji I

eines Wasserfahrzeuges bezieht, wobei zur Darstellung In dem zweiten Teil stellt das erste Glied die Phasendes Meßergebnisses die Schallgeschwindigkeit eli- differenz dar, die der Ausbreitung einer ebenen Welle

miniert wird, während gemäß der Erfindung gerade die 15 entsprechen würde, während das zweite Glied ein Ausbreitungsgeschwindigkeit des Schalles in gas- Korrektionsglied ist, das der Tatsache Rechnung förmigen oder flüssigen Medien bestimmt werden soll. trägt, daß die wirklichen Ausbreitungsbedingungen

Die Erfindung verfolgt das Ziel, ein Gerät zur Mes- sich von denjenigen einer ebenen Welle und der von sung der Ausbreitungsgeschwindigkeit von Schall- und der durch die elektroakustischen und elektrischen

Ultraschallwellen derart auszugestalten, daß es bei der 20 Eigenschaften des Senders und des Empfängers und Möglichkeit direkter, leicht aufzeichenbarerMessungen der zugehörigen Stromkreise eingeführten Frequenz eine größere Genauigkeit mit sich bringt als bisher. abhängigen Phasenänderung unterscheiden.

Bei der Verwirklichung des Erfindungsgedankens Die durch die Erfindung vorgesehene Steuerung läßt

wird von einem Gerät zur Messung der Ausbreitungs- sich durch die Beziehung ausdrucken: φ — C₀, d. h.

geschwindigkeit von Schall- oder Ultraschallwellen in 25 2zi f d ic

gasförmigen oder flüssigen Medien, insbesondere —-— (- ψ ΙΛ,-^-j = C₀, (2)

Seewasser, ausgegangen, bei dem in dem Medium ^c *^χ'

einerseits ein Sender, der in Abhängigkeit von den am worin C₀ ein konstanter Wert ist.

Eingang aufgegebenen elektrischen Schwingungen eine Zudem verschafft man sich solche Bedingungen,

Welle ausstrahlt, und andererseits ein Empfänger 30 daß bei einem bestimmten Wert von C₀ jedem Wert

vorgesehen ist, der an seinem Ausgang elektrische von c ein einziger Wert von f_x entspricht, der den Schwingungen liefert, wenn ihn die ausgestrahlte Welle Gegenstand der Messung bildet.

erreicht, und bei dem Mittel vorgesehen sind, die dazu Der Bereich der Werte von f_x, der die Bedingung (2)

dienen, daß die Welle zwischen Sender und Empfänger erfüllt, hängt von dem für d gewählten Wert und dem

in irgendeiner Zeit eine vorbestimmte Strecke in dem 35 Änderungsbereich von c ab.

Medium durchläuft. Es ist zu bemerken, daß der konstante Wert C₀ der

Die Grundanordnung eines Gerätes zur Messung Phasenverschiebung elektrisch zu etwa 2kn bestimmt der Ausbreitungsgeschwindigkeit ist gemäß der Erfin- ist, worin k eine positive oder negative ganze Zahl ist. dung gekennzeichnet durch eine Vergleichseinrichtung Wenn der Änderungsbereich von f_x ausreichend groß

(z. B. einen Diskriminator), deren Eingänge einerseits 40 ist, kann man für den gleichen Wert von c mehrere mit dem Sendereingang und andererseits mit dem Emp- Gleichgewichts- bzw. Abgleichstellungen der Steuerung fängerausgang verbunden sind und die an ihrem Aus- erhalten.

gang ein elektrisches Signal__mit einem Wert liefert, Hieraus ergibt sich kein echter Nachteil, wenn man

der sich entsprechend den Änderungen der Phasen- für f_x und d geeignete Werte geschickt wählt, um die

differenz zwischen den Schwingungen am Empfänger- 45 Zahl der Gleichgewichtsstellungen zu verringern, ausgang ändert, sowie einen Oszillator mit veränder- Unterstellt man, um die Darstellung zu vereinbarer Frequenz, Mittel zur Änderung der Frequenz des fachen, daß das Korrektionsglied eine Konstante sei, Oszillators, einen Elektromotor zur Steuerung dieser zeigt die Formel (2), daß die Ablesungen von c, die Mittel, wobei die Vergleichseinrichtung und der Motor verschiedenen Abgleichsstellungen entsprechen, sich

die Frequenz des Oszillators in Abhängigkeit von den ₅o _{dem exakten Weft durch c}_ _unterscheid

Änderungen der Phasendifferenz variieren, um so einen «

vorgegebenen Wert der Phasendifferenz wiederherzu- wobei η die Anzahl Wellenlängen darstellt, die in der stellen bzw. dies zu versuchen, Einrichtungen zur Strecke d enthalten sind.

Übertragung der Signale vom Oszillatorausgang zum Hieraus ergibt sich, daß, um den Änderungen der

Sendereingang und vom Ausgang der Vergleichs- 55 Geschwindigkeit c ohne Unstetigkeiten folgen zu einrichtung zum Motor und schließlich mit dem können, die Größenordnungen von f_x und d zweck-Motor zusammenwirkende Mittel zur Aufzeichnung mäßigerweise so gewählt werden, daß der Unterschied der Ausbreitungsgeschwindigkeit. zwischen der Steuerungsstellung und dem tatsächlichen

Um die Mängel der bisher bekannten Vorrichtungen „, . . , _Λ ■ . . c . .

>, JAt. ■* u-j-iv c Wert von c immer kiemer als ± ■»— ist.

zur Messung der Ausbreitungsgeschwmdigkeit zu ver- 60 2 «

meiden, läßt man also eine Welle in dem zu unter- Darüber hinaus zeigt die Formel (2), daß die

suchenden Medium eine bestimmte Strecke zwischen Genauigkeit um so größer ist, je größer der Wert einem Sender und einem Empfänger durchlaufen und von C₀ ist, was dazu verleitet, f_x und d hohe Werte zu steuert die Frequenz dieser Welle selbsttätig nach der geben; aber man ist in dieser Hinsicht durch die im

Differenz zwischen den Phasenlagen, die sie bei ihrer 65 letzten Absatz aufgeführte Bedingung beschränkt. Man Aussendung und ihrem Empfang besitzt, derart, daß wählt also einen Kompromiß.

die Phasendifferenz konstant bleibt. Die Frequenz- Nimmt man als Beispiel an, daß man die Ände-

änderungen sind hierbei ein Maß für die Änderungen rungen der Geschwindigkeit in Wasser messen will,

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und zwar in einem Bereich von 25 m/Sek. mit mehr- In weiterer Ausbildung der Erfindung sind in dem

fachen Messungen, die sich untereinander um 6,4 m/Sek. Teil A in einem bestimmten Abstand von Sender und

unterscheiden, so kann man f_x = 500 kHz und Empfänger zwei aneinanderstoßende akustische Spiegel

d — 35 cm wählen. Wie die Rechnung zeigt, sind unter vorgesehen, die miteinander einen Winkel von 90°

diesen Bedingungen zwei Abgleichstellungen möglich, 5 und jeweils mit der zwischen ihnen und dem ihnen

es hindert natürlich darüber hinaus nichts daran, in gegenüberliegenden Sender oder Empfänger verlau-

einem größeren Bereich für die Geschwindigkeits- fenden Richtung einen Winkel von 45° einschließen,

änderungen zu messen, wobei die Zahl der möglichen Es ist jedoch auch denkbar, daß Sender und Empfänger

Meßwerte, wie bereits dargelegt wurde, mit der Größe in geringem Abstand nebeneinander angeordnet und

des Bereichs zunimmt. io in einem bestimmten Abstand ihnen gegenüber ein

Allgemein könnte man entweder dafür sorgen, daß weiterer Empfänger bzw. Sender nebeneinander vor-

man durch geeignete Wahl von Z₁ und d zu einer gesehen sind, von denen der Ausgang des zweiten

einzigen Abgleichlösung kommt oder, wenn mehrere Empfängers mit dem Eingang des zweiten Senders

Lösungen möglich sind, auf der Skala der Aufzeich- verbunden ist.

nungseinrichtung mehrere Werte für c, die den ver- 15 Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung schiedenen möglichen Meßwerten entsprechen, an- umfaßt die Einrichtung zur Umsetzung der Frequenzbringen, änderungen in unmittelbar ablesbare Anzeigewerte

Im letzteren Falle beseitigt man Zweifel, wenn man einen Schreiber und eine Aufzeichnungsfläche, die

im Zuge jeder Bestimmung unter Zuhilfenahme quer zueinander in zwei Richtungen verschiebbar sind,

anderer Mittel eine angenäherte Messung mit einer 20 wobei der Motor die eine Relativbewegung des einen

.... , , c . dieser beiden Teile vornimmt und weitere Antriebs-

Annaherung von weniger als _{± y}- vornimmt. _einrichtungen die andere Relativbewegung bewirken.

Beim Aufbau eines solchen Gerätes, das den vor- Diese entsprechenden Antriebseinrichtungen können

genannten Bedingungen entspricht, kann man gemäß aus einem sich gleichmäßig bewegenden weiteren

der Fortbildung verschiedeneEinrichtungenverwenden, 25 Motor bestehen,

auf die nachfolgend eingegangen werden soll. Nach einem weiteren Erfindungsgedanken können

Im allgemeinen ist es zweckmäßig, ein solches die Antriebseinrichtungen auch aus einem in AbGerät folgende Teile umfassen zu lassen, nämlich hängigkeit von einer das Medium kennzeichnenden

. . _. , .. , . .,„., .. physikalischen Größe, beispielsweise dem hydro-

a) einen Eintauchteil (wie er m der Zeichnung mit A _{3o statischen Druck;} gesteuerten Motor bestehen,
bezeichnet ist), der im wesentlichen einen mit der _{Die Erfindung wird} nachfolgend an Hand der zeich-Frequenz Λ gespeisten Schallstrahler und einen _{nerischen Darste}llungen näher erläutert. Es zeigt
Empfänger sowie Einrichtungen umfaßt, die Fig. 1 schematisch ein Gerät zur Messung der Auszwischen Strahler und Empfänger eine Strecke breitungsgeschwindigkeit von Schall in Wasser,

von der Länge ^bilden und die man vorzugsweise _{35 Fi 2 gesondert in} abgewandelter Ausführungsform so anordnet daß sie die Beständigkeit des den Tauchkopf dieses Gerätes,
Wertes d unabhängig von den Richtungsande- _Fi 3 _{in dner weiteren Abwand}i_{ung den} Aufnahmerungen des Gerätes und den anderen möglichen _und Aufzeichnungsteil dieses Gerätes,
Störungen (Temperatur usw. sicherstellen und _{R 4 schematisch ein Gerät der leichen Art wie} der zusammen mit diesen Teilen einen Disknmi- _{4o das nach K} j _{bd dem die Änderl der Aus}nator besitzt der die Phasendifferenz zwischen breitungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von dem den Enden der Strecke rf ermittelt und diese hydrostatischen Druck aufgezeidinet werden,
beispielsweise m Form einer Gleich-oder Wechsel- _{R 5 im sdmitt igse TeUe des eingetauchtea} spannung ν weiterleitet; _{Teües des Gerätes nach Kg 4 md}

b) einem von dem Eintauchteil gesonderten Teil (wie ₄₅ Fig. 6 schließlich ein Gerät, das gemäß einer weier in der Zeichnung mit B bezeichnet ist), der teren Abart aufgebaut ist.

beispielsweise von einem Schiff getragen wird und £s wird zunächst die Ausführungsform nach Fig. 1 im wesentlichen einen Generator, eine Steuer- beschrieben, bei der davon ausgegangen ist, daß die einrichtung für die Frequenz Z₁, die diese insbe- beiden für die Übertragung zwischen den beiden sondere beispielsweise unter dem Einfluß der ge- ₅₀ Teilen A und B in Frage kommenden Frequenzen die nannten veränderlichen Spannung ν steuert, und Frequenz f_x einerseits und die Frequenz Null anderereine Aufzeichnungseinrichtung sowie _sei_ts sind, was bedeutet, daß der von dem Diskrimi-

c) Einrichtungen, die die beiden genannten Teile nator gelieferte Wert ν in eine Gleichspannung umverbinden und die Übertragung der für ihren gesetzt ist.

Betrieb erforderlichen elektrischen Größen, ins- 55 Der Teilet umfaßt nach Fig. 1 einen Ultraschallbesondere der Speisespannung mit der Frequenz Z₁ strahler 1, dem der Wechselstrom mit der Frequenz f_x sowie der Spannung ν und, wie bereits angedeutet, über den Leiter 2 des Koaxialkabels T zugeführt wird, noch anderer Werte, von einem zum anderen Teil dessen Mantel sowohl mit dem Außenmantel des sicherstellen, wobei für die betreffenden Größen Teües A als auch mit dem des Teiles B verbunden ist, vorzugsweise unterschiedliche Übertragungsfre- 60 wobei der Strom, bevor er zu dem Strahler 1 gelangt, quenzen verwendet werden, so daß man mit Hilfe einen Anpassungstransformator 4 durchläuft, der über von Auswahleinrichtungen am Eingang und Aus- seine Wicklung 12 den noch zu beschreibenden Diskrigang (Filter, Kondensatoren usw.) diese Über- minator speist. Der Teil A umfaßt außerdem einen tragung auf einer einzigen Leitung sicherstellen Empfänger oder ein Unterwassermikrophon 5 (Hydrokann, die beispielsweise durch den Leiter eines 65 phon) zur Aufnahme des Schalles, nachdem dieser die Koaxialkabels gebildet wird, dessen geerdeter durch die noch genauer zu beschreibenden Einrich-Außenmantel die Masse der beiden Teile A und B tungen 6, 7 gebildete Strecke d durchlaufen hat. Dabei verbindet. sind Empfänger 1 und der Sender 5 derart ausgebildet,

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daß ihre Resonanzfrequenzen in der Nähe der Fre- Man könnte auch einen Sender und einen Empfänger quenz Zi liegen, wodurch die von dem Unterwasser- verwenden, die konzentrisch angeordnet sind und mikrophon abgegebene Spannung erhöht wird. Es ist beispielsweise aus einer schwingenden Scheibe und zu bemerken, daß sich die Amplitude um die Reso- einem schwingenden Ring bestehen, die gegenüber nanzstelle herum in Abhängigkeit von Zi geringfügig 5 einem umlaufenden Konkavspiegel geeigneter Ausändert und daß außerdem die zwischen Sender und führung angeordnet sind, um den von dem Sender Empfänger entstehende Phasenänderung unter diesen ausgestrahlten Schall auf den Empfänger zu übertragen. Bedingungen im allgemeinen genau linear von Zi ab- Es ergibt sich von selbst, daß die Befestigung des hängig ist, vorausgesetzt, daß der Änderungsbereich oder der Strahler und Unterwassermikrophone ebenso von /_x mit der Resonanzschärfe der Gesamteinrich- io wie die der Spiegel in dem Körper Λ so ausgeführt tung vereinbar ist (eine Bedingung, die beachtet werden muß, daß die Verlagerungen dieser Teile zuwerden muß, wenn die besagte Vorrichtung Strom- einander unter normalen Betriebsbedingungen als kreise umfaßt, die von einer Hilfsfrequenz /₂ durch- vernachlässigbar angesehen werden können. Insbesonflossen sind). dere müssen die Träger der Spiegel 6, 7 so ausgebildet

Der Teil A umfaßt weiterhin einen Phasendiskrimi- 15 sein, daß die Temperaturänderungen, denen das Gerät

nator 10 beliebiger Art, der einerseits über Wicklung im Betrieb ausgesetzt ist, eine vernachlässigbare

12 eine Spannung mit der gleichen Phasenlage, wie sie Streckenänderung hervorrufen,

der Strahler 1 aufweist, oder mit einer konstanten Der so aufgebaute Teil A muß bei dem höchsten

Phasenverschiebung gegenüber dieser und anderer- Druck, bei dem die Messungen ausgeführt werden seits bei 11 die phasenverschobene Spannung des 20 müssen, dicht sein. Der Körper kann an einer Stelle

Empfängers erhält und am Ausgang eine Gleichspan- des zu erforschenden Mediums eingetaucht und fixiert

nung ν liefert, die die zur Meßwertanzeige zu be- werden, wo er von einem Schiff oder von einem festen

nutzende Abweichspannung darstellt. Punkt abgelassen werden kann. Wenn er von einem

Schließlich enthält der Teil A Auswahleinrichtungen Schiff abgelassen wird, umfaßt sein profilierter Mantel (Weichen), die in dem gemeinsamen Punkt α auf der 25 Organe oder Flächen gegen Abtrift, wie z. B. einen Leitung 2 eine Trennung der übertragenen oder zu Stabilisator oder eine Aufhängevorrichtung, die ihm übertragenden Größen sicherstellen, also hier den eine bestimmte Bahn gegenüber dem Schiff aufWechselstrom (Frequenz Z₁) dun den Gleichstrom zwingen.

(Spannung v), und die aus geeigneten bekannten Der Teil B umfaßt gemäß Fig. 1 einen Generator 16 Filterkreisen, Kondensatoren usw. bestehen, die sehe- 3° für Wechselstrom mit der Frequenz/-!; eine elektro-

matisch durch 3 und 14 angedeutet sind. mechanische Einrichtung 17, mittels deren der Gene-

Die Einrichtungen zur Bildung der Strecke mit der rator 16 mit Hilfe der über das Koaxialkabel T, 2 vom konstanten Länge bildet man derart aus, daß die vom Körper A zugeführten Spannung ν nach der oben geSchall benötigte Zeit, um von 1 nach 5 zu gelangen, nannten Bedingung (2) gesteuert wird; elektrische durch die Verlagerungsgeschwindigkeit des Körpers A 35 Weichen zur Trennung der übertragenen und zu übergegenüber dem ihn umgebenden Medium praktisch tragenden Größen, wie Filter, Kondensatoren 19, 20 nicht geändert wird, weil diese im allgemeinen klein (hier zum Ausfiltern der Frequenz Z₁ einerseits und gegenüber der Schallgeschwindigkeit ist. der Gleichspannung ν andererseits); Verstärker 18 für

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Spannung ν und eine Registriereinrichtung 21 für diese Bedingungen wenigstens dann erfüllt, wenn die 40 die Änderungen von Zi und damit für die Änderungen Verlagerungen in dem Medium unter verhältnismäßig der Schallgeschwindigkeit schließlich die für den Bekleinen Winkeln gegenüber der Ebene, die durch die trieb des Gerätes erforderlichen Spannungsquellen, Achse X₁X₂ des Tauchkörpers und senkrecht zu der die in der Zeichnung nicht dargestellt sind. EbeneJ₁J₂Z₁ z₂ verläuft, stattfinden, indem die Strecke Der Generator 16 umfaßt einen Oszillator 22, der durch zwei parallele Wege y^y₂ und Z₁Z₂ gebildet wird, 45 so aufgebaut ist, daß Frequenzverschiebungen von Zi die in entgegengesetzten Richtungen und in geringem aus anderen Gründen als denen der Steuerung gemäß Abstand e voneinander durchlaufen werden, was durch der Erfindung im Hinblick auf die geforderte Geakustische, ebene 45°-Flachspiegel, beispielsweise die nauigkeit so gering wie möglich sind, und eine AusSpiegel 6, 7, erzielt wird. gangsstufe 23, der die Frequenz Zt vorzugsweise über

Es ist angebracht, den Abstand e zwischen J₁^₂ und 50 eine Pufferstufe 67 zugeführt wird, die so geschaltet Z₁Z₂ möglichst zu verringern, damit die Abweichung, ist, daß die vom Oszillator abgenommene Leistung die eine Querverbindung in dem Medium in der gering genug ist, um seine Stabilität nicht zu ändern. EbeneJ₁^₂Z₁Z₂ verursachen könnte, minimal ist. In Beispielsweise wird eine Kathodenfolgestufe zwischenvorliegendem Beispiel beträgt e 4 cm. geschaltet. Schließlich ist ein Anpassungstransfor-

Die Rückseiten der Spiegel und das Stück, das sie 55 mator 24 hinter der Röhre 23 vorgesehen, trägt, können derart profiliert sein, daß Wirbel, die Die elektromechanische Einrichtung 17 umfaßt durch Verlagerungen des Mediums gegenüber dem einen veränderbaren elektrischen Teil 25, der mit dem Gerät verursacht werden können, verringert wer- Oszillator 22 in der Weise verbunden ist, daß seine den. Änderung die von Zi bestimmt, wobei die Endwerte Wenn man den Einfluß von Querverlagerungen des 60 dieses Teiles 25 — der beispielsweise aus einem Kon-Mediums gegenüber der Meßbasis eliminieren will, densator bestehen kann — so gewählt sind, daß die kann man diese aus zwei Strahler-Mikrophon-Sätzen obengenannte Bedingung (2) für alle Schallgeschwinaufbauen, wie sie in Fig. 2 mit 1-5, 8-9 dargestellt digkeitswerte c, bei denen das Gerät arbeiten soll, sind und die zu zwei und zwei derart einander gegen- erfüllt werden kann; einen Steuermotor 26, dem man über angeordnet sind, daß 8-9 die Rolle eines elektro- 65 eine von der durch den Diskriminator 10 gelieferten akustischen Relais spielen und nur die parallelen und Spannung ν abhängige Spannung Y zuführt, die beientgegengesetzt gerichteten Strecken 1-8 und 9-5 in spielsweise am Ausgang des Verstärkers 18 entnommen die Phasenverschiebung der Ausbreitung eingehen. werden kann, und der in dem Falle, in dem die Span-

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nung ν' eine Gleichspannung ist, ein Gleichstrom- In diesem Falle kann die Abweichspannung ν mit

motor ist; schließlich Einrichtungen 29, 30, die die der Frequenz /₂, die der Diskriminator 10 nach Trans-

Motorbewegung sowohl auf die veränderliche elek- ponierung liefert, nach der Verstärkung entweder

trische Einrichtung 25 als auch auf den Schreiber 28 unmittelbar auf den Motor 26 gegeben werden, der

bzw. einen anderen Teil des Registriergerätes 21 über- 5 dann beispielsweise ein Zweiphasenwechselstrommotor

tragen und die je nach dem Maßstab, mit dem man die ist, dessen eine Wicklung die Wechselspannung V zu-

Geschwindigkeitsänderungen übertragen will, und je geführt erhält und dessen andere Wicklung mit einer

nach der Gesetzmäßigkeit, durch die der auf den Teil zu der vorhergehenden um 90° phasenverschobenen

25 ausgeübte Einfluß über die Steuereinrichtung mit Hilfsspannung mit ebenfalls der Frequenz /₂ gespeist

der Frequenz /_x verbunden ist, verschieden ausgeführt io wird, oder gleichgerichtet werden, so daß sich das

werden können. Vorzeichen der erhaltenen Gleichspannung ändert,

Man kann diese Gesetzmäßigkeit bestimmen, indem wenn die Phase von ν den der Bedingung (2) entman beispielsweise auf den Teil 25 über Nocken ein- sprechenden Wert durchläuft. Die erhaltene Gleichwirkt oder einen Teil 25 wählt, der selbst eine ent- spannung v' wird dem Motor 26 zugeführt, der dann, sprechende Charakteristik besitzt: beispielsweise kann 15 wie im Falle der Fig. 1, ein Gleichstrommotor ist. 25 ein veränderlicher Kondensator sein, dessen Platten Fig. 3 zeigt als Ausführungsbeispiel eine Abart der ein geeignetes Profil besitzen. Anwendung einer zweiten Frequenz /₂.

Es ist oft von Interesse, die Geschwindigkeitsände- Bei dieser Ausführungsform ist bei 69 ein Oszillator

rangen auf eine lineare Skala zu übertragen. Das kann vorgesehen, der auf einen Modulator 68 einwirkt, der

man auf die bereits beschriebene Art erreichen, aber 20 wiederum zwischen die Röhren 67 und 23 geschaltet

es kann einfacher sein, die Teile, die bei dem Vergleich ist und der beispielsweise aus einer Röhre mit einer

der Phasen zwischen den Enden der Meßbasis mit- Steuerelektrode besteht, der die Frequenz/₂ zuge-

wirken, so auszuwählen und solchen Bedingungen zu führt wird.

unterwerfen, daß die Änderung von ψ in Abhängigkeit Die mit /₂ modulierte Spannung der Frequenz f_x

von /j ebenso wie die Beziehung zwischen f_x und c in 25 wird von B nach A geschickt und hinter dem Punkt a

den Grenzen der zugelassenen Annäherung linear ist. durch die Weichen 3 und 14 in der Weise getrennt,

Dies ist um so leichter, je kleiner der Bereich der daß nur die Frequenz f_x zum Strahler 1 gelangt,

Änderungen von c ist, den man messen will. während die von dem Diskriminator 10 abgegebene

Unter diesen Bedingungen genügt es, um ein lineares Spannung ν mit der Frequenz /₂ über den Kreis 14

Diagramm für die Schallgeschwindigkeit zu erhalten, 30 und das Kabel T, 2 zum Teil B zurückkehrt. Im

die Verschiebung des Schreibers^des Aufzeichnungs- Punkt b findet die gleiche Auswahl statt, wobei ledig-

gerätes linear abhängig von den Änderungen der Fre- lieh die Spannung mit der Frequenz /₂ durch die

quenz Z₁ zu machen. Weiche 20 gelangen kann. Die Weichen 3, 14, 19, 20

In diesem Falle wird eine in vielen Fällen aus- bestehen in bekannter Weise aus Filtern oder Netzreichende Annäherung erzielt, wenn man einen kapa- 35 werken mit Reihenkreisen, Parallelkreisen oder Komzitätslinearen Regelkondensator verwendet; man kann binationen aus Reihen- und Parallelkreisen u. dgl. Die sie verbessern, wenn man den Teil 25 durch eine ein- Weichen 14 und 20 können auch Transformatoren fache, nichtlineare, mechanische Einrichtung, bei- umfassen.

spielsweise eine Exzenterscheibe 30 und ein Seil 31, Die von B aufgenommene Spannung ist, nachdem

antreibt. 4° sie den Stromkreis 20 durchlaufen hat, praktisch frei

Man erhält auf diese Weise eine Vorrichtung (Fig 1), Freque^T/,, so daß das Verhältnis ^ zwischen

die auf dem Aufzeichnungsgerät 21 die Geschwindig- ^{H J}" V

keitsänderungen in Abhängigkeit von der Zeit abzu- den Werten am Eingang und Ausgang praktisch unab-

lesen gestattet, wenn die Walze 32 des Gerätes mit hängig von der Amplitude der Spannung mit der

konstanter Geschwindigkeit durch einen Motor 74 45 Frequenz Z₁ ist.

angetrieben wird (es wird später gezeigt werden, daß Die besagte Spannung ν wird nach der Filterung diese Aufzeichnung in Abhängigkeit von der Zeit nur durch den Stromkreis 20 auf einen Verstärker 70 geeine der Möglichkeiten der Erfindung bildet). geben und — im Falle der Fig. 3, wo ein Gleichstrom-

Es werden im folgenden einige Abwandlungsmög- motor 26 verwendet wird — einem Gleichrichter 71,

lichkeiten der Erfindung beschrieben. 5" beispielsweise einem symmetrischen Gleichrichter, zu-

In erster Linie kann man, anstatt wie bei der Aus- geführt, der eine Gleichspannung liefert, deren Vorführungsform nach Fig. 1 eine Abweichspannung ν zu zeichen sich ändert, wenn die Phase von ν den Wert verwenden (die in Form einer Gleichspannung von durchläuft, für den die Bedingung (2) erfüllt ist. Er dem Diskriminator 10 geliefert und in gleicher Weise bedient sich zu diesem Zweck bei 72 einer Bezugsais Gleichspannung auf den Motor 26 übertragen 55 wechselspannung von der Frequenz/₂, die von dem wird), eine Hilfsfrequenz /₂ verwenden, die zur Modu- Generator 69 stammt.

lation der Frequenz /_a geeignet ist, so daß die beiden Schließlich kann die auf diese Weise gewonnene

Übertragungsvorgänge, d. h. die Übertragung der Gleichspannung noch bei 73 verstärkt werden, bevor

Frequenz Z₁ von A nach B und die Übertragung der sie dem Motor 26 zugeführt wird.

Abweichspannung ν von B nach A, auf unterschied- 60 In einem solchen Steuerungssystem, wie es unter

liehen Frequenzen erfolgen, die am Ausgang und am Bezugnahme auf Fig. 1 bis 3 beschrieben wurde, kann

Eingang, beispielsweise an den Stellena und b der man alle bekannten Verstärker verwenden, die für

Fig. 1, durch entsprechend ausgebildete Auswahl- Steuerungen bestimmt sind. So können die bei 18 in

schaltungen wie 3, 14, 19, 20 getrennt werden, die Fig. 1 und bei 70 und 73 in Fig. 3 dargestellten Ver-

beispielsweise aus auf die auszusiebenden Frequenzen 65 stärker Gegenkopplungen umfassen, mit Hilfe deren

eingeregelten Sperrkreisen bestehen, wobei immer die man die Eingangsspannung einer der Verstärkerstufen

Verwendung eines einzigen Koaxialkabels T, 2 möglich je nach der gewünschten Leistung um eine von der

und die erstrebte Genauigkeit erzielbar ist. Ausgangsspannung, der Geschwindigkeit und der Be-

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schleunigung des Motors 27 abhängige Spannung ver- dar>z 34 umfaßt, wobei zusätzliche Weichen 43 und 48

ringern kann. eingefügt werden, die Z₁ und gegebenenfalls /₂ sperren

In dem bisher Beschriebenen ist vorgesehen, daß die (die anderen Weichen 3,14,19, 20 sind so ausgebildet, Aufzeichnung bei 21 in Abhängigkeit von der Zeit daß sie die Frequenz/₃ nicht in diese neue Steuererfolgt; die Aufzeichnung kann aber auch in Abhän- 5 einrichtung gelangen lassen).

gigkeit von anderen Veränderlichen oder Größen er- Die ganze Vorrichtung ist hierbei so ausgebildet,

folgen, beispielsweise in Abhängigkeit von den Ände- daß die veränderliche Impedanz 37 durch den Motor

rungen einer physikalischen Größe, wie der Tempe- 74 gesteuert wird, der in Abhängigkeit von dem ver-

ratur, dem hydrostatischen Druck des Wassers usw., änderlichen Druck gesteuert werden muß, wenn das

wobei der Vorschub des Papiers auf der Walze 32 io Gleichgewicht der Brücke sichergestellt sein soll. Die

gemäß dieser Größe gesteuert wird. Brücke wird durch einen Generator 38 über einen

Der diese Walze antreibende Motor 74 kann dann Schutztransformator 39 mit einer Wechselspannung

durch ein entsprechendes Steuersystem gesteuert von der Frequenz f_s gespeist.

werden, dessen Teile entweder völlig unabhängig von Der gestrichelt angedeutete Brückenzweig EF stellt dem zur Aufrechterhaltung der Beziehung (2) ver- 15 schematisch der Deutlichkeit halber den gesamten wandten Steuersystem sind oder zum Teil auch zu äußeren Zweig dar, der den veränderlichen Widerdiesem gehören. stand 34 in dem Körper A umfaßt, wobei der Rück-

Bei einer bevorzugten Anordnung benutzt man für strom über Masse erfolgt, die, wie üblich, durch

die Übertragung der elektrischen Werte zwischen den Schraffur dargestellt ist.

zu dem zweiten Steuersystem gehörenden Elementen 20 Der zu steuernde Motor 74, der über ein Unterder Teile A und B eine Hilfsfrequenz, die im folgenden Setzungsgetriebe 42 den Antrieb der Walze 32 bewirkt, mit /₃ bezeichnet ist, zusammen mit entsprechenden besteht beispielsweise aus einem Zweiphasenwechselzusätzlichen Auswahlkreisen, wobei die ganze Vor- strommotor, wenn man davon ausgeht, daß die Abrichtung so ausgebildet ist, daß man die Verbindung weichspannung, die ihm zugeführt wird, eine Wechselzwischen den Körpern A und B mit Hilfe des gleichen 25 spannung ist, d. h. auf der Frequenz /₃ gehalten Koaxialkabels T, 2 aufrechterhalten kann. wird.

Als Ausführungsbeispiel ist in Fig. 4 bis 6 ein Gerät Man sieht also bei dieser Lösung, daß der Generator

dargestellt, das die Aufzeichnung einer Kurve ermög- mit der Frequenz /₃ über die Koaxialleitung eine

licht, die die Änderungen von f₁ bzw. c in Abhängig- Spannung dieser Frequenz zum Körper A schickt, aus

keit von den Änderungen des hydrostatischen Druckes 30 der an der Klemme C eine Abweichspannung mit

zeigt. ebenfalls der Frequenz /₃ erzeugt wird, die schließlich

Man sieht bei einem solchen Gerät eine Einrichtung über einen Verstärker 41 einer der beiden 90 "-Wickln Fig. 4 schematisch mit 33 bezeichnet) vor, die die lungen des Motors 74 zugeführt wird, während die Änderungen des Druckes in elektrische Änderungen, andere Wicklung durch eine Wicklung 40 vom Genebeispielsweise in Änderungen eines Widerstandes oder 35 rator 38 gespeist wird. Die 90"-Phasenverschiebung einer Impedanz 34, umformt. zwischen den beiden Speisespannungen für diese beiden

Diese Einrichtung umfaßt nach Fig. 5 eine dichte, Wicklungen wird beispielsweise durch Phasenschieber,

verformbare Kammer, die dem hydrostatischen die der Verstärker 41 enthält, erzielt.

Druck P ausgesetzt ist und in einer Schutzkappe 84 Zusätzliche Kreise 49, 50 sind zum Ausgleich der

liegt und die von einem Balg 76 und einer starren 4° Differenz zwischen dem Wert der Impedanz 34 und

Wand 77 begrenzt ist, wobei letztere die Resultierende dem zwischen den Punkten EF erscheinenden Wert

der hydrostatischen Druckkräfte auf eine Feder 78 vorgesehen. Diese Differenz entsteht einesteils auf

überträgt. Die Verlagerungen dieser Wand werden Grund der Kapazität des Kabels 2 und andererseits auf

über einen Draht oder ein Seil 79 auf eine durch kleine Grund der anderen Weichen 3, 14, 43, 19, 20 und 48.

Federn 80 im Gleichgewicht gehaltene Zahnstange 81 45 In Fig. 4 sind nicht im einzelnen die Stromkreise

übertragen, die mit einem auf der Achse des Wider- zur Steuerung der Frequenz f_x wiederholt, sondern

Standes 34 befestigten Ritzel 82 im Eingriff steht. Auf nur im Körper B die Vorrichtungen 16 und 18 der

der Achse ist eine kleine Spiralfeder 83 vorgesehen, Fig. 1 gezeigt.

die das Spiel der mechanischen Übertragung beseitigt. Das ganze Gerät, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, mit

Der Luftdruck in der Kammer 75 schließlich ist so 50 den beiden Steuereinrichtungen, von denen die eine

bemessen, daß Druckänderungen auf Grund von für die Messung der Geschwindigkeit und die andere

Temperaturänderungen des eingeschlossenen Gases für die Messung des Drucks vorgesehen ist, ermöglicht

vernachlässigbar sind. die Aufzeichnung einer Kurve für die Änderungen der

Die Druckänderungen im zu messenden Medium Geschwindigkeit c in Abhängigkeit von den Ände-

werden also mit Hilfe dieser Vorrichtung — oder 55 rungen des Druckes p.

irgendeiner anderen, ihr vergleichbaren — auf die ver- In Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsform darge-

änderliche Impedanz 34 übertragen, die man in eine stellt, die gewisse Vorteile aufweist und bei der davon

Vorrichtung der in Fig. 1 bis 3 gezeigten Art einschaltet ausgegangen ist, daß die von dem Diskriminator 10

und auf eine Steuereinrichtung einwirken läßt, um gelieferte Abweichspannung ν in eine Gleichspannung

schließlich an den Klemmen eines Motors 74 eine mit 60 umgesetzt wird (man geht also nicht auf die Fre-

dem genannten Druck veränderliche Spannung ent- quenz /₂ der Fig. 3 zurück), und bei der ferner davon

stehen zu lassen. ausgegangen ist, daß der Motor 74 der Steuereinrich-

Dieses Steuersystem wird beispielsweise in der in tung für den Schreiber durch eine Gleichspannung als

Fig. 4 dargestellten Weise ausgebildet. Die veränder- Abweichspannung gespeist wird,

liehe Impedanz 34 wird über das Koaxialkabel T, 2 in 65 Die vom Diskriminator 10 stammende Abweich-

den Zweig EF einer Brücke EFGH eingeführt, die spannung ν wird hier an den Enden EG der Diagonale

beispielsweise zwei Widerstände 35, 36 und eine ver- einer Brücke, wie derjenigen nach Fig. 4, aufgenommen

änderliche Impedanz der gleichen Art wie die Impe- unter der Voraussetzung, daß die Komponente der

Spannung auf Grund der Frequenz f_s im allgemeinen zwischen diesen Punkten G und E vernachlässigbar ist. Man kann jedoch, um die Restspannungen der Frequenz /₃ oder ihrer Vielfachen zu eliminieren, bei 51 einen zusätzlichen Siebkreis einschalten. Bei dieser Variante ist es angezeigt, in Reihe mit den Zweigen GH und HE Schaltelemente 55, 56 anzuordnen, die aus Kondensatoren oder sogar aus auf die Frequenz/₃ abgestimmten Reihenresonanzkreisen oder Sperrkreisen bestehen. Sie setzen der Steuerspannung ν des Motors 26 ausreichend hohe Widerstände entgegen, so daß die Nebenschlußwirkung des Zweiges GHE auf diese Spannung ν völlig vernachlässigt werden kann.

Die Trennung der Spannung mit der Frequenz Z₁ von der Spannung mit der Frequenz /₃ und der Spannung ν wird im Teil B mit Hilfe der bereits früher vorgesehenen Siebkreise 19 und 20 oder anderer vorgenommen.

Man kann darüber hinaus, falls erforderlich, am Eingang des Steuerkreises des Motors des Schreibers einen zusätzlichen Siebkreis 54 vorsehen, um die Spannungskomponenten, die eine von /₃ abweichende Frequenz besitzen, zu verringern.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 braucht man im Teil A nur zwei Siebkreise, nämlich 3 und 43, vorzusehen, wenn man die veränderliche Impedanz 34 in Reihe mit dem Phasendiskriminator 10 schaltet. Das Element 3 kann ein Kondensator sein, der so bemessen ist, daß die Gesamtheit der Elemente 3, 4, 1 auf die Frequenz J₁ abgestimmt ist. Das Element 43 kann ein vor der Impedanz liegender großer Widerstand sein, der die Frequenz Z₁ über 3 fließen läßt. Da die von diesem Diskriminator abgegebene Spannung ν eine Gleichspannung ist, ist es wichtig, daß seine Stromkreise, die in einer bekannten Schaltung dargestellt sind, derart abgeglichen sind, daß eine beispielsweise zwischen den Punkten K und L des Diskriminators vorhandene Spannung von der Frequenz/₃ keine zusätzliche, veränderliche Gleichspannungskomponente erzeugt, die bei den Änderungen der Impedanz 34 gegenüber ν nicht vernachlässigbar ist. Hierzu ist es zweckmäßig, insbesondere die nichtlinearen Gleichrichterelemente 59, 60, wie sie der Diskriminator 10 umfaßt, abzugleichen.

In dem Falle der Fig. 6, wo der Motor 74 zur Steuerung der Schreiberwalze ein Gleichstrommotor ist — eine vorteilhafte Lösung im Hinblick auf gute Leistung dieses Motors —, wird man die Abweichwechselspannung nach der Verstärkung bei 41 durch einen Diskriminator 62 gleichrichten, dem eine Bezugsspannung der Frequenz /₃ von 40 aus über einen Transformator 63 zugeführt wird. Die von dem Diskriminator 62 abgegebene Spannung wird dann bei 64 verstärkt und auf den Motor 74 gegeben.

Es wird noch erwähnt, daß noch andere Einrichtungen vorgesehen werden könnten, die aus der Steuerungslehre bekannt sind. So könnte der Motor 74 z. B. eine Wicklung umfassen, die eine von der Umlaufgeschwindigkeit dieses Motors abhängige Spannung liefert, die man zur Schaffung einer tachymsirischen Gegenreaktion verwenden könnte.

Man kann demzufolge unabhängig von der gewählten Ausführungsform ein Gerät bauen, das im Vergleich zu den bekannten Geräten Vorteile aufweist, namentlich kontinuierliche Aufzeichnung der zu messenden Größe in Form eines leicht lesbaren Diagramms und Verbindung zwischen den beiden Teilen durch die Verwendung eines einzigen Koaxialkabels.

Als v/eitere Abwandlung können die beiden Teile A und B auch vereinigt werden, wie es beispielsweise bei der Anbringung des erfindungsgemäßen Gerätes auf einem Unterseeboot zweckmäßig hi.

Claims (9)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Gerät zur Messung der Ausbreitungsgeschwindigkeit vcn Schall- und Ultraschallwellen in gasförmigen oder flüssigen Medien, insbesondere Seewasser, bestehend aus einem in dem Medium befindlichen Sender, der in Abhängigkeit von den am Eingang aufgegebenen elektrischen Schwingungen eine Welle ausstrahlt, einem in dem Medium befindlichen Empfänger zum Empfangen der ausgestrahlten Welle, der an seinem Ausgang elektrische Schwingungen liefert, wenn ihn die ausgestrahlte Welle erreicht, und Mitteln, die dazu dienen, daß die Welle zwischen Sender und Empfänger in irgendeiner Zeit eine vorbestimmte Strecke in dem Medium durchläuft, gekennzeichnet durch eine Vergleichseinrichtung (z. B. einen Diskriminator), deren Eingänge einerseits mit dem Sendereingang und andererseits mitdemEmpfängerausgang verbunden sind und die an ihrem Ausgang ein elektrisches Signal init einem Wert liefert, der sich entsprechend den Änderungen der Phasendifferenz zwischen den Schwingungen am Sendereingang und den Schwingungen am Empfängerausgang ändert, sowie einen Oszillator mit veränderbarer Frequenz, Mittel zur Änderung der Frequenz des Oszillators, einen Elektromotor zur Steuerung dieser Mittel, wobei die Vergleichseinrichtung und der Motor die Frequenz des Oszillators in Abhängigkeit von den Änderungen der Phasendifferenz variieren, um so einen vorgegebenen Wert der Phasendifferenz wiederherzustellen bzw. dies zu versuchen, Einrichtungen zur Übertragung der Signale vom Oszillatorausgang zum Sendereingang und vom Ausgang der Vergleichseinrichtung zum Motor und schließlich mit dem Motor zusammenwirkende Mittel zur Aufzeichnung der Ausbreitungsgeschwindigkeit.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Sender und Empfänger in geringem Abstand nebeneinander angeordnet und in einem bestimmten Abstand ihnen gegenüber zwei aneinanderstoßende akustische Spiegel vorgesehen sind, die miteinander einen Winkel von 90° und jeweils mit der zwischen ihnen und dem ihnen gegenüberliegenden Sender oder Empfänger verlaufenden Richtung einen Winkel von 45° einschließen.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Sender und Empfänger in geringem Abstand nebeneinander angeordnet und in einem bestimmten Abstand ihnen gegenüber ein weiterer Empfänger bzw. Sender nebeneinander vorgesehen sind, von denen der Ausgang des zweiten Empfängers mit dem Eingang des zweiten Senders verbunden ist.

4. Gerät nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender, der Empfänger und die Vergleichseinrichtung zu einer in das Medium eintauchbaren Baueinheit zusammengefaßt sind, daß der Oszillator, der Motor und das bewegliche Element in einem Abstand von dieser Baueinheit angeordnet sind, daß zur elektrischen Verbindung der Baueinheit mit dem Oszillator und Motor eine Koaxialleitung vorgesehen ist, deren geerdeter

Außenmantel die Masse der beiden Teile verbindet, und daß an beiden Enden der Koaxialleitung Frequenzauswahleinrichtungen (Weichen) vorgesehen sind, die zwei elektrische Kanäle scharf voneinander trennen, und zwar einen vom Ausgang des Oszillators zum Eingang des Senders und den anderen vom Ausgang der Vergleichseinrichtung zum Motor.

5. Gerät nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Vergleichseinrichtung, die an ihrem Ausgang eine Gleichspannung liefert, die als solche über die Leitung übertragen wird.

6. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, die eine Wechselspannung mit von der Frequenz des Oszillators abweichender Frequenz erzeugen und die Oszillatorschwingung mit dieser Wechselspannung modulieren, wobei die Frequenzauswahleinrichtungen so ausgebildet sind, daß sie eine mit der am Ausgang der Vergleichseinrichtung gelieferten Spannung modulierte Wechselspannung der zweiten Frequenz über die Leitung zum Motor gelangen lassen.

7. Gerät nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Umsetzung der Frequenzänderungen in unmittelbar ablesbare AnzeigewerteAufzeichnungseinrichtungen mit einem Schreiber und einer Aufzeichnungsfläche umfassen, die quer zueinander in zwei Richtungen verschiebbar sind, wobei der Motor die eine Relativbewegung des einen dieser beiden Teile vornimmt und weitere Antriebseinrichtungen die andere Relativbewegung bewirken.

8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtungen aus einem sich gleichmäßig bewegenden Motor bestehen.

9. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtungen aus einem in Abhängigkeit von einer das Medium kennzeichnenden physikalischen Größe, beispielsweise dem hydrostatischen Druck, gesteuerten Motor bestehen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 480 646.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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