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Echoloteinrichtung zur Darstellung von Profilen einer Wasserstraße
Es sind Längsprofil-, Querprofil- und Flächenechographen bekannt, bei denen eine
Vielzahl von Meßstellen unterhalb des Meßschiffes und an seitlich anmontierten Auslegern
bei einer Längsfahrt durch eine Wasserstraße dazu benutzt werden, die Wassertiefen
lückenlos und mit großer Genauigkeit zu registrieren.
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Dabei sind Geräte in Anwendung, die nacheinander die Sender aller
Meßstellen erregen und z. B. ein Querprofil der Wasserstraße dadurch auf ein Papier
schreiben, daß wdie Meßstellen mittels einer Schalteinrichtung nacheinander abgetastet
und alle empfangenen Echos der einzelnen Meßstellen sinnfällig zugeordnet zu der
Lage-der Meßstellen auf dem Papier registriert werden. Ist ein Querprofil gezeichnet
worden, so wird das Registrierpapier um einen Betrag weiterbewegt, und es kann dann
ein neues Profil geschrieben werden. So entstehen übereinander fortlaufend auf dem
Papier Querprofile. Das Nacheinanderloten ermöglicht aber nicht das lückenlose Absuchen
einer Wasserstraße nach Hindernissen, so daß die Fläohenechographen gleichzeitig
mit allen Meßstellen loten. Diese Geräte können also lückenlos die Wasserstraße
erfassen. Es gibt nun solche Geräte, bei denen eine Vielzahl von Längsprofilen untereinander
auf einem genügend breiten Registrierstreifen mit Hilfe einer Vielzahl von Registrierfedern
geschrieben wird. Es können aber auch bei gleichen zeitiger Lotung mit allen Meßstellen
in Bruchteilen von Sekunden Querprofile von der Breite aufgezeichnet werden, die
vom Meßschiff und seinen Auslegern überdeckt wird. Das einfache fortlaufende Untereinanderschreiben
von z. B. Querprofilen hat aber den Nachteil, daß der Betrachter die einzelnen Profile
mittels eines Maßstabes oder einer Schablone ausmessen muß, wenn er sich ein Bild
von den Tiefenverhältnissen der Wasserstraße machen will. Gegenstand der zur Anmeldung
gebrachten Erfindung ist es, diesen Nachteil zu vermeiden und dem Betrachter direkt
einen perspektivischen Eindruck eines Flußbettes zu vermitteln, der es ermöglicht,
Unebenheiten des Bodens und Hindernisse leichter zu erkennen. Zur Lösung der Aufgabe
wird eine Echoloteinrichtung zur Darstellung von Profilen einer Wasserstraße unter
Verwendung einer Vielzahl von unterhalb des Meßschiffes genügender Breite anmontierten
Echolotsendem und -empfängern vorgeschlagen, bei der zur Registrierung von Querprofilen
eine aufeinanderfolgende Abtastung aller Meßstellen oder eine gleichzeitige Echolotung
mit allen Meßstellen erfolgt und bei der dabei Längs- oder Querprofile registriert
werden. Diese Echoloteinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Registrierpapier
schräg zur Bewe-
gungsrichtung des für die Echoregistnerung benutzten Registrierorgans
weiterbewegt wird Eine Einrichtung nach der Erfindung soll an Hand der Abbildung
erläutert werden.
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Über einem schräg liegenden, genügend breiten Registrierpapier 1,
das über die Antriebsrollen 2 und 3 in Pfeilrichtung 4 mittels eines' nicht mitgezeichneten
Antriebes schrittweise weiterbewegt werden kann, ist eine Echolotregistriervorrichtung
5 an einer nicht mitgezeichneten Haltebrücke nrontiert.'Diese Regt; striervorrichtung
5 besitzt ein' ;durchsichtiges, über Rollen 6 und 7 in Pfeilrichtung 8 angetriebenes
Band, das kontinuierlich umläuft und auf dem so viele Registrierfedern 9 nebeneinander-angebracht
sind, wie das Meßschiff mit seinen Auslegern an Meßstellen aufweist. Ist z. B. das
verwendet Meßschiff 8 m breit und an jeder Seite~mit 20 m-lang- Auslegern versehen
und ist alle Meter ein Echolotsender und -empfänger für die Vertikallotung eingebaut,
so sind insgesamt 48 Meßstellen und damit auch 48 Registrierfedern nebeneinander
angeordnet. Auf dem transparenten Band, das die Registnerfeder trägt, befindet sich
auch eine Auslöseeinrichtung, z. B. ein Schalt nocken oder eine Induktionsspule
für die gleichzeitige Impulsauslösung mit allen Meßstellen. Diese Dingesind in der
Abbildung nicht- dargestellt, weil sie aus der Echolottechnik hinreichend bekannt
sind und weil der Erfindungsgedanke, für den Schutz begehrt wird, nicht an eine
bestimmte Echolotausführung gebunden ist. Jede Registrierfeder 9 ist über einen
zugehörigen Verstärker mit dem dazugehörigen Empfänger der Meßstellen verbunden.
Beginnt das die Registrierfedern tragende Band in Pfeilrichtung 8 mit Kurzzeitmessergeschwindigkeit
zu laufen, dadurch daß der Antriebsmotor eingeschaltet wird, so entsteht sofort
das als Beispiel eingezeichnete Querprofil 10, es ist sofort sichtbar, wenn das
umlaufende Band aus durchsichtigem Material ist und die Kontaktschienen
für
die Zuführung der Spannungen für die Registrierfedern bei genügender Breite des
umlaufenden Bandes außerhalb der Registrierfläche gelegt werden. Im Prinzip kann
dieses Band auch undurchsichtig sein, aber dann wird bei der Anordnung nach der
Abbildung das Profil nicht sofort, sondern erst einige Zeit später sichtbar. Nach
einstellbarer Zeit, z. B. in Intervallen von einigen Sekunden, wird das Registrierpapier
1 sehr schnell in Pfeilrichtung 4 um ein Stück weiter gezogen. Während dieser Bewegung
ist die Sendeauslösung des Flächenlotes zweckmäßigerweise durch einen mechanischen
Kontakt oder einen elektronischen Schalter gesperrt. Ist das Papier 1 wieder im
Stillstand, so wird die Lotung freigegeben und sofort erscheint ein neues Profil,
nach schräg oben versetzt gegenüber dem vorher geschriebenen Profil. Es entsteht
eine Darstellung der Profile 11, 12 usw., wie in der Abbildung zu erkennen. Das
Profil 11 wird zunächst geschrieben, dann folgt das Profil 12 usw.
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An der Stelle 13 in der Abbildung sind noch einige Registrierfedern
9 mehr auf dem umlaufenden Band angebracht als Meßstellen vorhanden sind. Diese
dienen dazu, an jedem Profilende die kurzen Nullinien 14 zu schreiben und die senkrechten
Begrenzungen 15, die der besseren Auswertung und klareren Darstellung der Querprofile
dienlich sind. Läßt man z. B. das registrierende Band so schnell umlaufen, daß eine
Tiefenregistrierung im Maßstab 1:100 auf dem Papier entsteht, so ist 1 cm auf dem
Papier = 1 m in der Natur, und es braucht nur ein Lineal 16 an die zum jeweiligen
Profil gehörende Nullinie 17 gelegt zu werden, damit die an der interessierenden
Stelle des Querprofils geschriebene Wassertiefe direkt abgelesen werden kann. Auch
kann eine vorbereitete Schablone von links oben nach rechts unten schräg-über die
Profile der rechten Seite der Abbildung geführt werden, wenn man die Form eines
Kanalprofils mit der Echoloteinrichtung nach der Erfindung überwachen will.
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Um eine perspektivische Darstellung der untereinander geschriebenen
Querprofile zu erreichen, muß ein Gerät nach der Erfindung mit einer Einrichtung
versehen sein, die alle auf das erste Echo folgenden Mehrtachechos der einzelnen
Meßstellen automatisch unterdrückt; .denn sonst würde ja z. B. das Profil 12 in
das Profil 11 mit hineingesohrieben, was nicht sein darf, oder es müßte der Papiervorschub
zwischen zwei aufeinanderfolgenden Profilen unnötig groß gewählt werden. Derartige
Unterdrückungsschaltungen sind bereits bekannt, und es ist für den Erfindungsgedanken
gleichgültig, ob es sich dabei um mechanische oder elektronische Einrichtungen handelt
oder ob diese vom Echo selbst gesteuert werden oder durch geeignete Schalter am
Gerät selbst. Eine besonders zweckmäßige Ausführung bei dem als Beispiel in der
Abbildung angeführten Gerät ist das Anbringen einer Reihe von kleinen Fotozellen
18, die in Pfeilrichtung 8 gesehen vor den Registrierfedern 9 mit auf demumlaufenden
Band befestigt sind. Wird nämlich z. B. das Profil 12 geschrieben, so vermeidet
die etwas vor der Registrierfeder sitzende Fotozelle durch Sperren des zugehörigen
Empfangsverstärkers das Hineinschreiben der Echos 12 in das Profil 11, weil die
auf dem Papier an diesen Stellen bereits erfolgte Schwärzung einen Impuls in der
Fotozelle erzeugt. Das Gerät muß selbstverständlioh bei der Verwendung von Fotozellen
richtig beleuchtet werden. Es kann zur Unterdrückung der Mehrfachechos und zur Verhinderung
des Ineinanderschreibens von Profilen auch eine dem
Registrierorgan vorauseilende
zusätzliche Feder auf dem registrierenden Band angeordnet sein, welche mittels einer
nachgeschalteten Widerstandsmeßeinrichtung prüft, ob das Registrierpapier bereits
durch ein anderes Querprofil geschwärzt ist oder ob es noch die helle Deckschicht
trägt. Diese vorauseilende Feder spricht auf die plötzliche Widerstandsänderung
beim Übergang von unbeschriebenem Papier zu beschriebenem Papier an.
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Bisher wurde nur von den Querprofilen 11, 12 usw. auf der rechten
Seite der Abbildung gesprochen, weil mit dem beschriebenen Apparat nur die Erzeugung
dieser Profile möglich ist. Will man aber mit einem genügend breiten Meßschiff eine
Wasserstraße auf ganzer Breite perspektivisch darstellen, so muß man mit einem zweiten,
gleichen Apparat, wie beschrieben, auch die linke Hälfte der dargestellten Profile
19, 20 usw. erzeugen. Dieser zweite Apparateteil unterscheidet sich -von dem ersten
nur dadurch, daß das Registrierpapier nicht von links oben nach rechts unten, sondern
von rechts oben nach links unten unter dem schnell umlaufenden Band-schritt-weise
fortbewegt wird. Beide Registrierstreifen werden zweckmäßig vom gleichen Antrieb
immer um den gleichen Betrag -weiterbewegt. Auch kann statt zweier synchron laufender
Bänder für die Registrierung ein breites umlaufendes Band benutzt werden, das über
die volle Breite des linken und rechten Registrierpapieres läuft, oder es können
zwei schmale Bänder mit verzahnten Rollen 6 und 7 benutzt werden, die auf gemeinsamen
Wellen laufen.
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Wird nur eine Registriereinrichtung, wie in der Abbildung dargestellt,
benutzt, so ist die linke Registrierfeder 9 dem linken Endpunkt 21 der Querprofile
zugeordnet und damit auch dem äußersten Schwinger an Backbordseite. Werden jedoch
zwei Registriergeräte nach der Beschreibung benutzt, damit die Darstellung mit zwei
Hälften von schräg laufenden Querprofilen erzielt wird, so stellt der Punkt 21 die
Mitte des Meßschiffes dar, der rechte Teil in der Darstellung die rechte Profilhälfte
und der linke Teil der Darstellung die linke Profilhälfte. Die nebeneinander montierten
Registrierfedern 9 haben durch die Anbauweise einen geringen Abstand voneinander.
Wenn dieser so groß ist, daß das Querprofil sich aus nebeneinander geschriebenen
Strichen zusammensetzt, so läßt man zweckmäßig des besseren Bildes wegen die Einrichtung
5 in Querrichtung 6 hin und her vibrieren.
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Die Einrichtung soll nicht auf die Anwendung von Flachriemen zur
Registrierung der Wassertiefen beschränkt sein, sondern kann auch da zur Anwendung
gelangen, wo eine rotierende Trommel, auf der die Federhalter montiert sind, die
Wassertiefenregistrierung auf dem Papier 1 bewirkt. Betrachtung und Auswertung der
bei einer Meßfahrt geschriebenen Querprofile geschieht am besten mittels eines Auswertetisches,
über den die beiden Papierrollen mit gleicher Geschwindigkeit unter dem Winkel wie
im Gerät abgespult werden.