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Schreibvorrichtung für Kurzzeitmesser, insbesondere zur Registrierung
der Meerestiefe nach der Echolotmethode Die Erfindung bezieht sich auf eine Schreibvorrichtung
für Kurzzeitmesser, insbesondere zur Registrierung der Meerestiefe nach der Echolotmethode,
bei der das Schreibglied mit konstanter Geschwindigkeit über den Schreibstreifen
hinwegbewegt wird. Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art erfolgt die Aufzeichnung
meist durch einen Blei- oder Tintenschreiber, Es ilst aber auch schon bekannt, bei
derartigen Vornichtungen das Papier des Registrierstreifens mit einer weichen Schicht
aus Wachs zu überziehen, hievon einem Schreibstift eingeritzt wird. Bei all diesen
bekannten Schreibern ist jedoch stets ein gewisser Schreihdruck erforderlich. Das
hat den Nachteil, daß durch den Schreibdruck sowohl eine Empfindlichkeitseinbuße
als auch eine Steigerung der Trägheit hervorgerufen wird. Um den mechanischen Schreibdruck
zu vermeiden, sind ferner Einrichtungen bekanntgeworden, bei denen an Stelle der
mechanischen eine elektrochemische Registriervorrichtung verwendet wird. Hierbei
besteht jedoch der Nachteil, daß der Papierstreifen ständig durchfeuchtet werden
muß, um einen leichten Stromidurchgang zu ermöglichen. Auch ist eine besondere Wartung
erforderlich, um eine gleichmäßige Durchfeuchtung zu gewährleisten, weil die Empfindlichkeit
dieser Vorrichtung vom Grad der Feuchtigkeit abhängig ist. Wird die Durchfeuchtung
zu schwach, so ergibt sich eine beträchtliche Empfindlichkeitsabuahme,
die
die ordnungsgemäße Aufzeichnung, insbesondere schnell verlaufenlder oder kurzzeitiger
Vorgänge in Frage stellt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schreibvorrichtung
zu schaffen, bei der einerseits der feuchte Betrieb des elektrolytischen Verfahrens
vermieden ist und anderseits eine Aufzeichnung ohne Schreibdruck oder sonstige mechanische
Kräfte erfolgt.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß einerseits gelöst worden durch Anwendung
eines bei Schreibvorrichtungen anderer Art bekannten wärmeempfindlichen Schreiibstreifens
und eines elektrisch beheizten Schreibgliedes. Derartige Ävärmeschreiber sind bisher
nur angewandt worden, wo es sich um die ununterbrochene Aufzeichnung von Meßgrößen
handelt.
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Um diese an sich bekannten Wärmeschreiber auch für die Aufzeichnung
von kurzzeitigen Vorgängen bei Kurzzeitmessern nutzbar zu machen, ist erfindungsgemäß
die Vorrichtung anderseits dergestalt ausgebildet, daß die die zu messende Zeitspanne
eingrenzenden Impulse nach erfolgter Verstärkung unmittelbar oder mittelbar durch
Einschaltung einer Hilfsstromquelle oder Steuerung der Wärmeeinwirkung derselben
auf das elektrisch beheizte Schreibglied durch Strahlung oder Berührung die wärmeempfindliche
Schicht des Sclireibstreifens an der dem Schreibglied jeweils gegenüberliegenden
Stelle zum Schmelzen bringen, wobei vorzugsweise die Hilfsstromquelle so zu bemessen
ist, daß eine Vorwärmung bis nahe an die untere Schreibgrenze eintritt, so daß der
zu registrierende Vorgang selbst lediglich die geringe zum Schreiben noch fehlende
Erwärmung zu bewirkten hat.
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Die neue Schreibvorrichtung hat nicht nur den Vorteil eines bezüglich
des Schreibstreifens trockenen Betriebes und des Fehlens jeglicher mechanischer
Kräfte zur Hervorbringung der Aufzeichnung, sondern läßt sich auch auf einfache
Weise so ausbilden, daß sehr kleine Meßgrößen mit Sicherheit zur Aufzeichnung gelangen.
Auf diese Weise wird die Empfindlichkeit des belçannten elektrochemischen Schreibverfahrens
erreicht, gleichzeitig werden aber die Nachteile dieses bekannten Verfahrens vermieden.
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Die wärmeempfindliche Schicht kann in weiterer =-\usgestaltullg der
Erfindung auf einen stromleitenden Träger oder eine Belegung aufgetragen werden,
die gegenüber dem Schreibstift durch den die Zeit eingrenwenden Impuls auf ein solches
Potential gebracht wird, daß der zur Registrierung erforderliche Strom durch die
Schicht hindurchgeht, wobei an den Schreibstift und die stromleitende Schicht des
Registrierstreifens eine STilfsspannung gelegt ist, die dicht unterhalb der zum
Strotndurchgan,, -durch die wärmeempfindliche Schicht erforderlichen Mindestspannung
liegt.
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Auf der Zeichnung ist die neue Registriervorrichtung in einem Ausführungsbeispiel
in Verbindung mit einer Echolotanlage veranschaulicht, und zwar zeigt Fig. r eine
schematische Darstellung der Schallanlage zur Echolotung und der Schreibvorrichtung,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Teil des Schreibarmes und den Registrierstreifen
in einem größeren Maßstabe, wobei der Registrierstreifen der Deutlichkeit halber
übertrieben dick dargestellt ist.
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Die Idargestellte Echolotvorrichtung kann beispiel-sweise für Tiefenmessungen
oder für horizontale Lotungen zur Entfernungsmessffng von Objekten im Wasser eingerichtet
sein.
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Sie besteht im wesentlichen aus einem Sender 1 und einem Empfänger
2, die beide am Schiff angebracht sind. Der Sender I kann durch kurzzeitige Verbindung
mit einer Wechselstromquelle 3 zum Schwingen angeregt werden. Die von ihm ausgehenden
Schallwellen pflanzen sich im Wasser fort und werden vom Meeresboden oder von einem
fremden Schiff oder sonstigen Objekt zurückgeworfen. Das zurückkehren,de Echo wird
vom Empfänger 2 aufgefangen und auf eine weiter unten noch des näheren zu beschreibende
Weise zur Anzeige gebracht. Da der Schall sich im Wasser mit einer bestimmten Geschwindigkeit
von rund I500 m1Sek. fortpflanzt, ist die Zeit vom Aussenden des Schalles bis zum
Ankommen des Echos ein zuverlässiges Maß für die vorhandele Meerestiefe bzw. die
Entfernung des fremden Schiffes von ider Beobachtungsstelle.
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Um die Tiefe oder die Entferung zu messen, ist es daher nur erforderlich,
die Zeit zwischen dem Aussenden des Schalles und den zurückkommen,den Echos festzustellen.
Diese Zeitmessung kann auf -bekannte Art und Weise durchgeführt, z. B. durch eine
optische Einrichtung zur Anzeige gebracht oder, wie auf der Zeichnung dargestellt,
durch eine Schreibvorrichtung registriert werden. Außer der Registrierung könnten
natürlich auch noch eine optische oder akustische Anzeige vorgesehen sein.
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Die im zu Auf Ausführungsbeispiel benutzte Schreibvorrichtung besteht
aus einem -drehbaren Schreibarmß, ,dessen Welle 5 einen Steuernocken 6 zum Einschalten
eines in Sendestromkrei 5 liegenden Schalters oder Gebers 7 trägt, so daß die jeweilige
Winkelstellung des Schreiharmes einer ganz bestimmten Zeitspanne vom Augenblick
der Schallaussendung und damit einem bestimmten Tiefen- oder Entfernungswert entspricht.
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Der Schreibarm bewegt sich über einen quer
zu seiner
Drehachse gleichmäßig fortbewegten Registrierstreifen 8 und erzeugt im Augenblick,
dem das Echo ankommt, einen Punkt oder einen kurzen Strich auf dem Registrierstreifen.
Der Registrierstreifen ist mit einer Meterskala versehen, damit aus den aufgezeichneten
Punkten oder Strichen unmittelbar Idie jeweilige Tiefe bzw. Entfernung abgelesen
werden kann.
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Für die Aufzeichnung ist der Registrierstreifen 8 mit einer dünnen
Schicht g aus leicht schmelzbarem Stoff, z. B. Wachs, überzogen, und der Schrei;bstift
ist an seinem Ende mit einem Heizfaden 10 versehen, der bei Ankunft des Echos auf
die zum Schmelzen des Wachses erfonderliche Temperatur gebracht wird, indem Idas
Echo einen elektrischen Strom im Heizfaldenstrolukreis auslöst.
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Außerdem liegt der Heizfaden Io ständig an.
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,einer Hilfsstromquelle II, die ihn nahezu auf die erforderliche Temperatur
erwärmt, so daß durch das ankommende Echo selbst lediglich noch die fehlende Erwärmung
zu bewirken ist. Diese zusätzliche Erwärmung beansprucht nur sehr wenig Zeit. Die
Wachsschicht ist zweckmäßig auf einem farbigen, z. B. roten Papierstreifen aufgebracht,
so sodaß an den 5 tellern, an denen das Wachs weggeschmolzen ist, ein roter Strich
oder Punkt sichtbar wird.
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Das geschmolzene Wachs wird zum Teil ver-,dampft und zum Teil von
der Papier- oder Farbschicht aufgesogen.
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Die Einrichtung ist so ausgebildet, daß der Heizfaden 10 beim Hinwegstreichen
des Schreibarmes über den Registrierstreifen die Wachsschicht eben berührt, ohne
sie jedoch mechanisch merklich anzugreifen. Um nun eine gleichmäßige Berührung des
Heizfadens 10 m.it Ider Wachsschicht g zu gewährleisten, ist der Schreibann an seiner
Auflaufkante mit einer zweckmäßig abgerundeten Schrägfläche I2 versehen, mit wider
er auf den Registrierstreifen hinauf und darüber gleitet.
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Der Heizfaden ist außerdem noch zweckmäßig im Schreibarm an einem
Hebelarm I3 senkrecht zur Registnierfläche schwenkbar gelagert und wird durch eine
an den Hebelarm 13 angreifende Blattfeder 14 in Berührung mit dem Registrierstreifen
gehalten.
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Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Beispiel beschränkt.
Vielmehr sind mancherlei Abänderungen möglich. So könnte der Heizfäden auch ständig
auf der gleichen zum Registrieren erforderlichen Temperatur gehalten und in ähnlicher
Weise wieder Schreibstift bei den bisher gebräuchlichen Vorrichtungen zur Echolotung
mit umlaufendem Schreibarm Idurch einen vom Echoimpuls gesteuerten Elektromagneten
in an sich bekannter Weise kurzzeitig gegen den Registrierstreifen vorgerückt werden.
Ferner könnte der elektrische Strom auch unmittelbar durch die Wachsschicht selbst
hindurchgeleitet werden und dabei ,das Wachs auf die Schmelztemperatur erwärmen.
Gegenüber zudem elektrochemischen Schreibverfahren besteht hier der Vorteil, daß
ein Stromübergang erst bei einer bestimmten Muindestspannung erfolgt, so daß alIe
tiefer liegenden, durch Störgeräusche hervorgerufenen Spannungen unwirksam bleiben.
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Wird der Strom durch die wärmeempfindliche Schicht selbst hin'durchgeleitet,
so kann, im Gegensatz zu zudem bekannten elektrocllemischen 5 chreibverfahren, eine
Hilfsspannung vorgeselien sein, die nahe an der unteren Grenze derjenigen Spannung
liegt, die zum Stromdurchgang ,durch die Schicht erforderlich ist.
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An Stelle einer Vorwärmung des Heizfadens könnte auch die wärmeempfindliche
Schicht selbst im Bereich der Registrierwelle vorgewärmt werden, indem man z. B.
die Rollen, über die der Registrierstreifen läuft, in an sich bekannter Weise mit
einer entsprechenden elektrischen Heizung versieht.
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Dies hat u. a. den Vorteil, ,daß ldie Registrierschicht nicht mehr
den Schwankungen der Außentemperatur ausgesetzt ist, sondern nahezu gleichbleibende
Temperatur und damit auch gleichmäßige Empfindlichkeit aufweist.
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Die wärmeempfindliche Schicht kann natürlich nicht nur aus Wachs,
sondern auch aus einem anderen geeigneten Stoff bestehen, der entweder w1ie ,d,as
Wachs unter dem Einfluß der Wärme wegschmilzt und dadurch eine farbige Unterschicht
zum Vorschein bringt oder durch die Wärmeeinwirkung zersetzt wird und dadurch selbst
eine andere Färbung annimmt.
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Schließlich könnte die Aufzeichnung auch so bewirkt werden, daß die
Wärmeeinwirkung auf die wänneempfindliche Schicht ständig erfolgt und durch den
das Ende des zu messenden Zeitabschnitts bestimmenden Iampuls unterbrochen wird.