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procédé et dispositifd'affaiblissement ou d'amortissement complet des indications de l'écho perturbateur dans les installations d'écho-sonde.
Il est connu de déterminer les profondeurs et les éloigne- ments par émission d'impulsions sonores de fréquence sonore ou ultra-sonore et par mesurage de la différence de temps de durée de ces impulsions. Il s'est cependant révélé que les impulsions ne sont pas réfléchies seulement par les objets solides flottant par exemple dans l'eau, et dont l'éloignement ou la profondeur est à trouver, mais encore que des réflexions se produisent éga- lement aux surfaces limitatives de couches d'eau de densité diffé- rente et/ou de poids spécifique différent, ou à d'autres inhomo- gènéités existant dans l'eau. Si par exemple on émet plusieurs im- pulsions dans une direction déterminée à partir d'un endroit dé- terminé, il reviendra différents échos,
provenant en partie d'un corps réflecteur du son et maintenant sa position, et en partie également de couches d'eau de densité différente. Les ondes sono- res réfléchies par un corps solide qui, pendant la durée de l'émis-
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sion, maintient sa position par rapport à l'émetteur, seront in- diquées par exemple à un appareil optique indicateur, toujours à un et même endroit de l'échelle d'éloignement, par exemple par éclairage d'un index lumineux.
Les échos réfléchis dans les couches d'eau de densité diffé- rente n'apparaîtront pas toujours au même endroit de l'échelle d'éloignement de l'instrument optique indicateur, parce que les surfaces limitatives entre des couches d'eau de densité différente ou de poids spécifique différent varient rapidement et de toute manière. Les échos provenant de plusieurs impulsions émises suc- cessivement dans la même direction formeront donc sur l'échelle d'éloignement, par exemple d'un instrument optique indicateur à index lumineux, une image en forme de rayons, ces rayons, à l'ex- ception d'un seul, mooifinat leur position à chaque impulsion nouvelle. Le rayon, qui maintient sa position à chaque impulsion, donne alors l'éloignement de l'objet cherché réfléchissant le son.
Les autres rayons proviennent de l'écho perturbateur ou de pertur- bations déterminées dans l'eau par exemple par des navires. Il est donc très difficile, pour l'observateur de l'échelle d'éloi- gnement de l'instrument indicateur, de trouver l'éclair correct parmi les divers éclairs de lumière.
Il a déjà été proposé un dispositif pour installations d'écho- sonde, par l'emploi duquel on obtient une certaine prédominance de l'écho réel vis-à-vis des perturbations, surtout dans les indi- cateurs acoustiques. Ce dispositif comporte un circuit servant d'excitateur pour l'émetteur acoustique, qui, pour chaque soudage, émet plusieurs impulsions successives rapprochées. Par l'émission de ces impulsions successives rapprochées, on obtient une suite d'échos en forme de signaux, qui peut être perçue suffisamment nettement parmi le brouillage perturbateur.
Le circuit excitateur de l'émetteur acoustique est bien rendu utilisable également pour les grandes profondeurs, mais ce dispositif ne détermine cependant pas un affaiblissement proprement dit ou un amortissement complet des perturbations, de sorte que, lors de l'emploi d'un instrument
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optique indicateur écluse rotative de lumière ou à ampoule lu- mineuse, il se produit également une multitude d'éclairs lumineux.
Ce défaut est éliminé par l'emploi du procédé conforme à l'invention et par les dispositifs de mise en oeuvre de ce procédé.
Le procédé conforme à l'invention, destiné à affaiblir ou à. amortir complètement les indications d'échos perturbateurs dans les installations d'écho-sonde par l'émission de deux ou plusieurs impulsions sonores pour chaque mesurage. d'éloignement ou de pro- fondeur réside en ce que les échos de ces impulsions sonores sont, après amplification, amenés à donner des indications, soit, simul- tanément, donc comme somme, après un retardement correspondante pour la dernière impulsion, à l'écart de temps compris entre les diverses impulsions, soit sans retardement, mais avec une durée plus grande d'indication, la durée agrandie d'indication étant telle qu'elle est quelque peu plus grande que la durée d'un son- dage formé- de deux ou plus d'impulsions, de sorte que dans ce cas également,
est indiquée la somme des échos pendant un temps suojec- tiveinent appréciable.
Ce procédé est exposé. en se référant à la fig.l du dessin annexé. Les échos libérés par une impulsion de sondage sont repr é- sentés par la courbe . L'écho produit par l'objet cherché, est désigné par E. A un endroit quelconque du trajet de l'impulsion, il est produit un écho perturbateur N à la couche de séparation entre deux masses d'eau de densité différente. Une impulsion pro- duite à un intervalle de temps déterminé après la première, pro- duit une série d'échos représentée par la courbe b. Dans cette courbe, N sont les échos perturbateurs et E l'écho principal. Fina- lement, on émet encore une troisième impulsion, qui donne la sé- rie d'échos c.
Si l'on suppose alors que pendant la durée du son- dage formé par ces trois impulsions, l'éloignement et la direction de l'objet réflecteur du son ne se sont pas modifiés, les échos principaux viendront toujours du même éloignement, candis que les échos perturbateurs N proviendront de différents éloignements, car ils sont soumis, comme spécifie ci-dessus, à des lois statis-
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tiques.
Si l'on retarde maintenant les séries d'échos a et b des deux premières impulsions jusqu'à formation de la série d'é- chos c de la troisième impulsion, les échos principaux s'addition- nent, mais pas les échos perturbateurs. on obtient ainsi une cour- be d d'où ressort que l'on peut imaginer une ligne e parallèle à l'axe des temps, qui se trouve au-dessus de tous les échos pertur- bateurs, mais en-dessous de la valeur maximum des échos principaux additionnés, c'est-à-dire que l'on peut régler l'organe indicateur d'une installation d'écho-sonde de telle sorte qu'il ne fonctionne que sur une impulsion dont l'intensité est plus grande que l'inten- sité la plus grande possible d'un écho perturbateur. Il va de soi que ce procédé est également applicable lors de l'émission de deux ou plus de trois impulsions.
A la fig.2 est représentée à titre d'exemple une disposition pour la réalisation de ce procédé. 1 est un récepteur relié, au travers d'un amplificateur 2, à l'organe de commande 3 d'un instru- ment 4 indicateur. Entre l'amplificateur 2 et. l'organe de commande 3 est intercalé un condensateur 5. En parallèle à ce condensateur 5 se trouvent montés des organes 6-6' de retardement, dont le nom- bre correspond au nombre diminué de un, des impulsions sonores émi- ses. L'organe de retardement 6 est dimensionné de façon à retarder chaque écho d'une quantité correspondant à l'écart de temps entre la deuxième impulsion et la dernière. L'organe de retardement 6' est dimensionné de manière à retarder chaque écho d'une quantité correspondant à l'écart de temps entre la première impulsion et la dernière.
Ces organes de retardement 6-6' sont raccordés par un condensateur 7 à la ligne directe entre l'amplificateur 2 et l'or- gane de commande 3. L'organe de commande 3 de l'instrument optique indicateur 4 de l'installation d'écho-sonde est réglé de manière à ne fonctionner que pour une impulsion dont l'intensité est plus grande que l'intensité la plus grande possible d'un écho perturba- te ur.
L' installation fonctionne comme suit : l'émetteur d'impulsions de l'installation d'écho-sonde émet trois impulsions, dont chacune
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détermine une série d'échos. Le premier écho est. reçu. par le ré- cepteur 1, amplifié dans l'amplificateur 2 et amené, par le con- densateur 5; à l'organe de commande de l'instrument indicateur.
Mais cet organe, de commande ne fonctionne pas sous cette impulsion.
Le condensateur 5 se décharge par une résistance de décharge. L'im- pulsion libérée par le premier écho est cependant amenée en même temps à l'organe de commande 3 par l'organe de retardement 6 et l'organe de retardement 6'. Lors de l'arrivée du deuxième écho, celui-ci, ainsi que le premier écho retardé dans l'organe de retar- dement 6, arrivent en même temps à l'organe de commande 3. La som- me de ces deux échos ne suffit pas encore à faire fonctionner cet organe de commande 3. Ce fonctionnement ne se produit qu'à l'arri- vée du troisième écho. Si le troisième écho a chargé le condensat 5, l'écho de la première impulsion est arrivé, en même temps, par l'organe de retardement 6' et l'écho de la deuxième impulsion par l'organe de retardement 6.
Le condensateur 5 a alors une charge correspondant à la somme des intensités des trois échos. Cette somme suffit à actionner l'organe de commande 3 et l'instrument indicateur 4 est excité.
Lors de l'envoi de n impulsions, il faut donc prévoir entre l'amplificateur 2 et l'organe de commande 3, n lignes dont n-1 contiennent un organe de. retardement. Les n-1 organes de retarde- ment doivent être dimensionnés convenablement.
Un autre dispositif de réalisation du procédé conforme à l'in- vention consiste en ce que l'échelle d'éloignement de l'instrument indicateur optique est recouvert par une couleur luminescente transparente, et on choisit une couleur luminescente dont la demi- valeur de la durée de luminescence est quelque peu plus grande que la durée d'un sondage par deux ou plus d' impulsions.
Ce dispositif travaille comme suit :
Les échos perturbateurs et les échos principaux sont indiqués, mais comme les échos principaux tombent encore toujours à un seul et même endroit de l'échelle, l'intensité de l'index lumineux à cet endroit se renforcera à l'arrivée de chaque nouvelle impulsion,
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de sorte qu'à l'échelle d'éloignement apparaîtront une série de traits luminescents, dont l'un se distinguera des autres par son intensité plus forte. Ce trait prépondérant donne donc l'éloigne- ment de l'objet cherché réflecteur du son.
Le procédé conforme à l'invention peut aussi être modifié en ce sens que les échos sont tous amplifiés aux mêmes amplitudes ou sont transformés en impulsions de même intensité. Ce procédé est expliqué en se référant à la fig.3.
Deux impulsions de sondage donnent par exemple les séries d'échos a et b, Les échos principaux sont à nouveau désignés par E et les échos perturbateurs par N. Si l'écho principal de la première impulsion est retardé jusqu'à l'arrivée de la deuxième impulsion, les intensités des échos principaux s'ajoutent, mais pas celles des échos perturbateurs. Si les échos principaux et perturbateurs sont transformés entre eux et également en ce qui concerne les deux séries, à la même intensité, la somme de l'inten- sité des échos principaux doit toujours et nécessairement être plus grande que l'écho perturbateur le plus grand possible.
La fig.4 représente une disposition de réalisation de cette modification du procédé conforme à l'invention. 1 est le récep- teur,2 l'amplificateur, 3 l'organe de commande de l'instrument indicateur 4. Entre l'amplificateur 2 et l'organe de commande 3 se trouve à nouveau le condensateur de couplage 5 avec les organes de retardement 6 et 6' en parallèle, accouplés par le condensateur 7 à l'organe de commande 3. Entre l'amplificateur 2 et la série des organes de retardement 6, 6' est intercalé un tube à décharge 8 rempli de gaz ou de vapeur, accouplé à l'amplificateur 2 par le condensateur de couplage- 9.
Parallèlement à la distance anode- cathode du tube à décharge 8 est monté un condensateur 10, chargé par une batterie 11 et qui se décharge dans le tube à décharge 8 au moment de l'arrivée d'une impulsion d'écho. La quantité toujours constante de décharge du condensateur 10 est donc maintenant trans- mise à l'organe de commande 3 par le condensateur 5 et les organes de retardement 6 et 6', l'organe de commande 3 étant calculé de
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manière à ne fonctionner que pour la somme des intensités d'échos.
Dans ce dispositif, tous les échos sont donc d'abord transformés en impulsions de même intensité.
Un autre dispositif pour la réalisation du procédé modifié est représenté à titre d'exemple à la fig.5. Ici, tous les échos arrivants sont renforcés jusqu'à la même amplitude. Dans ce dispo- sitif, l'amplification des échos provenant de divers éloignements se fait inversement proportionnellement à leur intensité dépendante de l'éloignement de leur origine. A la fig.5, 1 est le récepteur, relié à l'organe 3 de commande du dispositif indicateur 4 par l'am- plificateur 2, les condensateurs de couplage 5 et 7 et les organes de retardement 6 et 6'. Sur l'arbre 12 de la partie tournante de l'instrument indicateur 4 est fixée la manette 13 d'un potentiomè- tre 14 de préférence de forme circulaire. Cette manette 13 est orientée de telle sorte qu'elle est toujours parallèle à l'index tournant.
De cette manette 13 part un conducteur vers les grilles de l'amplificateur. Lors de la rotation du potentiomètre, des ten- sions continuellement variables sont amenées aux grilles des tubes amplificateurs, de sorte que le degré d'amplification augmente sui- vant l'éloignement augmentant de l'objet réflecteur de son. Au potentiomètre circulaire 13 et 14 est relié un autre potentiomètre fixe qui permet de tenir compte de perturbations fortes et soute- nues dues à la conductibilité acoustique de l'eau. Ce potentiomètre sera par exemple nécessaire quand le navire portant l'installation passe d'un courant marin chaud à un courant froid et inversement.
Le fait d'amplifier les écnos arrivant inversement propor- tionnellement a leur intensité qui diminue avec l'éloignement, est nouveau et peut de temps en temps être employé pour lui-même seul à résoudre le problème que s'est posée la présente invention.
Cette particularité constitue donc pour elle-même un élément propre d'invention.
Le procédé conforme à l'invention et les dispositifs de réali- sation de ce procédé sont évidemment applicables à toutes installa- tions de sondage, tant celles qui agissent dans l'eau que celles
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qui agissent dans d'autres milieux, tels que par exemple l'air ou le sol. L'invention n'est pas non plus forcément limitée aux installations d'écho-sonde comportant un instrument optique indi- cateur à index lumineux tournant. Elle s'applique également aux installations d'écho-sonde à indications acoustiques, où l'éloi- gnement est lu optiquement.
Il est également possible d'employer le procédé de l'invention pour une indication purement acoustique, en réalisant l'instrument indicateur acoustique de telle sorte qu'il ne fonctionne que pour la somme des intensités d'écho qui est plus grande que l'écho perturbateur le plus grand possible.
Au. lieu du tube à décharge rempli de gaz ou de vapeur et agissant comme organe de commande, on peut évidemment prévoir tout autre organe de commande connu et employable ou employé.
Comme organes de retardement, on peut employer tous les dis- positifs connus de retardement, tels qu'organes de retardement électriques, mécaniques, magnétiques ou tous autres.
La fig.6 représente une réalisation rationnelle des organes de retardement. Dans le dispositif récepteur de l'installation d'écho-sonde sont prévus deux galets 15 et 16 rotatifs, disposés sous un écartement déterminé, et dont l'un ou éventuellement les deux est entraîné à vitesse constante par un moteur non représenté dont la vitesse de rotation est commandée par un chronomètre. Sur ces deux galets 15 et 16 est posé un ruban 17 magnétisable fermé sur lui-même, qui se déplace au travers d'une bobine 18 de magnéti- sation et plusieurs bobines 19, 19' de prise. Le nombre de ces bo- bines 19-19' est égal au nombre moins 1 des impulsions émises pour un sondage.
La distance entre deux bobines voisines et la vitesse de déplacement du ruban 17 sont telles que l'endroit du ruban 17 magnétisé par la bobine 18 de magnétisation se trouve toujours, au moment de l'arrivée d'un nouvel écho, à l'endroit de la bobine de prise correspondant à l'impulsion de sondage y relative. La bobine de magnétisation 18 est excitée par les écnos correspondant à la première et à chaque impulsion de sondage suivante. Les bobines 19- 19' correspondent chacune à un organe de retardement. Elles sont don
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montées en parallèle entre elles et par rapport au condensateur de couplage 5 et sont reliées par le condensateur de couplage 7 à l'organe de commande 4 de l'instrument indicateur.
Le ruban magné- tisable 17 se déplace en outre encore au travers d'une bobine 20 de démagnétisation, disposée en dehors du champ des bobines 18, 19, 19' etc. Au lieu de la réalisation unipolaire des bobines, on peut évi- demment choisir une construction bipolaire.
Le dispositif formé d'un ruban magnétisable mobile, d'une bo- bine de magnétisation, d'une bobine de prise et d'une bobine de dé- magnétisation est connu en lui-même. Mais la disposition de plu - sieurs bobines de prise. pour un seul ruban magnétisable commun est nouvelle et est particulièrement rationnelle et avantageuse au point de vue de la réalisation du nouveau procède, en combinaison avec les procédés et dispositifs de mise en oeuvre de l'invention, parce qu'elle donne. la possibilité de reunir simultanément, dans un seul instrument, et de la manière la plus simple, plusieurs or- ganes de retardement.
La fig.7 représente une autre disposition de réalisation de ce procédé conforme à l'invention.
Elle consiste en ce que, dans une installation d'écho-sonde, entre l'amplificateur et l'organe de commande de. l'instrument indi- cateur de l'installation, est prévu un multivibrateur ou tout autre dispositif déterminant, lors de l'arrivée d'une impulsion, un choc de tension negatif élevé et carré, ce dispositif étant raccordé à un organe RC, le multivibrateur étant inséré de telle sorte qu'il est excité par l'amplificateur, bloque, après l'excitation, l'ampli- ficateur pour une durée de temps correspondant à l'écart de temps antre deux impulsions successives d'un même sondage, et en même temps, transmet, par une résistance, un choc de tension à l'organe RC, dont la constante de temps est de valeur telle qu'après arrivée d'un nombre prédéterminé d'échos principaux successifs,
la tension au condensateur monte jusqu'à la tension de misa en marche de l'or- gane de commande de l'instrument indicateur.
Cet exemple de réalisation additionne ainsi également un nom-
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bre prédéterminé d'impulsions d'écho. Il présente, vis-à-vis des exemples décrits jusqu'ici, l'avantage de la plus grande sim- plicité car un seul organe RC, de constante de temps dimensionnée conformément, prend la place de plusieurs organes de retardement et remplit leur fonction. Cet exemple est avantageusement employé pour les installations d'écho-sonde excitées par circuits de choc, et qui, pour chaque sondage, émettent une série d'impulsions de caractéristique donnée.
A la fig.7, 1 désigne un récepteur acoustique, raccordé à l'amplificateur 2. La sortie de l'amplificateur est reliée par la conduite 3 à un multivibrateur, à la sortie duquel un organe RC 6 est raccordé par une résistance 5, cet organe 6 étant d'autre part relié à l'organe 7 de commande de l'instrument indicateur de l'installation d' écho-sonde. Le multivibrateur 4 est relié par un second conducteur 8 au circuit de grille de l'amplificateur 2. Le multivibrateur est tel que, à l'arrivée d'une impulsion, il donne un choc de tension carré (rectangulaire), élevé et négatif dont la durée est égale à l'écart de temps entre deux impulsions consé- cutives d'un même sondage.
La constante de temps de l'organe RC 6 est calculée de manière que, après arrivée d'un nombre prédétermi- né d'échos principaux, la tension dans le condensateur s'est éle- vée jusqu'à la tension de fonctionnement de l'organe de commande 7 de l'instrument indicateur. Le dispositif fonctionne comme suit :
Une impulsion reçue par le récepteur 1 est, après amplifica- tion dans l'amplificateur 2, conduite à un multivibrateur 4 qui donne alors un choc de tension qui d'une part, est amené à l'orga- ne RC et charge le condensateur de celui-ci, et d'autre part est en marne temps ramené à l'amplificateur et y modifie la tension préalable de grille de telle sorte que l'amplificateur est bloqué.
Comme la largeur de l'impulsion du multivibrateur est de dimension telle qu'elle correspond à l'écart de temps entre deux impulsions de sondage, l'amplificateur 2 est donc bloqué pour cette durée.
Une perturbation reçue entretemps par le récepteur n'arrive donc pas jusqu'à l'organe RC ou l'organe de commande de l'instrumnet
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indicateur. Ce n'est que l'écho principal-correspondant à la deu- xième impulsion, et qui arrive après la fin du blocage de l'am- plificateur, qui parvient jusqu'à l'organe RC et charge encore plus le condensateur de cet organe. En même temps, l'amplificateur est à nouveau bloqué jusqu'à l'arrivée de l'écho principal suivant.
Si l'organe de commande 7 est per exemple calculé de telle sorte qu'il fonctionne pour la tension de condensateur déterminée par la sonne de trois impulsions d'écho, l'instrument indicateur sera donc libéré (pour son fonctionnement) à l'arrivée du troisième écho principal. Toute indication des perturbations intermédiaires est complètement éliminée.
La disposition conforme à l'invention n'est pas limitée à l'emploi d'un multivibrateur. Au lieu de celui-ci, on peut employer au contraire tout autre instrument permettant d'obtenir des impul- sions élevées négatives rectangulaires de durée prédéterriiinable.
L'organe de commande du dispositif indicateur oeut aussi être réglé de manière à fonctionner déjà pour une partie des échos cor- respondant au nombre d'impulsions. Si par exemple on émet six im- pulsions à chaque sondage, l'organe de commande peut être réglé de sorte à fonctionner pour par exemple trois échos successifs. Si par exemple un de ces trois échos successifs venait à manquer, pour une raison quelconque, il reste toujours la possibilité que trois échos antérieurs ou postérieurs soient réceptionnés. La pro- babilité qu'un sondage rate complètement et ne donne aucun résultat est donc très faible.
REVENDICATIONS.
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