Downscan Sonar

Für den privaten Nutzer mit kleinem Geldbeutel werden hauptsächlich von zwei Firmen Sonargeräte verschiedener Ausführungen hergestellt, zum Einen die Firma >Hummínbird< und zum Anderen >Lowrance<. Das Angebot beider Firmen wendet sich an Sportfischer und Sportbootfahrer aber natürlich können die Geräte auch zur Exploration verwendet werden.
Der Lowrance Elite-4x DSI Fischfinder ist schon für etwa 200€ zu haben und stellt eine gute Basis für eigene Experimente dar. Dieses Gerät arbeitet nach dem "Downscan Imaging" Verfahren. Dabei wird ähnlich wie beim >Sidescan< ein fächerförmiger Schallstrahl erzeugt, aber nicht zur Seite, sondern senkrecht nach unten abgestrahlt. Dadurch kann der Grund mit hoher Auflösung abgetastet werden.
Aber es spricht natürlich nichts dagegen den Transducer seitlich anzuordnen um zum Sidescan Mode überzugehen. Wird die Stellung des Transducers periodisch verändert kann sowohl beide Seiten wie auch den Grund abtastet werden. Natürlich ist das Gerät nicht in der Lage die gemischten Signale richtig darzustellen, aber das kann ein PC übernehmen. Glücklicherweise ist der Empfangsteil des Gerät mit diskreten Bauteilen aufgebaut und arbeitet analog. Somit ist es kein Problem das Echosignal an geeigneter Stelle abzugreifen und dem PC zuzuführen. Dazu muss natürlich das Gerät geöffnet werden was nicht ganz einfach ist da es wasserdicht verklebt wurde. Aber mit einer feinen Säge und einem Schraubenzieher ist es zu schaffen. Es müssen zwei Signale abgegriffen werden, das Echosignal und das Sendeimpulssignal um eine zeitliche Zuordnung zu ermöglichen.

	Auf der Platine des geöffneten Geräts ist oben der kleine Übertrager der Sendestufe zu finden.Hier ist die geeignete Stelle um mit einer kapazitiven Sonde den Sendeimpuls abzugreifen. Dieser Impuls triggert ein Monoflop welches dann die AD-Wandlung des Echosignals startet. Das Echosignal liegt an Pin 1 des Doppel-OPs LM358 unten rechts an. Das Signal hat einen Pegel von einigen Volt und wird über einen Puffer- und dem AD-Wandler eines Arduino zugeführt. Der Arduino wiederum überträgt die Daten an den Labtop der die Daten anzeigt und speichert.
Das Sonargerät kann auf zwei verschiedenen Frequenzen, 455 und 800 kHz, arbeiten. Der höheren Empfindlichkeit werden die Sidescan Versuche bei 455 kHz durchgeführt. Als Instrumententräger wird ein Towfish verwendet. Ein Towfish ist ein Tauchkörper der hinter einem Boot geschleppt wird. Hier wird ein Alu U-Profil verwendet das mit kleinen Tragflächen ausgestattet ist um stabiles Gleiten unter Wasser zu ermöglichen. An der Unterseite ist der 455 kHz Transducer, zur Seite schauend, angebracht. Ein weiterer 200 kHz Transducer dient als normales Echolot zur Tiefenbestimmung.

Der erste Test wurde am Walchensee unternommen, in der Hoffnung das am Westufer an der Gallerie liegende Autowrack zu zu finden. Das Wrack konnte nicht gefunden werden (zu tief ?) aber immerhin konnte gezeigt werden dass der Fischfinder auch brauchbare Sdescan-Bilder liefern kann.



Die Bilder zeigen Messungen am Westufer des Walchensees. Man sieht das sich mit Felsbrocken bedeckte Bereiche mit glattem, schlammigem Grund abwechseln.

Auffällig ist die Linie in den Sidescanbilder die nach einer Laufzeit von 4,5 ms ( 3,4m) zu sehen ist. Diese Linie stammt von der Reflektion an der Wasseroberfläche, da der Towfisch in einer gewissen Tiefe schwimmt. Die Schwimmtiefe muss natürlich zu der durch die Laufzeit ermittelten Tiefe addiert werden.Die Schwimmtiefe kann bei der niedrigen Geschwindigkeit des Ruderbootes einfach aus der Länge des Schleppseils bestimmt werden, sie betrug 2,6 Meter..