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Ein Echolot dient zur Messung der Wassertiefe unter einem Schiff. Es sendet von einem Ultraschall-Sendeschwinger, der am Schiffsboden eingebaut ist, Ultraschallimpulse in Richtung zum Gewässerboden aus. Diese werden dort reflektiert und von einem Ultraschall-Empfangsschwinger, der am Schiffsboden eingebaut ist, als Echos empfangen und einer Zeitmeßeinrichtung zugeführt, die die Laufzeit der Schallimpulse von der Aussendung bis zum Empfang als Echos bestimmt. Als Ultraschall-Sende- und -Empfangsschwinger kann unter Beachtung bestimmter Bedingungen und Einschränkungen derselbe Ultraschallschwinger verwendet werden.
Es ist bekannt, daß sich Schall- und Ultraschallwellen im Salzwasser mit einer Geschwindigkeit von ca 1500 m/s fortpflanzen. Diese Tatsache wird bei der Gestaltung
der Ableseskalen berücksichtigt, wobei noch zu beachten ist, daß die Schallimpulse
auf ihrem Weg Sendeschwinger - Meeresboden - Empfangsschwinger die
Strecke der Wassertiefe zweimal durchlaufen.
Auf diese Weise sind die Ableseskalen zur direkten Ablesung der Wassertiefe in
"Metern" kalibriert, obwohl das Echolot in Wahrheit nur die Laufzeit der Ultraschallimpulse
messen kann.
Die Fortpflanzungsgeschwindigkeit für Schall- und Ultraschallwellen im Wasser ist nicht konstant. Sie ist im wesentlichen von dem Salzgehalt und der Temperatur des Wassers abhängig. In der Praxis sind diese Unterschiede geringer als der für Flachwasserecholote zugelassene Fehlerbereich. Deshalb wurde international festgelegt, daß Flachwasserecholote immer konstant für die Schallgeschwindigkeit 1500 m/s kalibriert sein müssen.
Allgemein besteht ein Echolot aus einer Laufzeitmeßeinrichtung, die zum Zeitpunkt "null" gestartet wird und einen Triggerimpuls an den Impulsgenerator leitet, der einen Hochfrequenzimpuls erzeugt und dadurch über den Sendeschwinger am Schiffsboden einen Ultraschallimpuls in Richtung zum Meeresboden aussendet. Dieser Ultraschallimpuls wird am Meeresboden reflektiert und kommt als Echo zum Empfangsschwinger am Schiffsboden zurück. Der Empfangsschwinger wandelt den Ultraschallimpuls in einen dem Echo entsprechenden Hochfrequenzimpuls um und gibt diesen an den Empfangsverstärker weiter, der dadurch nach entsprechender Verstärkung die Laufzeitmeßeinrichtung stoppt bzw aktiviert, je nach Meßverfahren.
CTH−Hydrograph ist eine Abkürzung für Echograph mit Computerkomponenten und Thermodrucker für die Hydrographie (= Gewässervermessung). Mit Einführung der Computertechnik Ende der 1980er Jahre ging die Entwicklung der Aufzeichnungsmöglichkeiten von Echogrammen weiter. Der CTH−Hydrograph kam als Echograph zum Einsatz, der die Registrierung der Wassertiefen auf thermosensitivem Papier durchführte. Das hatte mehrere Vorteile: Zum einen wurde Thermodruck-Papier für Fax-Geräte produziert und war somit in jedem Papierhandel und außerdem günstiger zu erwerben. Zum anderen ist es im Büro sauberer auswertbar als elektrosensitives Registrierpapier. Es hat jedoch den entscheidenden Nachteil, daß die Registrierung nicht langzeitstabil ist. Die Registrierungen können durch Klimaeinflüsse oder ungeeignete Aufbewahrung nach etwa 0,5 bis 10 Jahren unsichtbar werden. Dadurch sind leider bis heute sehr viele interessante Echogramme verloren gegangen.
Das Registrierverfahren ist eine Mischung aus dem Prinzip des Echographen und dem der Fax-Geräte. Wie beim Echographen erfolgt der Papiertransport von rechts nach links und seine Geschwindigkeit ist je nach gewähltem Maßstab einstellbar. Die Registrierung wird wie beim Fax-Gerät durch einen Thermo-Druck-Kopf erzeugt, der mit 8 Thermo-dots pro mm versehen ist. Während einer Lotperiode werden diese Thermo-dots von einem Micro-Controler der Reihe nach angewählt, und es wird geprüft, ob in diesem Moment ein Echo eingetroffen ist. Wenn ja, wird der Thermo-dot erhitzt und das Registrierpapier an diesem Punkt geschwärzt.
Durch die beinhalteten Computer-Interfaces gab es wesentlich mehr Möglichkeiten, Daten anderer Sensoren in die Echogramme einzubinden. So konnten die gemessenen Wassertiefen gekoppelt mit Uhrzeit, GPS, Heave, Kompass, Marken etc. über eine Schnittstelle an ein nachgeschaltetes Vermessungssystem ausgegeben werden, das daraus dann die Seekarten erstellte.
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