DD143109A1

DD143109A1 - Verfahren zur automatischen fehlerkompensation bei akustischen messstrecken

Info

Publication number: DD143109A1
Application number: DD21231079A
Authority: DD
Inventors: Johann Gaetke; Axel Rennau; Thomas Scheffler
Original assignee: Johann Gaetke; Axel Rennau; Thomas Scheffler
Priority date: 1979-04-19
Filing date: 1979-04-19
Publication date: 1980-07-30

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der UltraschallMeßtechnik, vorrangig der Strömungs« und Durchflußmeßtechnik nach dem zeitparallelen Sing-around-Verfahren. Ziel der Erfindung ist die Verbesserung der Meßgenauigkeit. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den durch unterschiedliche Parameter beider Sing-aroundKreise hervorgerufenen Gesamtfehler zu ermitteln und das dazugehörige Meßergebnis automatisch damit zu korrigieren. Mittel dazu sind Richtungsumschaltung der Sing-around-Kreise, vertauschen der Sing-around-Kreis-Ausgänge bzw. Sählrichtungsumschaitung von Vorwärts-Rückwärts-Zählern. ~ Figur -

Description

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Verfahren zur automatischen Fehlerkompensation bei akustischen Meßstrecken

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Ultraschall-Meßtechnik, vorrangig der Strömungs- und Durchflußmeßtechnik nach dem zeitparallelen Sing-around-Verfahren.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannte akustische Meßstrecken nach dem zeitparallelen Singaround-Verfahren arbeiten mit zwei Sing-around-Kreisen, deren Ultraschallsignale das Medium in verschiedenen Richtungen durchlaufen. Die Differenz der Signalumlauffrequenzen beider Kreise enthält die Meßgröße (DE-OS Kl. GO 1 P 1/00, US-PS Kl. GO 1 P 5/00).

Es sind verschiedene Verfahren zur Eichung, zum Totzeitabgleich und zur Fehlerkompensation derartiger Meßstrecken be-•"kannt, deren Prinzip darin besteht, die elektrischen und/oder mechanischen Parameter beider Kreise so einzustellen, daß die Daten entweder gleich sind oder sich ihr Einfluß kompensiert. (Knapp, C. Geschwindigkeits- und Mengenmessung strömender Flüssigkeiten mittels Ultraschall, Dissertation, ETH Zürich 1958· Kitz, J.: Ultrasomic Flowmeter, Instruments and Automation, Vol. 28, November 1955).

Diese Verfahren haben den Nachteil, daß bei Änderung der Streckenparameter und Kreisdaten jeweils neue Sich-, Abgleichoder Kommensationsmaßnahmen erforderlich werden. Ein anderes

bekanntes Verfahren, bei dem. durch eine gleichsinnige Messung eine Information über den Nullpunktfehler gewonnen wird (US-PS 3282101 CL 73-1W hat den Nachteil eines relativ hohen Aufwandes und einer komplizierten Verarbeitung der gev/cnnenen Information.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist die Erhöhung der Meßgenauigkeit.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den durch unterschiedliche Parameter beider Sing-around-Kreise hervorgerufenen Gesamtfehler zu ermitteln und das dazugehörige Meßergebnis automatisch damit zu korrigieren.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß durch eine Messung, bei der beide Sing-around-Kreise in gleicher Richtung arbeiten, der Nullpunktfehler durch Zählen der Singaround-Umläufe beider Kreise als Zählerstandsdifferenz ermittelt wird und nach Richtungsumschaltung eines Kreises ausgehend von dieser Zählerstandsdifferenz weiter die Umläufe gezählt v/erden, wodurch man als neue Zählerstandsdifferenz das eigentliche, vom Nullpunktfehler unabhängige Meßergebnis erhält.

Au sführuna, sb e i sp i el

Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen: pig. 1 (Beispiel 1): Akustischer Strömungsmesser mit elektronischem Umschalter und Vorwärtszähler

Fig. 2 (Beispiel 2): Akustische Strömungsmesser mit Vorwärts-

Rückwärts-Zähler

In unseren Beispielen wird angenommen, daß der Nullpunktfehler vor der eigentlichen strömungsmessung ermittelt wird, obwohl die Reihenfolge ohne Änderung des Ergebnisses auch umgekehrt sein kann.

Sing-around-Kreis 1 und Sing-around-Kreis 2 arbeiten zuerst in gleicher Richtung und der elektronische Umschalter 3 verbindet

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Sing-around-Kreis 1 mit dem Zähler 5 und Sing-around-Kreis 2 mit dem Zähler 4-. Die Zähler zählen die Sing-around-Umläufe des jeweils angeschlossenen Sing-around-Kreises. Nach einer bestimmten Zeit t_w schaltet der elektronische Umschalter 3 ura und vertauscht die Ausgänge der Sing-around-Kreise. Die Zählerstandsdifferenz zum ümschaltzeitpunkt, die jedoch nicht direkt ermittelt zu werden braucht, stellt den Nullpunktfehler dar. Gleichzeitig mit dem elektronischen Umschalter 3 wird auch die Arbeitsrichtung von Sing-around-Kreis 2 umgeschaltet und nun erfolgt die eigentliche Strömungsmessung. Die Zähler 4- und Zähler 5 zählen, ausgehend von den zum Umschaltzeitpunkt bestehenden Zählerständen, weiter, während einer Zeit t_ß = t^ die Sing-around-Umläufe der nun vertauschten Sing-around-Kreise.

Ohne die zum Umschaltzeitpunkt bestehende Zählerstandsdifferenz v/äre die neue Zählerstandsdifferenz mit dem Nullpunktfehler behaftet. Durch das Umschalten des elektronischen Umschalters 3 wurde jedoch der während der gesamten Meßzeit t_s + tvr als konstant "angenommene Nullpunkt fehl er eliminiert und das korrigierte Ergebnis kann am Ausgang des Subtrahierers 6 entnommen werden.

In Fig. 2 werden statt elektronischem Umschalter 3t Zähler 4 und Zähler 5 aus Fig. 1 die umschaltbaren Vorwärts-Rückwärts-Zähler 7 und Vorwärts-Rückwärts-Zähler 8 verwendet_s die den gleichen Zweck erfüllen. Die Funktion des elektronischen Umschalters 3 wird jetzt durch die Umschaltung der Zählrichtung der beiden Vorwärts-Rückwärts-Zähler mit übernommen. Zur Verkürzung der Gesamtmeßzeit können noch Frequenzvervielfacher zwischen die Sing-around-Kreise und Zähler geschaltet v/erden.

Bei Messungen von Strömungsgeschwindigkeiten, die einige Male größer als der zu erwartende Nullpunktfehler sind, kann die Ermittlung des Nullpunktfehlers unter Umständen in einer kürzeren Zeit mit geringer Genauigkeit erfolgen. Ein günstigeres Verhältnis der Zeiten zur eigentlichen Strömungsmessung und zur Ermittlung des Nullpunktfehlers t /t kann durch Einschalten eines zusätzlichen Frequenzverviel-

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fachers während der Zeit t„ oder durch Verschieben der Zählergebnisse in den Zählern nach t,, erreicht werden. Die Zeit zur Ermittlung des Nullpunktfehlers kann dann entsprechend dem zusätzlichen Vervielfachungsfaktor bzw. der Anzahl der verschobenen Stellen kurzer gewählt werden als t_e

Claims

Erfindung s anspruch

Verfahren zur automatischen Fehlerkompensation bei akustischen Meßstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß während einer Teilmessung die Sing-around-Ualäufe beider Sing-around-Kreise gezählt werden und nach Umschalten der Arbeitsrichtung eines Kreises während einer zweiten Teilmessung mit den gleichen, jedoch vertauschten Vorwärt szä-hlern oder mit den gleichen zählrichtungsumgeschalteten Vorwärts-Rückwärts-Zählern durch Weitei zählen der Sing-around-Umlaufe das Meßergebnis als Zählerstands differenz ermittelt wird.

ISelta Zeichnungen

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