DE10105961A1 - Verfahren zum Messen eines Pegels unter Verwendung von Schall - Google Patents

Verfahren zum Messen eines Pegels unter Verwendung von Schall

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Abstract

Ein Pegelmeßverfahren unter Verwendung von Schall umfaßt die Schritte des Anordnens von N Schallempfängern 5¶1¶, 5¶2¶, 5¶3¶, ...5¶n¶ in einem konstanten Abstand l in Richtung einer Wasseroberfläche entlang des Längsteils einer Wellenleiterröhre, des Oszillierens von Schallimpulsen, um die Anzahl N¶i¶ der Schallempfänger zu ermitteln, und des Berechnens eines Abstands (L¶i¶ = (N¶i¶ - 1) l zwischen einem Schallempfänger 5¶i¶, der zur Wasseroberfläche am nächsten angeordnet ist, und dem ersten Schallempfänger 5¶i¶, der im Ursprungspunkt für die Wasserpegelmessung angeordnet ist, des Messens einer Laufzeit t¶1¶ = DOLLAR I1 die es dauert, bis der Schallimpuls zwischen einem Schallempfänger 5¶i-1¶ und dem Schallempfänger 5¶i¶ fortgeschritten ist, des Messens einer Laufzeit t¶2¶ = DOLLAR I2 vom Empfangsmoment des vorwärts laufenden Schallimpulses, bis die Schallimpulse auf der Wasseroberfläche reflektiert und dann wieder vom Schallempfänger 5¶i¶ empfangen werden, des Berechnens eines Abstands DELTAL zwischen dem Schallempfänger 5¶i¶ und der Wasseroberfläche, des Addierens des Abstands DELTAL zu L¶i¶ und des Erhaltens eines Abstands L¶x¶ = L¶i¶ + DELTAL, um dadurch den Wasserpegel zu messen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Pegelmeßtechnik unter Verwendung von Schall und insbesondere ein Pegelmeßverfahren unter Verwendung von Schall zum Messen eines Wasserpegels mit hoher Genauigkeit unter Verwendung einer Schallwelle in einem Becken, von einem Fluß, Grundwasser oder unterirdischem Wasser usw., von welchen sich der Wasserpegelbereich stark ändert.
Ein Änderungsbereich eines Wasserpegels in einem künstlichen Becken beträgt einige zehn Meter. Es gibt viele Flüsse, die einen Wasserpegel-Änderungsbereich von 10 m aufweisen. Es wird für die Hydrologie-Beobachtung gefordert, daß ein absoluter Fehler einer Wasserpegelmessung unabhängig von einem Wasserpegel- Änderungsbereich unterhalb ±5-10 mm liegt. Ein Ursprungspunkt eines Pegelmessers liegt entsprechend der Montagebedingung des Pegelmessers häufig in einer höheren Position über einer Wasseroberfläche. Selbst wenn der Änderungsbereich des Wasserpegels klein ist, kann der Wassermeßbereich in diesem Fall größer werden. Auf einer Brücke wird der Pegelmesser in Anbetracht der Wartung und des Betriebs des Pegelmessers beispielsweise auf einer Straße oder einem Gehsteig montiert. In diesem Fall beträgt ein Abstand vom Ursprungspunkt des Wasserpegels zu einer Wasseroberfläche normalerweise 10 bis 20 m. Wenn die Wasserpegeländerung im Bereich von ±5 m liegt, wird der Wasserpegel-Meßbereich 10 bis 15 m oder 15 bis 25 m. Im Fall, daß ein Pegelmesser an einem Damm in einem Becken montiert ist, wird ein Wasserpegel-Meßbereich normalerweise 40 bis 80 m. Wenn ferner ein Pegel des Grundwassers gemessen werden soll, wird, selbst wenn sich der Grundwasserpegel nicht in einem hohen Bereich ändert, der Wasserpegel mit Bezug auf einen Ursprungspunkt gemessen, der als Spitze eines Grundwasser-Beobachtungsrohrs festgelegt ist und der sich in unmittelbarer Nähe der Bodenfläche befindet. Ein Fall, in dem der Wasserpegel- Meßbereich größer ist, ist häufig vorgekommen.
Es wurden Schall-Pegelmesser entwickelt, um einen Wasserpegel genau zu messen, wenn der Wasserpegel- Meßbereich groß ist. Ein gewisses typisches Pegelmeßverfahren und eine gewisse typische Pegelmeßvorrichtung unter Verwendung von Schall mit der relativ höheren Genauigkeit sind in den folgenden Patenten offenbart:
US-Patent Nr. 5 842 374, veröffentlicht am 1. Dezember 1998,
Deutsches Patent Nr. 195 11 234, veröffentlicht am 11. September 1997,
Japanisches Patent Nr. 2 756 647, veröffentlicht am 13. März 1998,
Koreanisches Patent Nr. 150714, veröffentlicht am 16. Juni 1998.
Diese Patente besitzen den gemeinsamen Titel Meßverfahren für einen Pegel mit großem Bereich und Vorrichtung dafür.
Ein früher offenbartes herkömmliches Pegelmeßverfahren unter Verwendung von Schall ist in Fig. 1 dargestellt. 1 ist ein Schallgenerator, 2 ist eine Wellenleiterröhre und 5 1, 5 2, 5 3, . . . 5 n, 5 n+1 sind Schallempfänger, die in einem konstanten Intervall ℓ entlang der Wellenleiterröhre 2 angeordnet sind. Die Position des Schallempfängers 5 1 ist ein Ursprungspunkt oder Nullpunkt zum Messen des Wasserpegels. Ein Abstand Lx vom Ursprungspunkt zu einer Wasseroberfläche wird folgendermaßen gemessen: wenn der Schallgenerator 1 Schallimpulse erzeugt, läuft der Schallimpuls in Richtung der Wasseroberfläche oder pflanzt sich zu dieser fort, wird auf der Wasseroberfläche reflektiert und läuft dann nach oben. In dem Moment, in dem die Schallimpulse den Ursprungspunkt erreichen, erzeugt der Schallempfänger 5 1 ein Ausgangssignal. Wenn die Schallimpulse fortschreiten, erzeugt der zur Wasseroberfläche am nächsten gelegene Schallempfänger 5 n ebenso das Ausgangssignal und empfängt auch reflektierte Schallimpulse. Folglich wird der Wasserpegel Lx unter Verwendung von vier so empfangenen Signalen gemessen. Für ein Zeitintervall t1 zwischen den Zeitpunkten, zu denen der Schallempfänger 5 1 den vorwärts laufenden Impuls und den reflektierten Impuls empfängt, gilt folgendes:
Für ein Zeitintervall t2 zwischen den Zeitpunkten, zu denen der Schallempfänger 5 1 bzw. 5 n den vorwärts laufenden Impuls empfängt, gilt folgendes:
Wobei L0 = (n - 1)ℓ ein Abstand ist, der vorher genau gemessen wird, L0 = konst, C1 eine Schallgeschwindigkeit im Intervall Lx ist, C2 eine Schallgeschwindigkeit im Intervall L0 ist und n die Anzahl der Schallempfänger ist.
Für einen zu messenden Wert von Lx in den Ausdrücken (1) und (2) gilt folgendes:
Wobei L0 ein vorher bekannter Wert ist, t1 und t2 gemessen werden und in den Ausdruck (3) eingesetzt werden, und C1 und C2 nicht bekannt sind. Unter der Annahme, daß Lx ungefähr gleich L0 ist und C1 ≈ C2 ist, gilt für L'x folgendes:
Im Fall, daß C1 ≠ C2, Lx ≠ L0, kommt es zu einem Meßfehler von Lx wie folgt:
Wenn Lx gemessen wird, wird angenommen, daß sich jede der Schallgeschwindigkeiten C1 und C2 in den Intervallen Lx und L0 folgendermaßen ändert:
Wobei α ein Temperaturkoeffizient einer Schallgeschwindigkeit in Luft ist, α ≈ 0,6. C0 ist eine Schallgeschwindigkeit, wenn eine Lufttemperatur Null ist.
Um den Fehler δL'x in den vorstehend beschriebenen Patenten zu bewerten unter der Annahme, daß sich die Lufttemperatur in der Wellenleiterröhre vom Ursprungspunkt 0 zur Wasseroberfläche mit einem geraden Gradienten von
ändert, wie in Fig. 2 gezeigt, gilt, wenn C1 und C2 berechnet werden und dann die Ergebnisse in den Fehlerausdruck (5) eingesetzt werden, für den Fehler δL'x folgendes:
Wobei T0 eine Temperatur am Ursprungspunkt ist und TLx eine Temperatur an der Wasseroberfläche ist.
Ein maximaler Fehler δLxmax erscheint, wenn gilt ΔLmax ≈ ℓ.
Für einen absoluten Fehler ΔLxmax gilt folgendes:
Wenn ein zulässiger absoluter Wasserpegel-Meßfehler Δ'L'x gegeben ist, wird ein Abstand ℓ zwischen den Schallempfängern 5 1 und 5 i+1 aus dem Ausdruck (8) erhalten. Unter der Annahme, daß C0 = 331,6 m und α = 0,6 ist, gilt für den Wert von ℓ folgendes:
Wenn man bedenkt, daß T0 = 40°C, TLx = 25°C im Sommer und T0 = 0°C, TLx = 15°C im Winter ist, gilt, damit ΔLx = 0,01 m (1 cm) ist, für ℓ folgendes:
ℓ = 0,78 m im Sommer,
ℓ = 0,74 m im Winter.
Wenn sichergestellt ist, daß der Abstand ℓ zwischen den Schallempfängern kleiner wird, wird der absolute Wasserpegel-Meßfehler immer kleiner. Daher weist das herkömmliche Pegelmeßverfahren unter Verwendung von Schall insofern bedeutende Vorteile auf, daß der absolute Wasserpegelfehler ΔL'x über einen vollen Bereich zum Messen des Wasserpegels unabhängig vom Wasserpegel-Meßbereich gleich ist, und sichergestellt werden kann, daß er kleiner ist.
Das Pegelmeßverfahren unter Verwendung von Schall weist einen weiteren Vorteil wie folgt auf: es spart Montagekosten, wobei die Wellenleiterröhre im Gegensatz zu anderen Schall-Pegelmessern entlang einer Gefällefläche eines Flußufers und eines Beckenufers montiert werden kann. In diesem Fall ist eine Länge der Wellenleiterröhre die Multiplikation eines Werts Lx, der durch den Schall- Pegelmesser gemessen wird, und sin45°, und ein Wasserpegel- Änderungsbereich eines Beckens ist 50 m, die Länge der Wellenleiterröhre muß über 70,7 m = 50 m/sin45° betragen.
Aber das herkömmliche Pegelmeßverfahren unter Verwendung von Schall weist die folgenden Probleme auf: im Fall, daß sich T0 und TLx im Ausdruck (9) häufig ändern und der zulässige absolute Fehler Δ'L'x = ±0,001 m ist, muß ℓ = 0,74-0,78 m sichergestellt werden. Wenn es erforderlich ist, den Wasserpegel eines Beckens genauer zu messen, muß ℓ = 0,37-0,39 m sichergestellt werden, so daß Δ'L'x = ±0,0005 m beträgt. Wenn der maximale Wasserpegel-Meßbereich 70 m beträgt, gilt für die Anzahl der Schallempfänger in diesem Fall folgendes:
Selbst wenn Δ'L'x = ±0,01 m sichergestellt ist, ist n ≈ 85 erforderlich. Falls eine große Anzahl der Schallempfänger entlang des Längsteils der Wellenleiterröhre montiert werden, wird eine Wasserpegel-Meßvorrichtung komplex und auch die Ausfallmöglichkeit der Schallempfänger kann erhöht werden. Ferner kommt ein weiteres Problem wie folgt vor: ein Zeitintervall t1 = 2Lx/C1 zwischen einer vorwärts laufenden Welle und einer reflektierten Welle muß gemessen werden [siehe Ausdruck (1)]. Wenn Lx länger wird, wird der Schallimpuls während des Durchlaufs durch die Strecke 2Lx stark abgeschwächt. Deshalb sollte ein relativ stärkerer Schallimpuls ausgesandt werden, so daß eine Nachhallzeit länger wird, wodurch ein Rauschpegel verstärkt wird. Um diese Phänomene zu verhindern, sollte die Intensität des Schallimpulses auf der Basis der Änderung des Meßwerts Lx eingestellt werden, aber dies verursacht, daß ein Pegelmesser komplex wird.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Pegelmeßverfahrens unter Verwendung von Schall zum Vergrößern eines Wasserpegel-Meßbereichs auf ungefähr zweimal der Länge des Standes der Technik, wobei, selbst wenn ein Abstand ℓ zwischen Schallempfängern als weitaus länger als jener im Stand der Technik gewählt wird, ein Wasserpegel-Meßfehler nicht erhöht wird, und das Empfangen des Schallimpulses, der auf einer Wasseroberfläche reflektiert wird und dann zu einem Ursprungspunkt zurückkehrt, nicht erforderlich ist.
Gemäß der Erfindung umfaßt ein Pegelmeßverfahren unter Verwendung von Schall die Schritte des Anordnens von N Schallempfängern 5 1, 5 2, 5 3, . . . 5 n in einem konstanten Abstand ℓ in Richtung einer Wasseroberfläche entlang des Längsteils einer Wellenleiterröhre, des Oszillierens von Schallimpulsen, um die Anzahl Ni der Schallempfänger zu ermitteln, und des Berechnens eines Abstands Li = (Ni - 1) ℓ zwischen einem Schallempfänger 5 i, der zur Wasseroberfläche am nächsten angeordnet ist, und dem ersten Schallempfänger 5 1, der im Ursprungspunkt für die Wasserpegelmessung angeordnet ist, des Messens einer Laufzeit t1 = ℓ/C die es dauert, bis der Schallimpuls zwischen einem Schallempfänger 5 i-1 und dem Schallempfänger 5 i fortgeschritten ist, des Messens einer Laufzeit
vom Empfangsmoment des vorwärts laufenden Schallimpulses, bis die Schallimpulse auf der Wasseroberfläche reflektiert und dann wieder vom Schallempfänger 5 i empfangen werden, des Berechnens eines Abstands ΔL zwischen dem Schallempfänger 5 i und der Wasseroberfläche, des Addierens des Abstands ΔL zu Li und des Erhaltens eines Abstands Lx = Li + ΔL, um dadurch den Wasserpegel zu messen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht, die das Schall-Pegelmeßprinzip gemäß dem Stand der Technik darstellt;
Fig. 2 eine Ansicht, die die Lufttemperaturverteilung in einer Wellenleiterröhre eines Schall-Pegelmessers darstellt;
Fig. 3 eine Ansicht, die das Schall-Pegelmeßprinzip gemäß der Erfindung darstellt;
Fig. 4(a) und 4(b) Ansichten, die eine Wellenform und eine Zeitfolge unter Schallempfängern gemäß der Erfindung darstellen; und
Fig. 5 eine Ansicht, die die Lufttemperaturverteilung in einer Wellenleiterröhre eines erfindungsgemäßen Schall-Pegelmessers darstellt.
Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf Fig. 3 und 4 erläutert. Eine Wellenleiterröhre 2 ist für den Zweck, daß die Erfindung leicht verstanden wird, in einer horizontalen Lage gezeichnet. Wenn ein Schallgenerator 1 Schallimpulse erzeugt, laufen die Schallimpulse entlang einer Wellenleiterröhre 2 in Richtung der Wasseroberfläche. Schallempfänger 5 1, 5 2, 5 3, . . . 5 i, an denen die Schallimpulse vorbeigelaufen sind, geben der Reihe nach ein Signal aus, das den Empfang des Schallimpulses darstellt. Folglich wird die Anzahl der Schallempfänger, die den Schallimpuls empfangen, festgestellt. Ein Abstand Li vom Schallempfänger 5 1 zu 5 i wird folgendermaßen berechnet:
Li = (Ni - 1) ℓ (10)
Wenn der Abstand Li vom Schallempfänger 5 1 zu 5 i vorher gemessen und in einem Speicher eines Systems gespeichert wurde, ist die Berechnung des Abstandes L1 mit dem Ausdruck (10) auch nicht erforderlich. Mit anderen Worten, ein Abstand L2 vom Schallempfänger 5 1 zu 5 2, ein Abstand L3 vom Schallempfänger 5 1 zu 5 3 . . . ein Abstand Li-1 usw. werden vorher gemessen, um in einem Arithmetik-Logik- Verarbeitungssystem für den Pegel gespeichert zu werden. Es ist bevorzugt, daß ℓ = konst. in einem Pegelberechnungssystem gespeichert wird. Ein zu messender Abstand Lx wird durch Messen eines Abstands ΔL von der Position des Schallempfängers 5 i zu einer Wasseroberfläche und Addieren desselben zu einem Abstand Li erhalten, was folgendermaßen dargestellt wird:
Lx = Li + ΔL (11)
Ein Meßverfahren wird nachstehend mit Bezug auf Fig. 4 erläutert. Wie in Fig. 4(a) gezeigt, erzeugen die Schallempfänger 5 1, 5 2, 5 3, . . . 5 i die Ausgangssignale auf den Empfang der vorwärts laufenden Impulse hin. Anschließend erzeugt der Schallempfänger 5 i wieder das Ausgangssignal, das den Empfang des auf der Wasseroberfläche reflektierten Schallimpulses darstellt.
Und die Ausgangssignale werden der Reihe nach an eine Nulldurchgangs-Erkennungsschaltung und eine Wellenform- Formungsschaltung angelegt, so daß Rechteckimpulse (1), (2), (3) der Reihe nach erzeugt werden, wie in Fig. 4(b) gezeigt. Zu diesem Zeitpunkt gilt für die Zeitintervalle t1 zwischen den Impulsen (1) und (2) und t2 zwischen den Impulsen (2) und (3) folgendes:
Das t1 des Ausdrucks (12) kann auch derart gemessen werden, daß eine Zeit t1,4, die es dauert, bis ein Schallempfänger 5 i-1 den vorwärts laufenden Impuls und dann den auf der Wasseroberfläche reflektierten Impuls empfängt, gemessen wird und die Zeit t2 von dieser subtrahiert wird (siehe Fig. 4(b)), was folgendermaßen dargestellt wird:
Ein unbekannter Wert ΔL in den Ausdrücken (12) und (13) wird folgendermaßen berechnet:
Andererseits wird ΔL unter Verwendung der Ausdrücke (14) und (12) wie folgt berechnet:
Hierin gilt für die Differenz zwischen den Ausdrücken (15) und (16) folgendes: wenn ΔL gemäß dem Ausdruck (16) gemessen wird, weist es insofern einen Vorteil auf, daß dank eines Terms Δt = t1,4 - t2 die festen Meßfehler der Laufzeiten t1,4 und t2 sich gegenseitig aufheben, aber ein Zufallsfehler des Ausdrucks (16) ist gleich δt1,4 + 2δt2. Wenn der feste Fehler der Laufzeitmessung so klein ist, daß er ignoriert werden kann, ist es folglich eine bessere exakte Angelegenheit, ΔL auf der Basis des Ausdrucks (15) zu messen. Unter der Bedingung, daß die Schallgeschwindigkeiten CΔ L und Cℓ unbekannt sind, wird unter der Annahme, daß CΔ L = Cℓ, ΔL' folgendermaßen gemessen:
Wenn der Fehler der Laufzeitmessung ignoriert wird, gilt folglich für den Fehler δΔ L' folgendes:
Der Fehler ΔL', der durch das vorstehend beschriebene Verfahren gemessen wird, wird unter der Bedingung, die gleich jener zum Auswerten eines Fehlers gemäß dem Stand der Technik ist, mit Bezug auf Fig. 5 wie folgt dargestellt:
Fig. 5 zeigt die Änderung der Lufttemperaturverteilung entlang der Länge in einer Wellenleiterröhre 1. Für eine Temperatur Tℓ an einem Punkt, an dem ein Schallempfänger 5 i-1 angeordnet ist, und eine Temperatur TΔ L an einem Punkt, an dem ein Schallempfänger 5 i angeordnet ist, gilt folgendes: eine Temperatur an einem Ursprungspunkt, an dem ein Schallempfänger 5 1 angeordnet ist, wird als T0 dargestellt, und eine Temperatur an einer Wasseroberfläche ist Tw.
Wobei ΔT = T0 - Tw eine Temperaturdifferenz zwischen einem oberen Teil und einer Wasseroberfläche in der Wellenleiterröhre ist.
Eine mittlere Temperatur Tℓ im Intervall ℓ und eine mittlere Temperatur TΔ L im Intervall ΔL sind wie folgt:
Einsetzen der Ausdrücke (a) und (b) in den Schallgeschwindigkeitsausdruck (6) ergibt folgendes:
Wenn man bedenkt, daß
ist, wird ein Verhältnis von
wie folgt erhalten:
Wobei, da ein Term
ignoriert wird, δΔ L' mit einem größeren Wert dargestellt wird.
Für den absoluten Meßfehler ΔΔ L von ΔL gilt folgendes:
Wenn ΔL ≈ 1, wird ΔΔ L maximal.
Für einen absoluten Gesamtfehler von Lx gemäß der Pegelmessung gilt folgendes:
ΔLx = ΔLi + ΔΔ L (23)
Und für einen relativen Fehler δLx gilt folgendes:
Der Abstand Li von dem Ursprungspunkt der Pegelmessung zur Position des Schallempfängers 5 i ist eine Konstante, die durch eine präzise Abstandsmeßvorrichtung exakt gemessen wird und dann im Pegelberechnungssystem gespeichert wird. Deshalb kann sichergestellt werden, daß sein Fehler ΔLi und δLi klein genug wird, um vernachlässigt zu werden. In Anbetracht der zulässigen absoluten Pegelmeßfehler wie ΔΔ L und ΔΔ Lmax wird ein erforderlicher Wert ℓ wie folgt erhalten:
Andererseits wird unter der Bedingung des Standes der Technik ℓ wie folgt erhalten; unter der Annahme, daß Lx = 70 m, T0 = 40°, Tw = 25° und ΔΔ L = 0,005 m (5 mm), werden die Werte in den Ausdruck (25) wie folgt eingesetzt:
Damit muß der Stand der Technik sicherstellen, daß ℓ = 0,37 ist. Im Gegenteil wird gemäß der Erfindung ℓ 5 m/0,37 = 13,5fach gegenüber der Länge des Standes der Technik verlängert. Daher ist die Anzahl der in der Wellenleiterröhre mit einer Länge von Lx = 70 m zu montierenden Schallempfänger 14, was gleich 70/5 ist. Gemäß dem Stand der Technik waren N = 190 Schallempfänger erforderlich. Hierbei wird angemerkt, daß, wenn der Pegelmeßbereich Lx in den Ausdrücken (21) und (22) größer wird, der Meßfehler von ΔL verringert wird.
Daher weist die Erfindung die folgenden speziellen Merkmale auf: im Gegensatz zum Stand der Technik muß der Schallempfänger 5 1 nicht einen Schallimpuls empfangen, der auf der Wasseroberfläche reflektiert wird und zum Ursprungspunkt zurückkehrt. Wenn ein Schallgenerator, der derselbe ist wie jener des Standes der Technik, verwendet wird, wird folglich der Meßbereich auf ungefähr zweimal die Länge eines herkömmlichen Verfahrens vergrößert.
Folglich stellt die Erfindung die Genauigkeit der Pegelmessung im Vergleich zum herkömmlichen Pegelmeßverfahren unter Verwendung von Schall sicher, senkt die Anzahl der Schallempfänger über zehnmal und vergrößert den Meßbereich über zweimal.

Claims (2)

1. Pegelmeßverfahren unter Verwendung von Schall mit den Schritten des Anordnens von N Schallempfängern 5 1, 5 2, 5 3, . . . 5 n in einem konstanten Abstand ℓ in Richtung einer Wasseroberfläche entlang des Längsteils einer Wellenleiterröhre, des Festlegens einer Position eines ersten Schallempfängers als Ursprungspunkt der Wasserpegelmessung und des Aussendens von Schallimpulsen vom oberen Teil einer Wellenleiterröhre, um, einen Abstand Lx vom Ursprungspunkt zur Wasseroberfläche zu messen, umfassend die Schritte:
Messen einer Laufzeit t1, die der Durchlauf von vorwärts laufenden Schallimpulsen zwischen zwei zur Wasseroberfläche am nächsten liegenden Schallempfängern dauert;
Messen einer Laufzeit t2 vom Empfangsmoment des vorwärts laufenden Impulses, bis der Schallimpuls auf der Wasseroberfläche reflektiert wird und wieder vom zur Wasseroberfläche am nächsten liegenden Schallempfänger empfangen wird;
Berechnen eines Abstands ΔL zwischen dem zur Wasseroberfläche am nächsten liegenden Schallempfänger und der Wasseroberfläche durch den folgenden Ausdruck:
Berechnen eines Abstands Li vom Ursprungspunkt bis zum Schallempfänger, der am nächsten zur Wasseroberfläche angeordnet ist, durch den folgenden Ausdruck:
Li = (Ni - 1) ℓ und
Addieren des Abstands ΔL zum Abstand Li, um dadurch Lx zu berechnen,
wobei Ni die Anzahl der Schallempfänger, einschließlich des Schallempfängers am Ursprungspunkt bis zum zur Wasseroberfläche am nächsten liegenden Schallempfänger, ist, und ℓ ein Abstand zwischen den Schallempfängern ist.
2. Pegelmeßverfahren unter Verwendung von Schall nach Anspruch 1, wobei:
der Abstand ℓ zwischen den Schallempfängern auf der Basis des folgenden Ausdrucks ausgewählt wird:
wobei ΔΔ L ein zulässiger absoluter Meßfehler von ΔL ist, Lx ein maximaler Pegelmeßbereich ist und T0 und Tw erwartete Temperaturen in °C am oberen Teil der Wellenleiterröhre und nahe der Wasseroberfläche der Wellenleiterröhre sind.
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