DE10112583C2 - Verfahren zur Temperaturkompensation sowie Vorrichtung zum Messen der spezifischen Dichte - Google Patents
Verfahren zur Temperaturkompensation sowie Vorrichtung zum Messen der spezifischen DichteInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Temperaturkompen
sation bei einem Ultraschalldichtesensor nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zum Messen der spezi
fischen Dichte eines gasförmigen oder flüssigen Mediums nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 4.
Aus der DE 195 35 848 C1 ist eine Vorrichtung zur Messung der
akustischen Impedanz von flüssigen Medien mit einer mehr
schichtigen Schallwandleranordnung bekannt. Von einem Schall
wandler wird gleichzeitig jeweils ein Schallimpuls in einen
ersten und einen zweiten akustischen Vorlaufkörper einge
strahlt. Die an einer Grenzschicht zwischen dem ersten Vor
laufkörper und einem zu untersuchenden Medium reflektierten
Schallwellen werden ebenso wie die an einer Grenzschicht
zwischen dem zweiten Vorlaufkörper und einem Referenzmedium
reflektierten Schallwellen durch den Schallwandler empfangen
und in einer Auswerteeinrichtung ausgewertet. Aus dem Ver
hältnis der Amplituden der beiden empfangenen Schallimpulse
kann auf die akustische Impedanz des Messmediums oder - bei
zusätzlicher Messung der Schallgeschwindigkeit im Messmedium
- auf dessen spezifische Dichte geschlossen werden. Die bei
den akustischen Vorlaufkörper haben im Wesentlichen eine
zylinderförmige Gestalt. Ein scheibenförmiger Schallwandler
gleichen Durchmessers ist zwischen den beiden Grundflächen
der zylinderförmigen Vorlaufkörper angeordnet. Bei einer
Anwendung einer derartigen Schallwandleranordnung in einer
prozesstechnischen Anlage muss mit Temperaturänderungen des
Messmediums und der Umgebung gerechnet werden. Das hat zur
Folge, dass sich die Parameter der Schallausbreitung in den
Vorlaufkörpern verändern. Davon betroffen sind auch die
Amplituden der beiden Empfangssignale, so dass durch Tempe
raturschwankungen ein Messfehler entsteht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur
Temperaturkompensation bei einem Ultraschalldichtesensor
sowie eine Vorrichtung zum Messen der spezifischen Dichte
eines gasförmigen oder flüssigen Mediums zu finden, bei
welchen die Einflüsse der Temperatur auf das Messergebnis
weitgehend kompensiert werden und die sich somit durch eine
verbesserte Messgenauigkeit auszeichnen.
Zur Lösung dieser Aufgabe weist das neue Verfahren der ein
gangs genannten Art die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs
1 bzw. die neue Vorrichtung die im kennzeichnenden Teil des
Anspruchs 4 genannten Merkmale auf. In den abhängigen An
sprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen beschrieben.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass für die Temperaturkom
pensation keinerlei zusätzliche Hardware erforderlich ist,
wenn die Messung der Laufzeit und die Auswertung des Emp
fangssignals durch einen Mikroprozessor erfolgen. Bei einer
mikroprozessorgesteuerten Vorrichtung zum Messen der spezi
fischen Dichte genügen die ohnehin vorhandenen Bauteile.
Lediglich das Auswerteprogramm des Mikroprozessors muss in
geeigneter Weise zur Kompensation der Temperatureinflüsse
programmiert werden.
Eine Verwendung eines zusätzlichen Temperatursensors und eine
Vornahme einer Korrektur der Amplituden entsprechend ihrer
vorher bestimmten Abhängigkeit von der Temperatur hätte den
Nachteil, dass ein zusätzlicher Temperatursensor erforderlich
wäre und die Temperaturmessung nur am jeweiligen Einbauort
des Temperatursensors erfolgen würde. Wenn sich bei einer
Temperaturänderung die Wärmefront langsam vom flüssigen Mess
medium her durch die Vorlaufkörper des Ultraschalldichtesen
sors ausbreitet, wäre diese Art der Temperaturmessung nicht
repräsentativ für die thermischen Verhältnisse entlang der
Schallpfade. Durch die Erfindung wird dagegen in vorteilhaf
ter Weise der Effekt ausgenutzt, dass nicht nur die Amplitude
der reflektierten Schallsignale aufgrund der Absorption sondern
auch die Laufzeit der Schallsignale wegen der Tempe
raturabhängigkeit der Schallgeschwindigkeit von den jeweils
entlang des Schallpfades herrschenden Temperaturbedingungen
beeinflusst wird. Damit liefert die Laufzeit des Schallsig
nals eine integrale Information über die Temperatur, die
entlang des Schallpfades herrscht. Da das Schallsignal bei
der Laufzeitmessung und der Amplitudenmessung denselben Weg
im jeweiligen Vorlaufkörper durchläuft, wirken sich die
jeweils herrschenden Temperaturverhältnisse gleichermaßen auf
die gemessene Laufzeit wie auf die gemessene Amplitude aus.
Daraus ergibt sich der Vorteil, dass die neue Art der Tempe
raturkompensation anhand einer Laufzeitmessung insbesondere
bei einer Dichtemessung an Medien mit schnellen Temperaturän
derungen erheblich genauere Messergebnisse liefert.
Eine Kompensation des Temperaturverhaltens der Vorlaufkörper
ist erforderlich, da sich eine unterschiedliche Absorption
aufgrund der verschiedenen Längen der Vorlaufkörper nicht bei
der Quotientenbildung kompensiert. Dagegen wird das Tempera
turverhalten der Piezokeramik das Messergebnis nahezu nicht
beeinflussen, da es sich gleichermaßen auf die beiden Ampli
tuden der reflektierten Schallsignale auswirkt und somit sein
Einfluss durch die Quotientenbildung wegfällt.
Wenn nicht nur in dem einen sondern in allen beiden Vorlauf
körpern die temperaturbedingte Veränderung der Laufzeit des
Schallsignals ermittelt und in die Berechnung des Ergebnisses
der Dichtemessung einbezogen wird, so hat dies den Vorteil,
dass bei der Kompensation der Temperatureinflüsse auch der
Fall erfasst wird, dass die Temperaturen der beiden Vor
laufkörper stark voneinander abweichen.
Anhand der Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung dargestellt ist, werden im Folgenden die Erfindung
sowie Ausgestaltungen und Vorteile näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 Eine Prinzipdarstellung eines Ultraschall-Dichte
messumformers und
Fig. 2 Ein Temperaturdiagramm der relativen Änderungen der
Amplituden der an der ersten bzw. an der zweiten
Grenzfläche reflektierten Schallsignale und der
Schallgeschwindigkeit für Zerodur.
Gemäß Fig. 1 befindet sich ein scheibenförmiger Schallwand
ler 1, der aus einer Piezokeramik besteht, auf deren Grund
flächen zwei Elektroden 2 und 3 angeordnet sind, zwischen ei
nem ersten Vorlaufkörper 4 und einem zweiten Vorlaufkörper 5.
Die beiden Vorlaufkörper 4 und 5 bestehen aus Zerodur, sind
zylinderförmig und mit ihren Grundflächen, welche die aufge
dampften Metallelektroden 2 bzw. 3 tragen, durch einen Epo
xydharzkleber fest mit den beiden Grundflächen eines hohlzy
linderförmigen Rings 6 verklebt, welcher den Schallwandler 1
formschlüssig umgibt und mit dessen Mantelfläche ebenfalls
verklebt ist. Eine von dem Schallwandler 1 abgewandte Grund
fläche des Vorlaufkörpers 4 bildet eine erste Grenzfläche 7
zu einem zu messenden Medium 8, an welcher ein von dem
Schallwandler 1 ausgesendeter Schallimpuls in Abhängigkeit
der akustischen Impedanzen des ersten Vorlaufkörpers 4 und
des Messmediums 8 reflektiert wird. Eine zweite Grenzfläche 9
wird durch die von dem Schallwandler 1 abgewandte Grundfläche
des zweiten Vorlaufkörpers 5 und ein Referenzmedium 10 gebil
det. In diesem Ausführungsbeispiel dient als Referenzmedium
10 die Umgebungsluft. Ein das Messmedium 8 umschließender
Raum wird von einer Wand 11 begrenzt, an welcher ein zusätz
licher, in der Figur nicht dargestellter Schallwandler als
weiterer Empfänger angeordnet werden kann. An die Elektroden
2 und 3, die bis auf die Mantelflächen des ersten Vorlaufkör
pers 4 bzw. des zweiten Vorlaufkörpers 5 geführt sind, ist
eine Ansteuer- und Empfangsschaltung 14 angeschlossen. Die
Ansteuer- und Empfangsschaltung 14 ist mit einem Mikropro
zessor 15 verbunden, der entsprechend einem Messprogramm
Steuersignale an die Schaltung 14 ausgibt und Empfangssig
nale, die er von der Schaltung 14 erhält, auswertet. Das
zugehörige Mess- und Auswerteprogramm ist in einem Speicher
16 abgelegt. In einem Speicher 17 werden der bei einer
Messung aufgenommene Verlauf des Empfangssignals sowie bei
bekannter Temperatur gemessene Referenzwerte der Laufzeiten
der Schallsignale durch den ersten Vorlaufkörper 4 bzw. durch
den zweiten Vorlaufkörper 5 abgespeichert. Mit Hilfe einer
Eingabe und Anzeigeeinheit 18, beispielsweise eines Touch
screens, können Messvorgänge gestartet, Messparameter einge
geben sowie Messergebnisse ausgegeben werden. Zur Einbindung
des Messumformers in eine prozesstechnische Anlage und zur
Weiterleitung der Messergebnisse ist zusätzlich eine in Fig.
1 nicht dargestellte Kommunikationschnittstelle vorhanden.
Die in der Fig. 1 dargestellten Teile des Ultraschallsensors
13 sind bezüglich einer Achse 12 rotationssymmetrisch
aufgebaut. Die Höhe x des ersten Vorlaufkörpers 4 und die
Höhe y des zweiten Vorlaufkörpers 5 sind derart unterschied
lich festzulegen, dass ein zeitliches Fenster zur Auswertung
der durch die reflektierten Schallwellen im Schallwandler 1
erzeugten Signale so gelegt werden kann, dass im Fenster
möglichst wenig Störsignale liegen und eine unabhängige Mes
sung der an der ersten Grenzfläche 7 und der an der zweiten
Grenzfläche 9 reflektierten Schallwellen ermöglicht wird. Die
Dicke z der Wandung des hohlzylinderförmigen Rings 6 wird
vorzugsweise so gewählt, dass die an den Grenzflächen 7 und 9
verursachten Signale von einem radialen Störsignal, das an
der äußeren Mantelfläche des Rings 6 entsteht, durch ent
sprechende Festlegung des Auswertefensters unterscheidbar
sind.
Zum besseren Verständnis des Verfahrens zur Temperaturkom
pensation soll zunächst erläutert werden, auf welche Weise
anhand des mit dem Ultraschalldichtesensor 13 gewonnenen
Empfangssignals das Ergebnis der Dichtemessung ermittelt
werden kann.
Für die spezifische Dichte einer Flüssigkeit gilt:
ρ = Zfl/cfl
mit
Zfl - akustische Impedanz des flüssigen Messmediums 8 und
cfl - Schallgeschwindigkeit im flüssigen Messmedium.
Zfl - akustische Impedanz des flüssigen Messmediums 8 und
cfl - Schallgeschwindigkeit im flüssigen Messmedium.
Die Schallgeschwindigkeit wird in Abhängigkeit der gemessenen
Laufzeitdifferenz zwischen dem an der gegenüberliegenden
Rohrwand 11 reflektierten Schallsignal und dem an der ersten
Grenzfläche 7 reflektierten Schallsignal ermittelt. Die akus
tische Impedanz in der Flüssigkeit wird berechnet nach der
Formel:
mit
R - Reflexionskoeffizient,
ρν - spezifische Dichte des Vorlaufkörpers 4, die nahezu temperaturunabhängig ist, da sich weder Masse noch Volumen des Vorlaufkörpers 4, der hier aus Zerodur besteht, bei veränderlicher Temperatur signifikant ändern, und
cν - Schallgeschwindigkeit in den Vorlaufkörpern 4 und 5.
R - Reflexionskoeffizient,
ρν - spezifische Dichte des Vorlaufkörpers 4, die nahezu temperaturunabhängig ist, da sich weder Masse noch Volumen des Vorlaufkörpers 4, der hier aus Zerodur besteht, bei veränderlicher Temperatur signifikant ändern, und
cν - Schallgeschwindigkeit in den Vorlaufkörpern 4 und 5.
Der Reflexionskoeffizient ergibt sich zu:
mit
A1 - Amplitude des an der ersten Grenzfläche 7 reflektierten Schallsignals,
A2 - Amplitude des an der zweiten Grenzfläche 9 reflektierten Schallsignals, jeweils gemessen am Empfangssignal des Schallwandlers 1, und
k - ein Kalibrierfaktor zum Ausgleich des asymmetrischen Verhaltens des Ultraschalldichtesensors 13, das bei spielsweise durch die unterschiedliche Schallabsorption in den Vorlaufkörpern 4 und 5 mit ungleicher Höhe x bzw. y entsteht.
A1 - Amplitude des an der ersten Grenzfläche 7 reflektierten Schallsignals,
A2 - Amplitude des an der zweiten Grenzfläche 9 reflektierten Schallsignals, jeweils gemessen am Empfangssignal des Schallwandlers 1, und
k - ein Kalibrierfaktor zum Ausgleich des asymmetrischen Verhaltens des Ultraschalldichtesensors 13, das bei spielsweise durch die unterschiedliche Schallabsorption in den Vorlaufkörpern 4 und 5 mit ungleicher Höhe x bzw. y entsteht.
Die Schallgeschwindigkeit cν in den beiden Vorlaufkörpern 4
und 5 wird berechnet zu:
mit
x - Höhe des Vorlaufkörpers 4,
y - Höhe des Vorlaufkörpers 5,
t1 - Laufzeit des an der ersten Grenzfläche 7 reflektierten Schallsignals und
t2 - Laufzeit des an der zweiten Grenzfläche 9 reflektierten Schallsignals.
x - Höhe des Vorlaufkörpers 4,
y - Höhe des Vorlaufkörpers 5,
t1 - Laufzeit des an der ersten Grenzfläche 7 reflektierten Schallsignals und
t2 - Laufzeit des an der zweiten Grenzfläche 9 reflektierten Schallsignals.
Der Kalibrierfaktor k ergibt sich aus der Tatsache, dass sich
die Amplituden A1 und A2 bei einer vollständigen Reflexion
der Schallsignale an den beiden Grenzflächen 7 bzw. 9 nur
durch die Absorption in den Vorlaufkörpern 4 bzw. 5 unter
scheiden. Bei Berücksichtigung einer Absorption α in den
Vorlaufkörpern 4 und 5 gilt für die Amplituden:
A1 = A0exp(-2αx)
und
A2 = A0exp(-2αy)
mit
A0 - Amplitude des gesendeten Schallsignals.
A0 - Amplitude des gesendeten Schallsignals.
Somit ergibt sich der Kalibrierfaktor k zu:
k = A2/A1 = exp(2α(x - y))
In dem Temperaturdiagramm gemäß Fig. 2 sind die relativen
Veränderungen der Amplituden A1 und A2 im Empfangssignal so
wie der Schallgeschwindigkeit cν über der Temperatur T für
das Beispiel Zerodur als Material der Vorlaufkörper darge
stellt. An der Abszisse ist die Temperatur T in °C, an der
Ordinate die relative Änderung in Prozent aufgetragen. Die
dargestellten Kurven wurden an einem praktisch ausgeführten
Ultraschalldichtesensor in einem experimentellen Temperatur
versuch ermittelt. Als Bezugstemperatur wurde 20°C verwendet.
Der Verlauf der relativen Änderungen der Amplituden A1 und A2
sowie der Schallgeschwindigkeit cν hängt in erster Näherung
linear von der Temperatur des Ultraschalldichtesensors ab.
Während sich die Schallgeschwindigkeit cν bei einer Erhöhung
der Temperatur um 80°C gegenüber der Bezugstemperatur von
20°C um etwa 1% erhöht, sinken die Amplituden A1 und A2 bei
dieser Temperaturveränderung um etwa 7,8% bzw. 5,5%. Die
Amplitudenänderung wird durch eine Temperaturabhängigkeit der
Absorption in den Vorlaufkörpern 4 bzw. 5 verursacht. Anhand
obiger Formeln ist leicht zu sehen, dass sich thermisch
bedingte Änderungen der Absorption α über den Ka
librierfaktor k auf den Reflektionskoeffizienten R und damit
auf die berechnete akustische Impedanz Zfl und die spezifische
Dichte ρ des flüssigen Messmediums auswirken.
Aufgrund der Amplitudenmessung ist die Absorption α eine
über den gesamten Pfad des Schallsignals wirksame integrale
Größe. Auch Änderungen der Schallgeschwindigkeit cν haben auf
die Messung der Laufzeit des Schallsignals einen integralen
Einfluss. Eine punktuelle Temperaturmessung wäre daher bei
Temperaturgradienten innerhalb der Vorlaufstrecken 4 oder 5
zur Temperaturkompensation bei bekanntem Zusammenhang
zwischen Absorption α und Temperatur T nicht besonders gut
geeignet. Da es aber, wie Fig. 2 verdeutlicht, einen ein
deutigen Zusammenhang zwischen der Schallgeschwindigkeit cν
und der Temperatur T gibt, kann die Abhängigkeit der Absorp
tion α von der Schallgeschwindigkeit cν oder der Laufzeit in
einem Vorlaufkörper experimentell ermittelt und in die Be
rechnung der spezifischen Dichte einbezogen werden. Zur
Temperaturkompensation werden daher bei Bezugstemperatur eine
Laufzeit t01 des Schallsignals im ersten Vorlaufkörper 4 sowie
eine Laufzeit t02 im zweiten Vorlaufkörper 5 gemessen und als
Referenzwerte abgespeichert. Im späteren Messbetrieb werden
eine oder beide Laufzeiten erneut gemessen und die Differenz
zum jeweiligen Referenzwert ermittelt. In Abhängigkeit davon
wird das Ergebnis der Dichtemessung berechnet. Wenn nur die
Laufzeit in einem Vorlaufkörper gemessen und von einer
gleichen Absorption und somit von einer gleichen Temperatur
in den beiden Vorlaufkörpern ausgegangen wird, so kann die
Absorption α in der obigen Gleichung für den Kalibrierfaktor
k eingesetzt werden zu:
α = α0(1 + LKα(t - t0))
mit
α0 - Absorption bei Bezugstemperatur,
LKα - Laufzeitkoeffizient für Absorption,
t - bei der Dichtemessung ermittelte Laufzeit im jeweiligen Vorlaufkörper und
t0 - bei Bezugstemperatur gemessener Referenzwert der Laufzeit.
α0 - Absorption bei Bezugstemperatur,
LKα - Laufzeitkoeffizient für Absorption,
t - bei der Dichtemessung ermittelte Laufzeit im jeweiligen Vorlaufkörper und
t0 - bei Bezugstemperatur gemessener Referenzwert der Laufzeit.
Für eine genauere Temperaturkompensation werden auch Ab
weichungen der Absorptionen α1 und α2 in den beiden Vorlauf
körpern 4 bzw. 5 berücksichtigt. Dann ergibt sich der Kalib
rierfaktor k zu:
k = exp(2α1x - 2α2y)
Die beiden Absorptionen α1 und α2 werden in analoger Weise
berechnet:
α1 = α0(1 + LKα(t1 - t01))
und
α2 = α0(1 + LKα(t2 - t02))
α2 = α0(1 + LKα(t2 - t02))
mit
t01 - bei Bezugstemperatur gemessene und als erster Referenzwert abgespeicherte Laufzeit des Schallsignals im ersten Vorlaufkörper 4,
t02 - bei Bezugstemperatur gemessene und als zweiter Referenzwert abgespeicherte Laufzeit des Schallsignals im zweiten Vorlaufkörper 5,
t1 - Laufzeit des Schallsignals im ersten Vorlaufkörper 4 bei der Dichtemessung und
t2 - Laufzeit des Schallsignals im zweiten Vorlaufkörper 5 bei der Dichtemessung.
t01 - bei Bezugstemperatur gemessene und als erster Referenzwert abgespeicherte Laufzeit des Schallsignals im ersten Vorlaufkörper 4,
t02 - bei Bezugstemperatur gemessene und als zweiter Referenzwert abgespeicherte Laufzeit des Schallsignals im zweiten Vorlaufkörper 5,
t1 - Laufzeit des Schallsignals im ersten Vorlaufkörper 4 bei der Dichtemessung und
t2 - Laufzeit des Schallsignals im zweiten Vorlaufkörper 5 bei der Dichtemessung.
Der Laufzeitkoeffizient LKα für Absorption kann durch Umfor
men der Gleichung für die Schallgeschwindigkeit
cν = c0(1 + TKc(T - T0))
und der Gleichung für die Temperaturabhängigkeit der Absorp
tion
α = α0(1 + TKα(T - T0))
unter Berücksichtigung des Zusammenhangs
näherungsweise berechnet werden zu:
mit
TKα - Temperaturkoeffizient für die Absorption α,
L - Höhe des jeweiligen Vorlaufkörpers und
TKc - Temperaturkoeffizient für die Schallgeschwindigkeit c.
TKα - Temperaturkoeffizient für die Absorption α,
L - Höhe des jeweiligen Vorlaufkörpers und
TKc - Temperaturkoeffizient für die Schallgeschwindigkeit c.
Die Temperaturkoeffizienten TKc und TKα für die Schallge
schwindigkeit bzw. die Absorption können anhand der in
Fig. 2 dargestellten Verläufe der relativen Änderungen der
Amplituden A1 und A2 sowie der Schallgeschwindigkeit cν und
der bekannten Geometrie des Ultraschalldichtesensors ermit
telt werden.
Alternativ zu der beschriebenen Berechnungsmethode kann
selbstverständlich in einem Temperaturversuch unmittelbar die
Abhängigkeit des Amplitudenverhältnisses der an der ersten
und der zweiten Grenzfläche reflektierten Schallsignale von
der bzw. den Differenzen zwischen den gemessenen Laufzeiten
und dem jeweiligen Referenzwert ermittelt werden, um eine für
den jeweiligen Ultraschalldichtesensor spezifische Tempera
turkompensation der Dichtemessung vorzunehmen.
Claims (4)
1. Verfahren zur Temperaturkompensation bei einem Ultra
schalldichtesensor (13) mit einer nach zwei Seiten wirksamen
Schallwandleranordnung (1) zum Aussenden und Empfangen von
Schallsignalen und mit zwei Vorlaufkörpern (4, 5), wobei ein
erster Vorlaufkörper (4) auf der einen Seite des Schallwand
lers (1) angeordnet ist und auf seiner dem Schallwandler (1)
abgewandten Grundfläche eine erste Grenzfläche (7) zu einem
zu messenden Medium (8) aufweist und wobei der zweite Vor
laufkörper (5) auf der anderen Seite des Schallwandlers (1)
angeordnet ist und auf seiner dem Schallwandler abgewandten
Grundfläche eine zweite Grenzfläche (9) zu einem Referenz
medium (10) aufweist, dadurch gekennzeich
net,
dass zu einem ersten Zeitpunkt eine erste Laufzeit (t01) für
das an der ersten Grenzfläche (7) reflektierte Schallsignal
bei einer Bezugstemperatur gemessen und als erster Referenz
wert (t01) abgespeichert wird, wobei die Laufzeit eine Infor
mation über die Temperatur im ersten Vorlaufkörper zu dem
ersten Zeitpunkt liefert, dass zu einem zweiten Zeitpunkt,
der dem Zeitpunkt einer Dichtemessung entspricht, eine zweite
Laufzeit (t1) für das an der ersten Grenzfläche (7) reflek
tierte Schallsignal gemessen wird, wobei die zweite Laufzeit
die Information über die Temperatur im ersten Vorlaufkörper
zu dem zweiten Zeitpunkt liefert, und dass das Ergebnis der
Dichtemessung in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der
zweiten Laufzeit (t1) und dem ersten Referenzwert (t01) er
mittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, dass zu dem ersten Zeitpunkt weiterhin eine
dritte Laufzeit (t02) für das an der zweiten Grenzfläche (9)
reflektierte Schallsignal bei der Bezugstemperatur gemessen
und als ein zweiter Referenzwert (t02) abgespeichert wird,
dass zu dem zweiten Zeitpunkt zusätzlich eine vierte Laufzeit
(t2) für das an der zweiten Grenzfläche (9) reflektierte
Schallsignal gemessen wird und dass das Ergebnis der Dichte
messung zudem in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der
vierten Laufzeit (t2) und dem zweiten Referenzwert (t02) er
mittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, dass der Wert des Verhältnisses der
Amplituden (A1, A2) der an der ersten und der zweiten Grenz
fläche (7, 9) reflektierten Schallsignale, das in die Berech
nung der Dichte eingeht, in Abhängigkeit der Differenz zwi
schen der zum zweiten Zeitpunkt gemessenen Laufzeit (t1, t2)
und dem jeweiligen Referenzwert (t01, t02) korrigiert wird.
4. Vorrichtung zum Messen der spezifischen Dichte eines gas
förmigen oder flüssigen Mediums (8) mit einer nach zwei Sei
ten wirksamen Schallwandleranordnung (1) zum Aussenden und
Empfangen von Schallsignalen und mit zwei Vorlaufkörpern
(4, 5), wobei ein erster Vorlaufkörper (4) auf der einen
Seite des Schallwandlers angeordnet ist und auf seiner dem
Schallwandler abgewandten Grundfläche eine erste Grenzfläche
(7) zu dem zu messenden Medium (8) aufweist und wobei der
zweite Vorlaufkörper (5) auf der anderen Seite des Schall
wandlers (1) angeordnet ist und auf seiner dem Schallwandler
abgewandten Grundfläche eine zweite Grenzfläche (9) zu einem
Referenzmedium (10) aufweist, und mit einer Auswerteeinrich
tung (15, 16, 17), dadurch gekennzeichnet,
dass die Auswerteeinrichtung (15, 16, 17) derart ausgebildet
ist, dass zu einem ersten Zeitpunkt eine erste Laufzeit (t01)
für das an der ersten Grenzfläche (7) reflektierte Schallsig
nal bei einer Bezugstemperatur gemessen und als Referenzwert
(t01) abgespeichert wird, wobei die Laufzeit eine Information
über die Temperatur im ersten Vorlaufkörper zu dem ersten
Zeitpunkt liefert, dass zu einem zweiten Zeitpunkt, der dem
Zeitpunkt einer Dichtemessung entspricht, eine zweite Lauf
zeit (t1) für das an der ersten Grenzfläche (7) reflektierte
Schallsignal gemessen wird, wobei die zweite Laufzeit die
Information über die Temperatur im ersten Vorlaufkörper zu
dem zweiten Zeitpunkt liefert und dass das Ergebnis der
Dichtemessung in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der
zweiten Laufzeit (t1) und dem ersten Referenzwert (t01)
ermittelt wird.
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