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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Laufzeit eines Ultraschallsignals eines Ultraschallsensors gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie einen Ultraschallsensor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 9.
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Ultraschall-Strömungssensoren dienen insbesondere dazu, den Volumen- oder Massestrom oder die Strömungsgeschwindigkeit eines gasförmigen oder flüssigen Mediums zu messen, das durch eine Rohrleitung strömt. Ein bekannter Typ von Ultraschall-Strömungssensoren umfasst zwei in Strömungsrichtung versetzt angeordnete Ultraschallwandler, die jeweils Ultraschallsignale erzeugen und diese an den jeweils anderen Ultraschallwandler aussenden. Die Ultraschallsignale werden vom jeweils anderen Wandler empfangen und mittels einer Elektronik ausgewertet. Der Laufzeitunterschied zwischen dem Signal in Strömungsrichtung und dem Signal in Gegenrichtung ist dabei ein Maß für die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids.
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1 zeigt eine typische Anordnung eines Ultraschall-Strömungssensors mit zwei Ultraschallwandlern A, B, die innerhalb einer Rohrleitung 3 angeordnet sind und sich in einem Abstand L gegenüberstehen. In der Rohrleitung 3 strömt ein Fluid 1 mit einer Geschwindigkeit v in Richtung des Pfeils 2. Die Messtrecke L ist gegenüber der Strömungsrichtung 2 um eine Winkel α geneigt. Während einer Messung senden sich die Ultraschallwandler A, B gegenseitig Ultraschallsignale zu, die je nach Richtung von der Strömung entweder verlangsamt oder beschleunigt werden. Die Laufzeiten der Schallsignale sind dabei ein Maß für die zu bestimmende Strömungsgeschwindigkeit.
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2 zeigt eine stark vereinfachte schematische Darstellung der elektrischen Verschaltung der Anordnung von 1. Die beiden Ultraschallwandler A, B sind mit einer Steuer- und Auswerteelektronik 4 verbunden und werden von einem Oszillator mit einer vorgegebenen Taktfrequenz 8 (Rechtecksignal) angeregt. Die dadurch erzeugten Ultraschallsignale 15 (hier ist nur die Hüllkurve 16 der Ultraschallsignale 15 dargestellt) durchlaufen die Messstrecke L und werden vom jeweils anderen Ultraschallwandler A, B detektiert. Dabei wird die Laufzeit t12 bzw. t21 der Signale 15 gemessen.
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Für die Laufzeitmessung eines Ultraschallsignals 15 ist es von wesentlicher Bedeutung, dass der Empfangszeitpunkt des Ultraschallsignals 15 eindeutig und genau bestimmt wird. Als Empfangszeitpunkt eines Ultraschallsignals können unterschiedliche Ereignisse festgelegt werden. Aus dem Stand der Technik ist es z. B. bekannt, den ersten Nulldurchgang N0 des Ultraschallsignals 15 als „Empfangszeitpunkt” zu definieren, nachdem die Signalamplitude einen vorgegebenen Schwellenwert überschritten hat. Alternativ kann z. B. auch der Zeitpunkt der maximalen Amplitude oder der Schwerpunkt ts der Hüllkurve 16 des Ultraschallsignals 15 als Empfangszeitpunkt definiert werden. Darüber hinaus ist es bekannt, die Laufzeit des Ultraschallsignals 15 durch Auswertung der Phase des Signals gegenüber dem Referenztakt 8 zu bestimmen. Herkömmliche Verfahren zur Laufzeitmessung sind üblicherweise relativ aufwendig realisiert oder nicht ausreichend robust gegenüber Störsignalen.
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Die
DE 198 18 053 A1 offenbart zum Beispiel ein Verfahren zum Bestimmen der Laufzeit eines Ultraschallsignals, das von einem Ultraschallwandler in eine Messstrecke eingekoppelt wird, wobei die Phasenverschiebung des Ultraschallsignals gegenüber einem Referenztakt und einem Restanteil als Maß für die Laufzeit des Ultraschallsignals ermittelt wird. Die Phasenverschiebung wird dabei mittels eines Quadratur-Demodulationsverfahrens bestimmt.
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Aus der
WO 00/43736 A ist ferner ein Ultraschall-Messsystem mit zwei Ultraschallwandlern bekannt, die ein Ultraschallsignal in eine Messstrecke einkoppeln bzw. detektieren. Das Messsystem arbeitet ebenfalls mit einem Quadratur-Demodulationsverfahrens zur Bestimmung der Laufzeit des Ultraschallsignals. Ein ähnliches Messsystem ist auch in der
EP-A-0 338 592 beschrieben. Weitere Schriften, die sich mit Ultraschall-Messsystemen oder Verfahren zum Bestimmen der Laufzeit eines Ultraschallsignals befassen, sind die
DE 34 31 001 A1 ,
US 5 706 818 A und die
US 4 334 543 A .
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Bestimmung der Laufzeit eines Ultraschallsignals in einem Ultraschall-Strömungssensor, sowie einen Ultraschall-Strömungssensor mit einer speziellen Signalauswertung zu schaffen, das bzw. der besonders einfach zu realisieren ist und darüber hinaus eine hohe Robustheit gegenüber Störungen aufweist.
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Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch 1 sowie im Patentanspruch 9 angegebenen Merkmale. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, die Phasenlage (ΔΦ) eines Ultraschallsignals gegenüber einem Referenztakt mittels eines Quadratur-Demodulationsverfahrens zu bestimmen und die Gesamtlaufzeit des Ultraschallsignals aus der Phasenlage (ΔΦ) und einem Restanteil (r(t)) zu berechnen, der ein ganzzahliges Vielfaches von 2pi ist. Zur Bestimmung der Phasenlage (ΔΦ) wird das Ultraschallsignal mit Hilfe eines Taktsignals und eines phasenverschobenen Taktsignals abschnittsweise invertiert. Die abschnittsweise invertierten Signale werden dann vorzugsweise integriert oder gefiltert und die Phasenlage (ΔΦ) durch trigonometrische Berechnung ermittelt. Der Restanteil (r(t)) wird erfindungsgemäß aus einem vorgegebenen Empfangsereignis des Ultraschallsignals, nämlich dem Empfangszeitpunkt des Schwerpunkts einer Hüllkurve oder dem Schwerpunkt des empfangenen Ultraschallsignals, ermittelt. Ein besonderer Vorteil der Quadratur-Demodulation besteht darin, dass diese Technik wie ein besonders schmalbandiger Filter gegenüber Störsignalen wirkt, ohne jedoch eine Phasenverschiebung des Signals zu verursachen. Eine herkömmliche Bandpassfilterung mit RC-Gliedern würde z. B. eine Phasenverschiebung hervorrufen, die mit der Temperatur driften würde, was potentiell zu Fehlern bei der Laufzeitmessung führen würde. Trotz der außerordentlichen Robustheit des Quadratur-Demodulationsverfahrens gegenüber Störsignalen ist der dazu benötigte Hardwareaufwand relativ gering im Vergleich zu ähnlich robusten Verfahren, wie z. B. der Kreuzkorrelation.
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Das Empfangsereignis des Ultraschallsignals, aus dem schließlich der Restanteil (n·2pi) berechnet wird, ist gemäß der Erfindung eine Größe des Ultraschallsignals, die von der Signalamplitude unabhängig ist, nämlich der Schwerpunkt des empfangenen Ultraschallsignals oder der Schwerpunkt einer Hüllkurve des Signals. Dies hat den Vorteil, dass sich der Empfangszeitpunkt bei unterschiedlichen Signalamplituden nicht verschiebt.
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Der Restanteil r(t) wird vorzugsweise als eine Funktion des Empfangsereignisses (ts), der Phasenlage (ΔΦ) und eines Offsetwerts (t0) berechnet, wobei gilt: r(t) = f(ts, ΔΦ, t0).
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Die Funktion f umfasst vorzugsweise eine Rundungsfunktion (z. B. round), mit der ein Wert auf die nächste ganze Zahl gerundet wird.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung berechnet die Auswerteeinheit einen Streuparameter, der das Ausmaß der Rundung angibt. Die Laufzeitberechnung ist besonders genau und robust, wenn dieser Streuparameter möglichst klein ist. Gemäß der Erfindung wird daher vorgeschlagen, den Streuparameter auf kleine Werte zu regeln und hierzu den Offsetwert (t0) entsprechend einzustellen. Der Offsetwert (t0) wird vorzugsweise variiert, wenn der Absolutwert des Streuparameters im zeitlichen Mittel einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.
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Im Rahmen der Streuparameter-Regelung wird vorzugsweise das zeitliche Mittel des Betrags des Streuparameters (s) berechnet. Alternativ oder zusätzlich kann auch das zeitliche Mittel des Streuparameters (s) berechnet werden.
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Die mit dem Referenztakt bzw. dem phasenverschobenen Referenztakt invertierten Ultraschallsignale werden vorzugsweise jeweils einem Integrator zugeführt, der das Signal über mehrere Phasen, vorzugsweise über die gesamte Dauer des Ultraschallsignals integriert. Aus den Ausgangssignalen der Integratoren wird dann vorzugsweise die Phasenlage (ΔΦ) ermittelt. Anstelle der Integratoren kann wahlweise auch eine Filterschaltung vorgesehen sein.
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Die abschnittsweise invertierten Ultraschallsignale werden vorzugsweise außerdem einem zweiten Paar von Integratoren zugeführt, die die Signale jeweils über eine Periode des Referenztakts integrieren. Aus den Ausgangssignalen dieser Integratoren wird vorzugsweise eine Hüllkurve berechnet, deren Schwerpunkt (ts) den Empfangszeitpunkt des Ultraschallsignals darstellt.
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Ein erfindungsgemäß aufgebauter Ultraschall-Strömungssensor, bei dem die Laufzeit der Ultraschallsignale aus der Phasenlage (ΔΦ) eines empfangenen Signals gegenüber einem Referenztakt und einem Restanteil (r(t)) berechnet wird, umfasst wenigstens einen Ultraschallswandler zum Aussenden und/oder Empfangen von Ultraschallsignalen, einen mit dem Ultraschallwandler verbundenen Oszillator, der ein Taktsignal erzeugt, sowie eine Steuer- und Auswerteeinheit. Die Auswerteeinheit umfasst erfindungsgemäß eine Einrichtung (Schaltung oder Software) die die Phasenlage (ΔΦ) des Ultraschallsignals gemäß dem Quadratur-Demodulationsverfahren bestimmt, wobei ein empfangenes Ultraschallsignal mit der Frequenz des Taktsignals bzw. eines um pi/2 verschobenen Taktsignals abschnittsweise invertiert wird, sowie eine Einrichtung (Schaltung oder Software), die ein Empfangsereignis, nämlich den Schwerpunkt einer Hüllkurve oder den Schwerpunkt des empfangenen Ultraschallsignals, ermittelt und daraus den Restanteil (r(t)) berechnet.
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Die Steuer- und Auswerteeinheit ist im Übrigen derart realisiert, dass eine oder mehrere der vorstehend genannten Funktionen ausgeführt werden können.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1 einen aus dem Stand der Technik bekannten Ultraschall-Strömungssensor mit zwei Ultraschallwandlern;
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2 einen Ultraschall-Strömungssensor mit zugehöriger Steuer- und Empfangselektronik;
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3 den Signalverlauf eines einzelnen Ultraschallsignals mit dessen Hüllkurve;
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4 eine spezielle Ausführungsform eines Ultraschall-Strömungssensors mit einer Auswerteelektronik, die im Quadratur-Demodulationsverfahren arbeitet;
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5a ein Diagramm zur Darstellung der Phasenlagenberechnung
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5b den Verlauf der Ausgangssignale der Integratoren von 4;
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5c den Verlauf einer aus dem Ultraschallsignal berechneten Hüllkurve;
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6 den zeitlichen Mittelwert eines Streuparameters |s| in Abhängigkeit vom Offsetwert t0.
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7 den Verlauf des Streuparameters |s| in Abhängigkeit vom Offsetwert t0 bei unterschiedlichen Signalstörungen; und
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8 den Verlauf des mittleren Streuparameters s in Abhängigkeit vom Offsetwert t0 bei unterschiedlich starken Störungen.
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Bezüglich der Erläuterung der 1 bis 3 wird auf die Beschreibungseinleitung verwiesen.
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4 zeigt eine Ausführungsform eines Ultraschall-Strömungssensors 6 mit zwei Ultraschallwandlern A, B und einer Steuer- und Auswerteelektronik 4. Die Elektronik 4 umfasst einen Oszillator 7, der ein Taktsignal 8 erzeugt, mit dem die Wandler A, B angeregt werden. Die beiden Wandler A erzeugen dadurch Ultraschallsignale 15, die zum jeweils anderen Wandler übertragen und dort detektiert werden. Aus der Laufzeit t12 eines Signals 15 in die eine Richtung und der Laufzeit t21 in die andere Richtung kann schließlich die Strömungsgeschwindigkeit v bzw. der Massestrom des strömenden Mediums 1 berechnet werden.
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Die Laufzeit t eines Ultraschallsignals 15 lässt sich auch als Phase darstellen, wobei gilt: t ~ n·2pi + ΔΦ bzw.
t ~ r(t) + ΔΦ
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Dabei ist ΔΦ die Phasenlage des empfangenen Ultraschallsignals 15 gegenüber einem Referenztakt 8 und n·2pi bzw. r(t) der Restanteil der Gesamtphase, wobei n die Anzahl der ganzen Wellenzüge innerhalb der Laufzeit t ist.
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Die Phasenlage ΔΦ wir hier im Quadratur-Demodulationsverfahren mittels zweier Integrierer 12, 13 bestimmt. (Das Quadratur-Demodulationsverfahren ließe sich alternativ analog z. B. auch durch invertierende bzw. nicht-invertierende Verstärker realisieren.) Der Restanteil r(t) wird aus einer das Ultraschallsignal 15 charakterisierenden Größe, wie z. B. dem Empfangszeitpunkt des Schwerpunkts der Hüllkurve 16, berechnet.
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Zur Bestimmung der Phasenlage ΔΦ umfasst die Elektronik 4 einen A/D-Wandler 14, mit dem das Empfangssignal 15 digitalisiert wird, sowie weitere Elemente 10–13, die im folgenden erläutert werden. Das digitalisierte Empfangssignal wird in zwei Signalpfade aufgeteilt und in Abhängigkeit vom Zustand eines Referenztakts 8 bzw. eines um pi/2 (90°) Phasen verschobenen Referenztakts 9 entweder unverändert weitergegeben oder invertiert. Dabei wird das digitalisierte Empfangssignal z. B. im Zustand „high” unverändert weitergegeben und im Zustand „low” invertiert. Das Referenztaktsignal 8 und das um pi/2 verschobene Taktsignal 9 werden von einer Einheit 20 aus dem Oszillatortakt 8 erzeugt. Die unveränderte Weitergabe bzw. Invertierung des digitalisierten Empfangssignals 15 entspricht einer Multiplikation mit den Werten +1 und –1. Die zugehörige Signaloperation ist daher durch zwei Multiplizierer 10, 11 dargestellt.
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Die abschnittsweise invertierten Signale werden dann zwei nachgeschalteten Integratoren 12 bzw. 13 zugeführt, die die Signale über ihre gesamte Signaldauer integrieren. (Alternativ zur Integration könnte auch eine Tiefpassfilterung angewendet werden).
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Die beiden Integralwerte u1 und u2 stellen dabei die Komponenten eines Vektors u dar, dessen Winkel im Koordinatensystem gerade die Phasenlage ΔΦ ist. 5a zeigt den Vektor u und die Komponenten u1, u2, sowie den Winkel ΔΦ. Die Auswertung der der Signale u, u' wird von einer Elektronik, wie z. B. einem Mikrocontroller (nicht gezeigt) durchgeführt.
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5b zeigt den zeitlichen Integrationsverlauf über ein Ultraschallsignal 15. Aus den Endwerten u1, u2 kann über eine trigonometrische Funktion, wie z. B. arctan(u1/u2) oder atan2(u1, u2) die Phasenlage ΔΦ berechnet werden. Vorzugsweise wird folgende Beziehung angesetzt: ΔΦ = atan2(u1, u2)
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Diese Funktion ist nicht eindeutig und periodisch moldulo-2pi.
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Der Restanteil (r(t) = n·2pi, mit n als ganze Zahl) wird hier aus dem Schwerpunkt ts der Hüllkurve des Ultraschallsignals 15 berechnet. (Wahlweise könnte auch eine andere Größe herangezogen werden, die von der Signalamplitude unabhängig ist). Hierzu werden die digitalisierten und abschnittsweise invertierten Signale jeweils einem Integrator 18 bzw. 19 zugeführt und über jeweils eine Periode des Referenztakts 8 integriert. Die Integration wird dabei in jeder Periode neu von Null begonnen. Aus den Ausgangssignalen u1'(i) bzw. u2'(i) ergibt sich die in 5c dargestellte Hüllkurve 17. Die Integratoren 18 und 19 sind mit den Multiplizierern 10 und 11 verbunden und werden an ihrem Takteingang mit dem Referenztakt 8 getaktet. i ist dabei eine Laufzahl für die jeweilige Periode des Ultraschallsignals 15.
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Aus dieser Hüllkurve
17 wird nun der Schwerpunkt t
s als charakteristischer Zeitpunkt ermittelt. Der charakteristische Zeitpunkt t
s liefert dabei ein grobes Maß für die Gesamtlaufzeit t
mes des Ultraschallsignals. Für den Schwerpunkt t
s kann beispielsweise folgende Gleichung angesetzt werden:
wobei h(i) = u
1'(i)
2 + u
2'(i)
2 ist. Zur Reduzierung der Rechenschritte (u
1, u
2) und zur überproportionalen Gewichtung größerer Signalamplituden wurde hier nicht die Hüllkurve, sondern die quadrierte Hüllkurve h(i) angesetzt.
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Aufgrund der erwähnten Modulo-2pi-Mehrdeutigkeit der Phasenlage ΔΦ = atan2(u1, u2) würde die Gesamtlaufzeit einen sägezahnartigen Verlauf gegenüber der Strömungsrate aufweisen. Um eine kontinuierliche lineare Kennlinie für die Laufzeit zu erhalten, muss zu der gemessenen Phasenlage ΔΦ eine Treppenfunktion r(t) addiert werden. Dabei ist es wichtig, dass die Sprünge der Treppenfunktion r(t) immer gleichzeitig mit den Sprüngen der Sägezahnkurve ΔΦ(t) erfolgen. Der gewünschte Restanteil r(t) lässt sich z. B. aus einer Größe trest (Restlaufzeit) ableiten, wobei gilt: r(t) = f(trest), mit trest = ts – ΔΦ + t0
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Dabei ist t0 ein konstanter Offsetwert, der später näher erläutert wird. Diese Restlaufzeit trest ist ein grobes Maß für die Gesamtlaufzeit t des Ultraschallsignals 15 abzüglich der genauen Phasenverschiebung ΔΦ.
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Die Funktion trest(t) ist zwar treppenähnlich, jedoch überlagert von einem Rauschen, das durch Störsignale, Turbulenzen oder Änderungen der Hüllkurvenform verursacht wird. Die Treppenfunktion r(t) wird daher nicht direkt durch trest(t) definiert, sondern vorzugsweise durch eine Rundungsfunktion, wobei gilt: r(t) = 2pi·round (trest(t)/2pi).
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Dabei ist die Funktion „round” eine Rundungsfunktion, die einen Zahlenwert auf die nächste ganze Zahl auf- oder abrundet.
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Bezüglich des Offsetwerts t0 ist folgendes zu bemerken: Wenn die Restlaufzeit trest Werte annimmt, die genau an der Grenze der Rundungsfunktion (zwischen Aufrunden und Abrunden) liegen, kann es zu einem Sprung im Restanteil r(t) kommen. Zur Vermeindung eines Signalsprungs wird der Offsetwert t0 daher so gewählt, dass das Ausmaß der Rundung in der Funktion r(t) im zeitlichem Mittel möglichst gering ist. Zur Bestimmung des Ausmaßes der Rundung wird im Folgenden ein Streuparameter s definiert, mit: s = g(ts, t0, ΔΦ) = round(trest/2pi) – trest/2pi
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Der Streuparameter s gibt also an, wie weit gerundet wird bzw. wie weit trest von der idealen Treppenfunktion r(t) entfernt liegt. Der Offsetwert t0 ist genau dann günstig gewählt, wenn |s| in zeitlichem Mittel über mehrere Laufzeitmessungen möglichst klein ist. In diesem Fall wird etwa genauso oft auf- wie abgerundet.
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Aufgrund von Änderungen der Dämpfungsparameter der Ultraschallwandler A, B kann sich die Hüllkurve 17 mit der Zeit ändern. Dadurch kann es wiederum zu Signalsprüngen kommen. Es wird daher vorgeschlagen, den Offsetparameter t0 zu variieren und den Streuparameter s auf möglichst kleine Werte zu regeln. Dabei kann vorgesehen sein, den zeitlichen Mittelwert von |s| mit einem vorgegebenen Schwellenwert smax zu vergleichen und den Offsetparameter t0 zu ändern, wenn der zeitliche Mittelwert von |s| den Schwellenwert smax überschreitet. Der Schwellenwert smax kann beispielsweise bei etwa smax = 0,3 festgelegt sein. Wahlweise könnte der Mittelwert von |s| auch auf ein Minimum (gegen Null) geregelt werden.
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6 zeigt den Verlauf des zeitlichen Mittelwerts von |s|, wobei die Kurve 22 einen zeitlich früheren Zustand und die Kurve 23 einen zeitlich späteren Zustand darstellt, in dem sich die Form der Hüllkurve 17 geändert hat. Bei Kurve 23 steigt der zeitliche Mittelwert |s| entsprechend Pfeil A auf einen höheren Wert. Im Rahmen der Regelung wird der Offsetwert t0 nun derart verändert, dass der zeitliche Mittelwert des Streuparameters |s| minimal wird (siehe Pfeil b).
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7a zeigt den Verlauf des Mittelwerts von |s| für unterschiedlich starke Störeinflüsse, wobei die Kurve 24 einen Zustand mit relativ schwachen Signalstörungen und die Kurve 25 einen Zustand mit starken Signalstörungen repräsentiert. Wie zu erkennen ist, sind die Minima der Kurve 25 weniger stark gekrümmt und daher ungenauer definiert.
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7b zeigt die entsprechenden Kurven für den Verlauf des zeitlichen Mittelwerts s - bei schwachen Signalstörungen (Kurve 27) und starken Signalstörungen (Kurve 28).
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In den Bereichen der Minimas der Kurve 25 hängt s - linear vom Offsetparameter t0 ab und wird nur wenig von der Stärke der Signalstörungen beeinflusst. In diesem Fall ist es die beste Regelstrategie, den Offsetparameter t0 so zu variieren, dass s - = 0 wird. Der zeitliche Mittelwert des Absolutwerts |s -| wird allerdings weiterhin benötigt, um überhaupt in diesen Regelbereich zu gelangen. Ist z. B. |s -| maximal, so ist ebenfalls s - = 0, aber der Offsetwert t0 schlecht gewählt. Um dies zu berücksichtigen, kann z. B. zunächst geprüft werden, ob |s -| größer ist als ein vorgegebener Schwellenwert, z. B. |s -| > 0,25. In diesem Fall kann der Mittelwert |s -| durch eine Änderung von t0 um +–3/4·pi sofort in einen Bereich |s -| ≤ 0,25 gebracht werden. Die Änderung von t0 muss in positiver Richtung verlaufen, falls |s -| < 0 ist, und in negativer Richtung, falls |s -| > 0 ist.
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Ist der Mittelwert |s -| dagegen kleiner als der Schwellenwert, z. B. |s -| ≤ 0,25, dann wird t0 durch t0 – 2pi·|s -| ersetzt. Auf diese Weise wird |s -| immer unmittelbar in das nächstgelegene Minimum nachjustiert, ohne dass dabei Regelschwingungen auftreten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- strömendes Fluid
- 2
- Strömungsrichtung
- 3
- Rohrleitung
- 4
- Steuer- und Auswerteeinheit
- 5
- Wandler-Ausgangssignal
- 6
- Ultraschall-Strömungssensor
- 7
- Oszillator
- 8
- Taktsignal
- 9
- Phasen verschobenes Taktsignal
- 10
- Multiplizierer
- 11
- Multiplizierer
- 12
- Integrator
- 13
- Integrator
- 14
- A/D-Wandler
- 15
- Ultraschallsignal
- 16
- Hüllkurve
- 17
- berechnete Hüllkurve
- 18
- Integrator
- 19
- Integrator
- 20
- Zeitsteuereinheit
- 21
- ODER-Gatter
- 22
- Kurvenverlauf von |s -| im Ausgangszustand
- 23
- Kurvenverlauf von |s -| im veränderten Zustand
- 24
- Verlauf von |s -| bei geringen Störungen
- 25
- Verlauf von |s -| bei starken Störungen
- 27
- Verlauf von s - bei geringen Störungen
- 28
- Verlauf von s - bei starken Störungen
- L
- Messstrecke
- A, B
- Ultraschallwandler
- ts
- Schwerpunkt der Hüllkurve
