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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung von Laufzeiten von Ultraschallimpulsen sowie eine entsprechende Vorrichtung.
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Stand der Technik
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Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Möglichkeiten zur Laufzeitmessung von Signalen, insbesondere von Ultraschallimpulsen bekannt. Die charakteristischen Punkte zur Zeitmessung im Signal sind dabei das Herauswachsen des Signals aus dem Rauschen, das Verschwinden des Signals im Rauschen, Maxima der positiven oder negativen Schwingungszüge und das absolute Maxima des Signals.
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Beim sogenannten Triggerverfahren wird mit einer möglichst hohen Verstärkung, z. B. im Bereich 40–60 dB, der Anfang des Signals im Messsignal gesucht. Dies ist der Punkt des Herauswachsens des Signals aus dem Rauschen. Nachteilig im Triggerverfahren ist, dass durch die endliche Verstärkung die Zeitmessung nur mit einer gewissen Unschärfe ermittelt werden kann. Außerdem macht die hohe Verstärkung das Gerät empfindlich in Hinsicht auf elektromagnetische Verträglichkeit. Da bei diesem Verfahren nur nach dem Beginn des Signals gesucht wird ist zudem keine Unterscheidung zwischen eventuell vorhandenen Störsignalen und den eigentlichen Nutzsignalen möglich.
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Die Digitalisierung eines analogen Signals ermöglicht dabei im Vergleich zur rein analogen Signalverarbeitung eine genaure Bestimmung der Signaleigenschaften wie zum Beispiel die Laufzeit eines Impulses. Die Genauigkeit für die Bestimmung der zeitlichen Lage eines Punktes im Signal ist dabei abhängig von der Abtastrate des Systems bzw. der zeitlichen Auflösung des Signals. Daraus folgt, dass mit der Steigerung der Anforderungen an die Genauigkeit auch die Kosten und die Stromaufnahme steigen. Schnelle AD-Wandler sind verfügbar aber teuer. Ferner steigt durch die höhere Abtastrate ebenfalls das erforderliche Speichervolumen.
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Zu den genannten Verfahren gibt es verschiedene Alternativen, wie z. B. die Durchführung der Messung in mehreren Schritten. Dabei kann zunächst die Abtastrate zum Suchen von Bereichen in denen ein Signal vorhanden ist klein gewählt werden. Es können Bereiche vordefiniert werden, in denen mit einer höheren Abtastrate gemessen werden soll. Es kann zunächst mit niedriger Abtastrate ein Signal gesucht werden und dann gegebenenfalls erneut mit höherer Abtastung gemessen werden. Die Durchführung der Messung in mehreren Schritten ist jedoch fehleranfällig, da Signale leicht übersehen werden können. Zudem sind Messungen in mehreren Schritten schwer reproduzierbar. Hohe Abtastraten wären aber auch hier erforderlich, es würde lediglich der Speicherbedarf reduziert werden.
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In einer weiteren Variante kann die Abtastrate durch zeitversetztes Messen erhöht werden. Dies erfordert eine exakte zeitliche Steuerung im Nanosekundenbereich. Dabei ist Vorraussetzung, dass sich das Signal innerhalb der Messzyklen nicht verändert, was allerdings nicht vorhersehbar ist. Ferner erfordert diese Variante einen zusätzlichen Rechenaufwand zum Zusammensetzen des Signals. Es wird zwar eine Reduktion der Anforderungen an den AD-Wandler erreicht, allerdings ist dafür eine hohe Speicherkapazität erforderlich.
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Ferner sind zur Analyse insbesondere von sich zeitlich verändernden Funktionen oder Signalen beispielsweise die Korrelationsanalyse, die Fouriertransformation, die Kurzzeitfouriertransformation sowie die Wavelettransformation bekannt.
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In der Physik nimmt die Fouriertransformation besonders in der Wellenmechanik eine wichtige Rolle ein, denn sie stellt die Verknüpfung zwischen Zeitraum und Frequenzraum her. Die Fourier-Transformation (FT) ist dabei eine Integraltransformation, die einer gegebenen Funktion eine andere Funktion, nämlich ihre Fourier-Transformierte, zuordnet.
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Die Short-Time-Fourier-Transformation (STFT) ist eine Modifikation der Fourier-Transformation zur Berechnung des Zeit-Frequenz-Spektrums eines Signals. Die STFT umgeht ein Problem der Fouriertransformation, die keine Aussage über das zeitliche Auftreten einzelner Frequenzen oder Frequenzbereiche macht. Bei der STFT wird nur ein zeitlich begrenzter Abschnitt des Signals betrachtet. Dazu multipliziert man das Signal mit einer Fensterfunktion und berechnet für das ausgeschnittene Signal die Fourier-Koeffizienten. Für jeden Punkt der STFT wird das Fenster an den zu betrachtenden Zeitpunkt und an die zu betrachtende Frequenz (Modulation im Zeitbereich) verschoben. Die Basisfunktionen bei der FT und der STFT sind die trigonometrischen Funktionen.
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Die Wavelet-Transformation kann als Modifikation der STFT angesehen werden. Der Begriff „Wavelet” bezieht sich dabei auf die für die Transformation benutzte Basisfunktionen, mit der das zu analysierende Signal „verglichen” wird. Ein „Wavelet” ist dabei eine kleine Welle und drückt den Umstand aus, dass man im Gegensatz zur Fourier-Transformation zeitlich lokalisierte Wellen bzw. Funktionen als Basis benutzt, wodurch eine Zeit- und Frequenzauflösung möglich wird. Wie bei der STFT wird das zu untersuchende Signal mit einer Fensterfunktion verglichen. Anstatt allerdings das Fenster wie bei der STFT zu verschieben und zu modulieren, wird das Fenster verschoben und skaliert. Die kontinuierliche Wavelet-Transformation der Funktion x(t) ist gegeben durch:
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Dabei bildet
mit dem Dilatationsparameter „a” und dem Translationsparameter „b” die Gruppe der Wavelet-Funktionen. Die Funktion Ψ() wird Basiswavelet oder Motherwavelet genannt.
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Bei der Kreuzkorrelation wird das gemessene Signal mit einem Referenzsignal verglichen. Das Ergebnis der Kreuzkorrelation ist zum einen ein Maß für die Ähnlichkeit beider Signale und zum anderen ein Wert der zeitlichen Verschiebung zwischen beiden Signalen. Der Korrelationskoeffizient K(τ) = ∫y(t) × (t + τ)dt (3) ergibt sich aus einem Referenzsignal y(t), mit dem das Messsignal x(t) verglichen wird. Die zeitliche Verschiebung spiegelt der Parameter τ wieder.
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Aus der
DE 10 2005 015 456 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung der zeitlichen Lage eines Wellenpaketes in einem Durchflussmessgerät bekannt. Das Verfahren umfasst das Abtasten des Wellenpakets zu einer Vielzahl von Zeitpunkten. Die zeitliche Lage des Wellenpakets wird schließlich mittels einer Kreuzkorrelation bestimmt. Der eigentliche Auflösungsgewinn wird durch iteratives Berechnen des Kreuzkorrelationsfaktors zwischen dem Messsignal und einem Sinus bzw. Kosinus-basierten Motherwavelets erreicht. Mit Hilfe dieses Korrelationsverfahrens wird versucht die Phasenlage des Signals so genau wie möglich zu bestimmen. Eine Laufzeit wird hierbei nicht direkt bestimmt.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher ein kompaktes, kostengünstiges und präzises Verfahren sowie eine entsprechende Vorrichtung zur Bestimmung der Laufzeit anzugeben.
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Offenbarung der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung der Laufzeiten eines Ultraschallimpulses umfasst folgende Schritte: das Bestimmen der Form eines Referenzempfangsimpulses, das Senden eines Ultraschallmessimpulses, das Empfangen und Abtasten von Empfangssignalen an einem Empfänger mit einer ersten Abtastrate, die Suche nach dem Ultraschallmessimpuls in den Empfangssignalen, sowie die Separierung des Ultraschallmessimpulses aus den Empfangssignalen. Darin schließt sich die Generierung eines Wavelets aus dem separierten, empfangenen Ultraschallmessimpuls an. Es wird eine Wavelettransformation des generierten Wavelets aus dem separierten, empfangenen Ultraschallmessimpuls und dem Referenzempfangsimpuls vorgenommen und abschließend die Laufzeit des Ultraschallmessimpulses aus dem Ergebnis der Wavelettransformation bestimmt.
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Vorteilhafterweise kann mit Vorbestimmung eines Referenzempfangsimpulses die Laufzeit zwischen Aussenden eines Ultraschallmessimpulses bis zu seinem Empfang sehr präzise bestimmt werden. Je nach Anwendung und gewünschter zeitlicher Auflösung können Genauigkeiten von unter Ins erreicht werden.
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Dabei kann die Bestimmung der Form des Referenzempfangsimpulses in einem separaten Verfahrensschritt einmalig vorbestimmt werden und diese Information dann immer wieder während der Messung verwendet werden. Für die Bestimmung des Referenzimpulses muss nicht das eigentliche Messsystem selbst zum Einsatz kommen, sondern es kann eine separate Recheneinheit verwendet werden, die eine hohe zeitliche Auflösung einmalig ermöglicht. Auch kann der Referenzempfangsimpuls berechnet oder auf einer Recheneinheit simuliert werden. Im letzteren Fall werden die Übertragungseigenschaften von Sender-, Empfänger und Messobjekt modelliert. Dabei ist im letzten Schritt der Laufzeitbestimmung aus dem Ergebnis der Wavelettransformation die Laufzeit eine Funktion des Ergebnis der Wavelettransformation, bevorzugt direkt das Ergebnis der Wavelettransformation.
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Voraussetzung für das Verfahren ist jedoch, dass sich der Referenzempfangsimpuls des Systems nicht oder nur geringfügig ändert, bzw. die Übertragungseigenschaften des Messsystems und des Messobjektes bekannt sind.
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Bevorzugt umfasst der Schritt der Bestimmung der Form des Referenzempfangsimpulses das Senden eines bekannten Referenzimpulses, das Durchlaufen einer vorbestimmten Wegstrecke, das Empfangen und Abtasten des Referenzimpulses mit einer zweiten Abtastrate und das Speichern des abgetasteten Referenzempfangsimpulses.
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Dabei ist bevorzugt die erste Abtastrate, also die eigentliche Abtastrate des Messsystems, kleiner als die zweite Abtastrate des Referenzempfangsimpulses bzw. ist die zeitliche Auflösung des Messsystems durch die Abtastung mit der ersten Abtastrate kleiner als die zeitliche Auflösung des Referenzempfangsimpulses. Infolge der höheren zeitlichen Auflösung des Referenzempfangsimpulses kann vorteilhafterweise die Laufzeit des Ultraschallmessimpulses mit erhöhter Genauigkeit bestimmt werden.
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Die Suche des Ultraschallmessimpulses kann mittels Triggerverfahren oder Kreuzkorrelationen vorgenommen werden. Diese Verfahren sind bekannt und können schnell angewandt werden. Beim Triggerverfahren wird die Amplitude des gemessenen Signals zu jedem Zeitpunkt mit einem festen/definierten Schwellwert verglichen. Wird dieser Schwellwert unterschritten wird das Signal als Rauschen behandelt, wird dieser Schwellwert überschritten wird dieses Signal als Impuls behandelt.
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Bevorzugt wird die Suche des Ultraschallmessimpulses in den Empfangssignalen mittels einer Wavelet-Transformation unter Verwendung eines bekannten Basiswavelets vorgenommen. Vorteilhafterweise ist das Verfahren durch die Wavelet-Transformation nicht so anfällig gegen Störsignale wie das Trigger- und das Kreuzkorrelationsverfahren.
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In einem Ausführungsbeispiel wird die Laufzeitbestimmung zur Wandstärkenmessung verwendet. Der Ultraschallmessimpuls wird dabei von einer Grenzfläche reflektiert und dann erst empfangen. Solche Messungen haben den Vorteil, dass die Form des Referenzempfangsimpulses nicht vom Messobjekt abhängt, sondern statisch ist.
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Entsprechend wird eine Vorrichtung zur Bestimmung der Laufzeit von Ultraschallimpulsen bestehend aus einem Sender, einer Sonde, einem Empfänger, einer mit dem Sender und dem Empfänger verbundenen Recheneinheit und einem Speicher vorgeschlagen, wobei die Recheneinheit dazu ausgelegt ist, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung ein Wanddickenmessgerät. Alternativ kann sie ein Durchflussmessgerät, ein Füllstands- oder ein Entfernungsmessgerät sein. Die Vorrichtung kann nach dem Impuls-Echo-, dem Sender-Empfänger- oder dem Durchschallungsverfahren arbeiten.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und in der Beschreibung beschrieben.
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Die Verwendung der Wavelet-Transformation, also eines Verfahrens, welches zur Lokalisierung von Signalen mit Hilfe charakteristischer Wellenformen, sogenannter Wavelets verwendet wird, ermöglicht es, die Abtastrate des AD-Wandlers des eigentlichen Messsystems soweit zu reduzieren, dass das Nyquist-Theorem gerade so erfüllt ist (Abtastrate mind. doppelt so groß wie die höchste im Signal vorkommende Frequenz). Beispielsweise müssten bei einem 2.5 MHz Prüfkopf (100% Bandbreite) die Abtastrate bei > 7.5 MHz liegen. Mit der Verwendung eines 10 MS/s AD-Wandlers würde man ein sehr schlecht abgetastetes Signal erhalten. Die Genauigkeit der Zeitmessung würde demnach max. 100 ns (0.6 mm Stahl) betragen. Mit Hilfe der WAVELET Transformation ist es möglich, die zeitliche Lage des hoch aufgelösten Referenzempfangsimpulses im abgetasteten Signal zu bestimmen. Die Genauigkeit der Messung hängt dann von der Auflösung des WAVELETs ab und nicht mehr von der Abtastrate des Systems. Es wäre also vorteilhafterweise möglich, eine Genauigkeit von Ins mit einer Abtastung von 10 MHz zu erreichen. Dies würde Kosten sparen, da die Anforderungen an den AD-Wandler und den Speicher nicht so hoch wären. Weiterhin ist eine erhebliche Senkung des Stromverbrauchs damit verbunden. Zudem sind schnelle Mikrocontroller mit DSP Funktionalität zu moderaten Preisen erhältlich.
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Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Vorrichtung zur Laufzeitmessung,
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2 einen hochaufgelösten Referenzempfangsimpuls,
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3 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Laufzeitmessung,
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4 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zur groben Laufzeitmessung der 3,
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5 die abgetastete Antwort auf einem Ultraschallmessimpuls,
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6 das Ergebnis der erfindungsgemäßen Wavelet-Transformation, und
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7 eine Zusammenstellung von Referenzempfangsimpuls, empfangenen Messimpuls und Ergebnisvektor der erfindungsgemäßen Wavelet-Transformation.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Die Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Bestimmung der Laufzeit eines Ultraschallimpulses aufgezeigt. Hierunter werden breitbandige Impulse im Frequenzbereich zwischen 0,5 kHz und 200 MHz verstanden.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Anwendung der Laufzeitmessung nach dem Impuls-Echo-Verfahren beschrieben, ist darauf aber nicht beschränkt. Sie kann ebenfalls für die Laufzeitmessung nach dem Sender-Empfänger- und Durchschallungsverfahren verwendet werden. Entscheidend ist lediglich, dass die Übertragungseigenschaften des Messsystems und des Messobjektes hinreichend genau bekannt sind.
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Das Grundprinzip der im Folgenden rein beispielhaft vorgestellten Laufzeitbestimmung basiert bei der Wanddickenmessung auf der Reflektion eines Signals an einer Grenzfläche. Der Zeitunterschied zwischen Aussenden und Detektion der Antwort auf ein ausgesendetes Messsignal, hier rein beispielhaft eine Reflektion des Messsignals, ergibt die zu bestimmende Laufzeit des Messsignals oder Ultraschallmessimpulses. 1 zeigt eine entsprechende Vorrichtung zur Bestimmung der Laufzeit. Ein Sender 1 sendet einen Ultraschallmessimpuls aus. Dessen Antwort in Form eines reflektierten Signals wird über eine Sonde 2 und einen Empfänger 3 aufgenommen und an einen Analog-Digital-Wandler 4 weitergereicht. Der AD-Wandler 4 ist wiederum mit einer Recheneinheit 5 wie z. B. einem Mikrocontroller verbunden. Die Recheinheit 5 ist mit dem Sender 1, dem Empfänger 3 über den AD-Wandler 4 sowie ein Ausgabemittel 6 verbunden. Ferner weist die Vorrichtung einen Speicher (nicht gezeigt) auf, in dem Messdaten gespeichert werden können.
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Voraussetzung für die Güte dieses Verfahrens ist eine für das Messsystem statische Form der Antwort bzw. des Echos bzw. des empfangenen Referenzimpulses, im Folgenden Referenzempfangsimpuls genannt. Nur unter dieser Annahme kann die Laufzeit mit hoher Güte bestimmt werden und die Form des Referenzempfangsimpulses mit einer stark erhöhten Genauigkeit rekonstruiert werden. Durch die bevorzugt vorgenommene Digitalisierung der empfangenen Ultraschallimpulse steht dem Gerät nur eine begrenzte Anzahl von Punkten zur Verfügung, über die die Position des Echos oder Referenzempfangsimpulses aber eindeutig definiert ist. Für die Bestimmung der Laufzeit des Echos müssen nun charakteristische Punkte definiert werden. Dies können zum Beispiel der Echobeginn, die Echomitte oder die Lage des Maximums (der Amplitude) sein. Werden diese Parameter vom digitalisierten Signal abgeleitet, wird die Genauigkeit der Zeitmessung durch die zeitliche Auflösung der Digitalisierung der Referenzantwort xRef(t) bestimmt. Durch die Kenntnis der exakten Form des Referenzempfangsimpulses ist es möglich, mit Hilfe des im Folgenden beschriebenen Verfahrens die Laufzeit anhand der zeitlichen Lage des charakteristischen Punktes im Signalecho mit einer höheren Genauigkeit zu bestimmen, als es durch die zeitliche Auflösung der Digitalisierung des tatsächlich empfangenen Ultraschallmessimpulses vorgegeben ist.
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In einem ersten Verfahrensschritt wird zunächst die grundsätzliche Echoform bzw. die grundsätzliche Form des Referenzempfangsimpulses der Vorrichtung hochaufgelöst vermessen. Dies kann beispielsweise derart vorgenommen werden, dass ein bekannter Referenzimpuls ausgesendet und reflektiert wird. Nach Durchlaufen einer Wegstrecke mit bekannter Länge wird dann der Referenzempfangsimpuls xRef(t) zum gesendeten Referenzimpuls mit einer hohen Abtastrate fRef aufgenommen. Die Daten des Referenzempfangsimpulses können dann in einem Speicher gespeichert werden. Der Referenzempfangsimpuls xRef(t), wie beispielsweise in der 2 gezeigt, steht dann für die eigentlichen Messungen hochaufgelöst zur Verfügung.
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Der Referenzempfangsimpuls wird bevorzugt nicht vom Messgerät oder eigentlichen Messsystem selbst ermittelt. Er wird bevorzugt durch ein anderes Gerät mit einem schnellen AD-Wandler oder durch eine Simulation bestimmt. Dadurch kann das eigentliche Messgerät mit einem AD-Wandler geringerer zeitlicher Auflösung kostengünstig ausgestattet werden. Das eigentliche Messgerät muss dann nur die Daten zum abgetasteten Referenzempfangsimpuls für die eigentliche Laufzeitbestimmung erhalten, z. B. durch Ablage der Daten in einem Speicher. Dies muss nur einmalig vor Benutzung des Messgerätes zur Laufzeitmessung erfolgen.
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Dem Schritt des Bestimmens der Form eines Referenzempfangsimpulses oder eines Referenzechos eines Referenzimpulses folgt dann die eigentliche Laufzeitmessung wie in 3 dargestellt. Das Verfahren kann dabei in einen ersten Teilbereich „Grobbestimmung der Laufzeit” und in einen zweiten Teilbereich „Feinbestimmung der Laufzeit” untergliedert werden. 4 zeigt die grobe Laufzeitbestimmung noch einmal detaillierter. Bei der eigentlichen Messung wird zunächst ein Ultraschallmessimpuls vom Sender 1 der Vorrichtung ausgelöst. Dann wird der Ultraschallmessimpuls reflektiert bzw. er durchläuft eine Wegstrecke und das Echo- oder Empfangssignal detektiert. Das kann so geschehen, dass zunächst nach Auslösung des Ultraschallmess- oder -sendeimpulses der AD-Wandler 4 der eigentlichen Messvorrichtung gestartet und mit einer Abtastrate fs das AD-Wandlersignal im internen Speicher der Vorrichtung gesampled wird. Dabei ist die Abtastrate fs bevorzugt kleiner als die Abtastrate fRef. Dies geschieht über einen bestimmten, vordefinierten Zeitraum in dem das Echo zu erwarten ist. Optional kann sich hier wie in 4 gezeigt eine Vorverarbeitung des Echos anschließen. Zusätzlich können die Daten z. B. gefiltert oder gemittelt werden.
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An den oben beschriebenen Schritt schließt sich der Schritt der Echosuche oder Suche des Ultraschallmessimpulses in dem empfangenen Signal an. Die Echosuche kann durch mehrere Verfahren erfolgen, z. B. mittels des Eingangs beschriebenen Triggerverfahrens, mittels Korrelation oder bevorzugt mittels einer Wavelettransformation.
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Bei der Echosuche mittels Wavelettransformation kann ein bekanntes Standard-Basis-Wavelet Ψ() wie z. B. ein Daubechies oder Biorthogonal-Wavelet eingesetzt werden. Die zu transformierende Funktion x(t) der Gleichung (1) ist hier das empfangene Echo des Ultraschallmessimpulses. An der Stelle, an der ein Echo im Signal enthalten ist, dass eine ähnliche Form wie das Basiswavelet aufweist, hat das Transformationsergebnis ein Maximum. An dieser Stelle wird dann das Signal liegen. Die zeitliche Lage des Maximums ergibt dann die grob vorbestimmte Laufzeit. Ist dieses Echo des Signalimpulses gefunden, wird es von der Gesamtheit der gespeicherten Empfangsdaten des Empfängers 3 und des AD-Wandler 4 separiert. Ein abgetasteter, empfangener Ultraschallmessimpuls ist in 5 dargestellt
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Hieran schließt sich jetzt die präzisere Laufzeitbestimmung „fein” an. Diese erfolgt unter Verwendung der Wavelettransformation. Es wird zunächst aus dem separierten Echo des Ultraschallmessimpulses ein Wavelet Ψ() generiert. Der Parameter „a” der Wavelettransformation in Gleichung (4) streckt oder staucht das Wavelet, der Parameter „b” verschiebt dessen Nulllage. Das Wavelet Ψ((t – b)/a) entspricht im Zeitbereich tA ≤ t ≤ tE dem empfangenen Ultraschallmessimpuls, wobei tA der Anfang des Ultraschallmessimpuls und tE dessen Ende ist.
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Darin schließt sich die eigentliche Wavelettransformation Wψ(a, b) = 1/a∫Ψ((t – b)/a)XRef(t)dt (4) an. Das an das gemessene Echo angepasste Wavelet wird somit mit dem hochaufgelösten Referenzempfangsimpuls mittels Wavelettransformation „verglichen”. Als Ergebnis liefert die Transformation eine Laufzeit.
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Die Laufzeit kann ferner um einen „Offset” korrigiert werden, wenn nötig. Der „Offset” resultiert dabei z. B. aus dem Beginn des abgetasteten, empfangenen Messimpulses im Vergleich zum Beginn des Referenzempfangsimpulses. Der Beginn des abgetasteten Messimpulses kann durch die Abtastung leicht verschoben sein, zum Beispiel kann es sein, dass der Beginn nicht genau im Nulldurchgang des Messimpulses sondern auf seiner ansteigenden Flanke liegt. Diese Verschiebung kann dann durch die Kenntnis der Form des Referenzempfangsimpulses korrigiert werden.
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7 stellt noch einmal einen Referenzempfangsimpuls (durchgezogenen Linie), einen abgetastete, empfangenen Ultraschallmessimpuls (gepunktete Linie mit Kreisen) sowie einen Ergebnisvektor der Wavelet-Transformation (gestrichelte Linie) zusammen in Abhängigkeit von der Laufzeit dar. Die Laufzeit ergibt sich aus der Lage des Maximums des Ergebnisvektors.
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In der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist nun die Recheneinheit 5 derart angepasst, dass die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgeführt werden können. Dabei ist die Recheneinheit 5 des Messsystems bevorzugt so ausgelegt, dass sie lediglich die Schritte (b) und folgende ausführt. Der erste Schritt (a) wird bevorzugt mit Hilfe einer vom Messsystem getrennten, separaten Rechen- oder AD-Wandlereinheit ausgeführt. Somit muss die Recheneinheit 5 bzw. der ADC 4 des eigentlichen Messsystems lediglich dazu ausgelegt sein, eine geringere zeitliche Auflösung des empfangenen Ultraschallmessimpulses gegenüber dem Referenzempfangsimpuls zu gewährleisten. Zudem muss dann die Vorrichtung lediglich die Daten zum Referenzempfangsimpuls erhalten, z. B. durch Ablage im internen Speicher der Vorrichtung.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005015456 A1 [0013]
