DE2201702C3 - Anordnung zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit eines Strömungsmittels in einer Rohrleitung - Google Patents
Anordnung zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit eines Strömungsmittels in einer RohrleitungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit eines Strömungsmittels,
beispielsweise einer Flüssigkeit in einer Rohrleitung. Eine Meßanordnung der im Oberbegriff
des Anspruchs 1 beschriebenen Art ist bereits Gegenstand der DE-OS 21 07 586.
Bei Anordnungen dieser Art wird die Zeit gemessen, die eine Ultraschallwelle braucht, um von einer Wand
der Rohrleitung zur anderen Wand zu gelangen. Diese Zeit hängt von der Strömungsgeschwindigkeit des
Strömungsmittels und von der Ausbreitungsgeschwindigkeit des Schalls in dem Strömungsmittel ab. Nun ist
aber die Schallgeschwindigkeit nicht immer genau bekannt.
Wenn ferner die Flüssigkeit nicht homogen ist, wie es bei einer Ölleitung vorkommen kann, in der verschiedene
Erdölsorten nacheinander fließen können, kann sich die Schallgeschwindigkeit in einem ziemlich großen
Bereich ändern.
In der FR-PS 13 75 940 ist eine Anordnung beschrieben, die nach zwei aufeinanderfolgenden Messungen
mit Hilfe eines digitalen Rechengeräts ein Ergebnis als Folge eines Verfahrens liefert, mit welchem der Einfluß
der Ausbreitungsgeschwindigkeit des Schalls in dem Strömungsmittel beseitigt werden kann.
Diese Anordnung hat den Nachteil, daß sie die Verwendung eines digitalen Rechengeräts erfordert und
demzufolge teuer ist.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Anordnung, bei der das gleiche Verfahren angewendet
wird, jedoch das digitale Rechengerät durch drei Vorwärts-Rückwärts-Zähler ersetzt ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beispielshalber beschrieben. Darin zeigt
F i g. 1 ein Übersichtsschema der Anordnung nach der Erfindung,
F i g. 2 ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise,
F i g. 3 das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer ersten Schaltungsgruppe der Anordnung nach der
Erfindung,
F i g. 4 ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise und
F i g. 5 das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer zweiten Schaltungsgruppe der Anordnung nach
der Erfindung.
Fig. 1 zeigt eine Rohrleitung 1, in der sich ein Strömungsmittel mit der Geschwindigkeit ν in der
Richtung des Pfeils bewegt.
An zwei Mantellinien dieser Rohrleitung, die zur gleichen Diametralebene gehören, sind zwei erste
elektroakustische Wandler 11 und 12 angebracht, wobei
der Wandler 11 stromaufwärts von dem Wandler 12 liegt Jeder dieser Wandler ist in der Lage, ein
Ultraschallbündel auszusenden und das von dem anderen Wandler ausgesendete Ultraschallbündel zu
empfangen; diese beiden Wandler seiden auf Grund eines elektrischen Signals, das von einem Generator 2
erzeugt wird. Das Ausgangssignal dieses Generators wird mit Hilfe eines von einem Programmwerk 4
betätigten Umschalters 3 abwechselnd zu dem Wandler 11 und zu dem Wandler 12 geschickt Die Ausgänge der
beiden Wandler 11 und 12 sind mit den Eingängen eines Zählers 5 verbunden, dessen Betrieb sie steuern. Dieser
Zähler zählt die Impulse eines Taktgebers 6, der von dem Programmwerk 4 in Tätigkeit gesetzt wird.
Anschließend wird dieser Zähler 5 von dem Programmwerk 4 in die Rückwärtszählstellung gebracht
Die Impulse, die er während der Rückwärtszählung abgibt, bis er auf Null zurückgestellt ist, halten eine
bistabile Anordnung 7 offen.
Zwei weitere Wandler 21 und 22, nämlich ein Sendewandler 22 und ein Empfangswandler 21, sind an
den Enden eines Durchmessers des gleichen Querschnitts der Rohrleitung angebracht, beispielsweise
stromabwärts von den beiden ersten Wandlern. Der Ausgang des Wandlers 21 ist mit dem Eingang des
Wandlers 22 über einen Verstärker 8 verbunden. Wenn also der Wandler 22 einen Ultraschallimpuls aussendet,
wird dieser von dem Wandler 21 empfangen, der daraufhin einen elektrischen Impuls abgibt, der dom
Eingang des Wandlers 22 über den Verstärker 8 zugeführt wird.
Es wird also eine Impulsfolge erzeugt, deren Folgeperiode gleich der Laufzeit ίο ist, welche die
Ultraschallwelle für den Weg von dem Wandler 22 zum Wandler 21 benötigt Der Wandler 22 wird von dem
Programmwerk 4 in Tätigkeit gesetzt.
Die von dem Wandler 21 empfangenen Impulse werden nacheinander von zwei Zählern 9 und 10
gezählt.
Der Zähler 9 wird von der bistabilen Anordnung 7 in Tätigkeit gesetzt.
Der Zähler 10 wird von einer zweiten bistabilen Anordnung 13 in Tätigkeit gesetzt, die von dem Zähler 9
in der gleichen Weise gesteuert wird, wie die bistabile Anordnung 7 von dem Zähler 5.
Der Zähler 9 wird von dem Programmwerk 4 betätigt.
Diese Anordnung arbeitet in folgender Weice:
Der Generator 2, der während eines ersten Zeitintervalls der Messung von dem Umschalter 3 mit
dem Wandler 11 verbunden wird, sendet einen ungedämpften Wellenzug aus, dessen Frequenz so
gewählt ist, daß die Phasendifferenz, die durch die Laufzeit der Welle vom Wandler 11 zum Wandler 12
oder durch die Laufzeit der Welle vom Wandler 12 zum Wandler 11 verursacht wird, kleiner als 2 π ist
Nach Beendigung des Einschwingzustands und von einem durch das Programmwerk 4 vorgeschriebenen
Zeitpunkt an, wird der erste positiv gerichtete Nulldurchgang der abgegebenen elektrischen Schwingung
in einem Zeitpunkt f5 markiert (F i g. 2).
Der Zähler 5 und der Taktgeber 6 werden in diesem Zeitpunkt ts in Tätigkeit gesetzt. Der Zähler 5 zählt die
Taktimpulse bis er im Zeitpunkt ii von dem Wandler 12
angehalten wird. Dieser Zeitpunkt f] ist der erste Zeitpunkt nach dem Zeitpunkt ts, in dem die
Schwingung, die der Wandler 12 auf Grund der vom Wandler 11 ausgesendeten WeUe erzeugt, mit einer
positiven Steigung durch den Wert 0 geht Die Zeit ;;
entspricht der Laufzeit des Schalls vom Wandler 11 zum
Wandler IZ
Die Messung wird dann angehalten. Der Zähler 5 hat eine Anzahl Ni von Taktimpulsen gezählt
In einem zweiten Zeitintervall der Messung bringt der
Umschalter 3 den Generator 2 mit dem Wandler 12 in
to Verbindung. Die Messung erfolgt genau in der gleichen
Weise, abgesehen davon, daß jetzt der Zähler 5 in die Rückwärtszählstellung gebracht wird, bis er den
Zählerstand 0 erreicht, und dann wieder in die
Vorwärtszählstellung gebracht wird, bis zum Zeitpunkt
h, in welchem die vom Wandler 11 empfangene Welle
mit positiver Steigung durch den Wert 0 geht wodurch der Zähler 5 stillgesetzt wird
Der Zähler zeigt dann eine Anzahl /v? von
Taktimpulsen an. Diese Anzahl M ist bis auf eine Taktimpulspe iode, gleich f2 — fi.
Nun gilt-
U =
C + l'COSÖ
h =
c — rcos<9
Darin sind
L der Abstand zwischen den Wandlern 11 und 12,
c die Schallgeschwindigkeit in dem Strömungsmittel,
ν die Geschwindigkeit des Strömungsmittels, cos θ der Winkel zwischen den beiden Richtungen
ll-12undK
Da v2 gegen c2 vernachlässigbar ist, lautet der
Ausdruck für ?2 - fi in erster Ordnung:
2Lucos6>
Die Zahl JV? ermöglicht die Kenntnis von v, wenn L und C bekannt sind. Nun kann es aber sein, daß die
Schallgeschwindigkeit c nicht konstant ist, und daß sie nicht immer genau bekannt ist Damit dieses Glied
eliminiert wird, gibt es noch zwei weitere Zeitintervalle der Messung.
Im dritten Zeitintervall wird der Zähler 5 vom Programmwerk 4 in die Rückwärtszählstellung gebracht
Die Taktimpulse, die er nun zählen soll, können eine sehr viel kleinere Frequenz als in den eisten beiden
Zeitintervallen haben. In den beiden ersten Zeitintervallen muß nämlich die Taktimpulsperiode klein gegen die
Periode der Ultraschallwelle sein, damit eine gute Auflösung erzielt wird.
Wie zu erkennen sein wird, ist im zweiten Fall gerade das Umgekehrte von Vorteil.
Der Wandler 22 wird in Tätigkeit gesetzt Er sendet einen Impuls aus, der nach einer Zeit to vom Wandler 21
empfangen wird. Dieser gibt daraufhin einen elektrisehen
Impuls ab, der vom Verstärker 8 verstärkt und dem Eingang des Wandlers 22 zugeführt wird. Da eine
Schleife gebildet ist, wird eine Impulsfolge mit der Periode to abgegeben.
Damit der Faktor c eliminiert wird, braucht nur die Zeit fo gemessen zu werden, worauf der Quotient
(h—t])/to gebildet wird, in dem nur noch ν und
konstante Glieder auftreten.
Es läßt sich nämlich zeigen, daß t\ gleich dem Wert
D2Zc7 ist, wenn mit D der Durchmesser der Rohrleitung
bezeichnet wird.
Die Zähler 9 und 10 ermöglichen die Durchführung dieser Operation.
Der Zähler 9 zählt die Impulse mit der Folgeperiode ίο, solange er von der bistabilen Anordnung 7 in
Tätigkeit gehalten wird, d. h. solange der Zähler 5 nicht geleert ist; der Zähler 9 bleibt stehen, wenn der Zähler 5
leer ist.
Die dann vom Zähler 9 angezeigte Zahl M ist dem Wert (t2- t]/to) proportional. Die Zeit, die der Zähler 5
bis zum Entleeren benötigt, ist nämlich dem Wert t2— ii
proportional, und die vom Zähler 9 angezeigte Zahl ist der Frequenz /O= l/r0 der umlaufenden Impulse proportional,
also dem Wert fo umgekehrt proportional.
Der gleiche Vorgang wird in einem vierten Zeitintervall mit dem Zähler 10 unter der Wirkung des
gleichen Taktgebers durchgeführt, während der Zähler 9 in die Rückwärtszählstellung gebracht ist.
Man hat dann das gesuchte Ergebnis: Der Zähler 10 2>
zeigt eine Zahl M an, die dem Wert (f2-fi)/fo proportional ist.
F i g. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Schaltungen, die für die Durchführung der ersten und der zweiten
Messung geeignet sind.
Die in Fig. 3 dargestellte Anordnung enthält eine erste bistabile Kippschaltung FFi, die von dem nicht
dargestellten Programmwerk das Signal für die Auslösung der Messung empfängt. Sie geht dann in die
Arbeitsstellung und gibt eine Spannung des Wertes 1 ab, π
die an die Und-Gatter ET] und ET2 angelegt wird.
Diese beiden Und-Gatter ET] und ET2 sind mit den
beiden Eingängen einer bistabilen Kippschaltung FF2 verbunden. Diese bistabile Kippschaltung FF2 liefert ein
Meß-Rechtecksignal, indem sie bei der Ankunft des ersten Nulldurchgangs der vom Senderwandler abgegebenen
Welle in die Stellung 1 geht. Das diesem Nulldurchgang entsprechende Signal wird über den
zweiten Eingang des Und-Gatters ET, übertragen. Die bistabile Kippschaltung FF2 bleibt in diesem Zustand, bis 4r>
sie in die Stellung 0 zurückgestellt wird, was durch das Und-Gatter ET2 beim Eintreffen des ersten Nulldurchgangs
der Schwingung des Empfangswandlers erfolgt. Der gleiche Vorgang findet in den beiden Meßrichtungen
statt. ">»
Wenn die bistabile Kippschaltung FF2 in der Stellung
1 ist. öffnet sie ein Und-Gatter ETi. Dieses Und-Gatter
mit einer Frequenz in der Größenordnung von
beispielsweise 1 MHz. Der Ausgang des Und-Gatters ίί ET, ist über ein Oder-Gatter Oi A mit dem Eingang eines
Zählers G verbunden (dessen Funktion derjenigen de«. Zählers 5 von F i g. 1 entspricht).
Diese erste Gruppe von Schaltungsorganen ermöglicht die Durchführung der ersten Messung, d. h. der w>
Messung der Zeit t, (in weither der stromaufwärts
liegende Wandler 11 der Sender ist). Wenn nämlich die
bistabile Kippschaltung FF unter der Wirkung des Programmwerks m die Stellung 1 geht, gibt sie eine
Spannung ab. weiche die Und Gatter £T. und ET2 es
öffnet Die von dem elektrischen Signalgenerator abgegebene Schwingung wird zuvor durch Größtwert
begrenzung und anschließendes Dif'erenzieren in eine
Folge von positiven Impulsen (Fig.4) umgewandelt (während die negativen Impulse beseitigt werden).
Diese Impulse entstehen jedesmal dann, wenn die ursprüngliche Schwingung in ansteigender Richtung
durch Null geht. Bei dem ersten Impuls, der auf die Auslösung der Messung folgt, wird die bistabile
Kippschaltung FF2 von dem' Und-Gatter ET] in die
Stellung 1 gebracht. Beim Erscheinen des ersten Impulses, der anschließend vom Empfänger abgegeben
wird, wird sie wieder in die Stellung 0 gebracht. Das Und-Gatter ETz ist also für die Zeit fi offen.
Der Zähler Q empfängt dann die Taktimpulse über das Und-Gatter £T3 und das Oder-Gatter OfJ,. Er zählt
die Taktimpulse, bis die bistabile Kippschaltung FF2
zurückgestellt wird, also während der Zeit fi. Er zeigt
dann eine Zahl ΛΊ an, die, bis auf eine Taktimpulsperiode,
gleich der Zeit fi ist.
Die folgenden Schaltungsorgane ermöglichen die Messung der Zeit i2— fi.
Unter der Wirkung einer vom Programmwerk über ein Differenzierglied D2 gesteuerten bistabilen Kippschaltung
FFj wird der Zähler G in die Rückwärlszählstellung gebracht.
Die Stufen des Zählers G sind mit einem Und-Gatter ETb verbunden. Das Und-Gatter ETt, ist mit einem
Und-Gatter ET* verbunden, das geöffnet wird, wenn der
Zähler G durch Null geht, wodurch ein zweites Auslösesignal für die Messung zum Und-Gatter ET2
geliefert wird.
Dieses zweite Auslösesignal für die Messung ist notwendig, damit der Zähler G nach einer Zeit
angehalten wird, die tatsächlich der zu messenden Phasenverschiebung entspricht, unabhängig von der
gegenseitigen Lage der gesendeten und empfangenen Weilen.
Die Wirkungsweise der Anordnung ist an Hand der Zeitdiagramme von F i g. 4 besser verständlich.
Das nicht dargestellte Programmwerk bewirkt, daß die folgenden Operationen der Reihe nach durchgeführt
werden:
a) Im Zeitpunkt te beginnt die Messung, die zur
Kenntnis von Au führt. Die bistabile Kippschaltung Fh\ bewirkt das Umkippen der bistabilen Kippschaltung
FFi an ihrem ersten Eingang, und die Messung läuft in der zuvor angegebenen Weise ab.
wobei der Zähler G in der Vorwärtsrichtung zählt.
b) Im Zeitpunkt tf (Ende der ersten Meßphase) wird
von dem Differenzierglied D] ein negativer Impuls erzeugt. Dieser bringt die Kippschaltung FFj in die
Stellung 0 zurück, wodurch der Zähler G am Eingang R in die Rückwärtszählstellung gebracht
wird.
Stellung 0 gebracht. Sie sperrt dann das Und-Gatter ET: Die Rückwärtszählung beginnt in gleicher Weise
wie die Vorwärtszählung bei der vorhergehenden Operation. Der Zähler kann aber erst dann wieder zu
zählen beginnen, wenn er seinen Zählerstand 0 erreicht hat. In diesem Augenblick wird nämlich ein Impuls von
dem Und-Gatter ETb abgegeben, durch den die bistabile Kippschaltung FF4 zum Umkippen gebracht wird. Das
Und-Gatter ET2 öffnet sich, die Messung beginnt in der
Vorwärtszählnchtung und hört auf. wenn der Empfänger einen Nulldurchgang der Welle in ansteigender
Richtung (positiver Impuls) empfängt Der Zähler hat in
diesem Zeitpunkt einen Zählerstand At2 - Au registriert.
Es ist nämlich bekannt, daß At2 zwangsläufig größer als
At- ist. so daß normalerweise in der ersten Rückwärts-
zählphase der ganze Inhalt des Zählers Q, nämlich das
Äquivalent von Δ t\, gelöscht worden ist.
Jedes Eintreffen eines Impulses, der einem Wert Ah<At\ entspricht, muß vermieden werden, so daß
dadurch die Messung nicht beeinflußt werden kann.
Wenn die Messung durch das Und-Gatter £74 und das
Differenzierglied D\ beendet wird, wird ein negativer Impuls erzeugt, der die bistabile Kippschaltung FF3
zurückstellt.
Der Zähler G wird in die Rückwärtszählstellung zurückgestellt.
F i g. 5 zeigt die Schaltungen für die Durchführung der Messungen von
und
h. - U
In Fig.5 sind einige Schaltungsteile zu finden, die
bereits in F i g. 3 zu erkennen sind, und von denen bisher noch nicht die Rede war, nämlich eine bistabile
Kippschaltung FF5, die an ihrem einen Eingang von dem Programmwerk betätigt wird.
Diese bistabile Kippschaltung liefert in ihrer Arbeitsstellung eine Ausgangsspannung zu einem Und-Gatter
£■75; wenn dieses offen ist, überträgt es zu dem Zähler G
Taktimpulse, deren Frequenz in der Größenordnung von 10 kHz sehr viel niedriger als diejenige der
vorhergehenden Taktimpulse ist.
Der Zähler G, der in der Rückwärtszählstellung steht, empfängt also über das Und-Gatter ETs die niederfrequenten
Taktimpulse.
Die bistabile Kippschaltung FF5 geht unmittelbar nach dem Schließen der Schleife über die Wandler 21
und 22 auf Befehl des Programmwerks in die A rbeitsstellung. Sie läßt das Entleeren des Zählers C,
10-kHz-Takt und die Vorwärtszählung im Zähler C2 zu.
Sie wird vom Zähler G auf Null zurückgestellt, wenn dieser durch 0 geht. Der dann vom Zähler G zum
zweiten Eingang der Kippschaltung FF5 gelieferte Impuls bringt diese in die Ruhestellung.
Andererseits öffnet die Kippschaltung FF5 ein Und-Gatter ETr, dessen Ausgang mit dem Zähler C2
verbunden ist, der die Aufgabe hat, den Wert (r2 — U)/to
zu messen.
Das Und-Gatter ET7 empfängt andererseits die in der Schleife der Wandler 21 und 22 umlaufenden Impulse.
Die beschriebene Schaltungsgruppe arbeitet in folgender Weise:
Der erste umlaufende Impuls bringt die Kippschaltung
FFi in die Arbeitsstellung und die Kippschaltung
FF3 in die Ruhestellung.
Das Und-Gatter £Γ5 ist geöffnet. Der Zähler G
beginnt Seine RückwäriSiäniufig liii Taki der vom
Taktgeber gelieferten 10-kHz-Impulse. Da das Und-Gatter
ET; von der Kippschaltung FF5 geöffnet ist, zählt
der Zähler C2 die von den Wandlern bei geschlossener Schleife gelieferten umlaufenden Impulse.
Wenn der Zähler Q durch den Zählerstand 0 geht, geht die Kippschaltung FF5 in die Ruhestellung, und die
5 Operationen werden stillgesetzt. Da sich das Und-Gatter £77 schließt, hat der Zähler C2 die Impulse mit der
Frequenz fo=\/to während der Zeit gezählt, die der
Zähler G zum Entleeren benötigte, d. h. während einer Zeit, die dem Wert f2 — fi proportional ist. Der Zähler Ci
zeigt daher einen Zählerstand an, der dem Wert {h— U)/ta proportional ist.
Die übrigen Schaltungsbestandteile ermöglichen die Messung des Werts (f2-fi)/r->.
Die bistabile Kippschaltung FF5 ist über ein Differenzierglied D3 mit dem einen Eingang einer bistabilen Kippschaltung FFb verbunden. Der andere Eingang dieser Kippschaltung ist an den Ausgang des Zählers C2 angeschlossen, der einen Impuls abgibt, wenn der Zähler auf 0 geht.
Die bistabile Kippschaltung FF5 ist über ein Differenzierglied D3 mit dem einen Eingang einer bistabilen Kippschaltung FFb verbunden. Der andere Eingang dieser Kippschaltung ist an den Ausgang des Zählers C2 angeschlossen, der einen Impuls abgibt, wenn der Zähler auf 0 geht.
Die bistabile Kippschaltung FFb ist mit dem Eingang
R des Zählers G verbunden, wodurch dieser auf Rückwärtszählung eingestellt wird. Sie ist ferner mit
einem Und-Gatter ET, verbunden, das im geöffneten Zustand die niederfrequenten Taktimpulse überträgt.
Die umlaufenden Impulse werden dem Zähler G3 über
ein Und-Gatter ETs zugeführt, das offen ist, wen sich die bistabile Kippschaltung FFb in der Arbeitsstellung
befindet.
Der Ausgang des Zählers C) ist mit einer Anzeigevorrichtung
A verbunden.
Diese Schaltungsgruppe arbeitet in folgender Weise: Wenn die Kippschaltung FF5 in ihre Ruhestellung
geht, veranlaßt sie das Differenzierglied D3 zur Abgabe
eines negativen Impulses, der die bistabile Kippschaltung FFb in die Arbeitsstellung bringt. In dieser Stellung
öffnet diese Kippschaltung das Und-Gatter ET*,, das die Zuführung der Zählimpulse zu dem Zähler C2 in der
Rückwärtszählstellung ermöglicht. Der Zähler Ci
entleert sich dann im Takt der Taktimpulse. Wenn er
on den Zählerstand 0 erreicht, bringt der Zähler C2 die
bistabile Kippschaltung FFb in die Ruhestellung.
Die bistabile Kippschaltung FFb öffnet in der
Arbeitsstellung ferner das Und-Gatter £T8, das die Zuführung von Impulsen zum Zähler C3 ermöglicht.
Dieser zählt dann die von den Wandlern erzeugten umlaufenden Impulse ausschließlich während der Zeit,
in der sich die Kippschaltung FFb in der Arbeitsstellung
befindet
Der am Ende der Zählung erhaltene Zählerstand entspricht auf Grund der gleichen Überlegung, wie sie
zuvor für den Zähler C2 angestellt wurde, dem Wert
(h-u)/tl
Die Aiiicigcvoi richtung A ^eigi dann die Geschwindigkeit
ν des Strömungsmittels in der Rohrleitung an.
Hierzu 4 Blatt Zeichnunsen
Claims (5)
- 22 Ol 702Patentansprüche:!. Anordnung zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit eines Strömungsmittels in einer Rohrleitung, mit zwei ersten elektroakustischen Wandlern, die an den Wänden der Rohrleitung angeordnet sind und LJItraschallbündel aussenden bzw. empfangen können, die abwechselnd von dem einen gesendet und von dem anderen empfangen werden, nachdem sie die Rohrleitung in einer Richtung durchquert haben, die um einen bekannten Winkel gegen die zu messende Geschwindigkeit geneigt ist, mit Einrichtungen zur Messung der Differenz ti— U zwischen der Laufzeit f2 des Schalls von dem stromabwärts liegenden Wandler zu dem stromaufwärts liegenden Wandler und der Laufzeit fi des Schalls von dem stromaufwärts liegenden Wandler zu dem stromabwärts liegenden Wandler, zwei zweiten elektroakustischen Wandlern, von denen der eine für die Sendung und der andere für den Empfang eines durch die Rohrleitung senkrecht zur Rohrachse gehenden Ultraschalibündels geeignet ist, mit Einrichtungen zur Verbindung der beiden zweiten Wandler in einer Schleife für die Abgabe einer Impulsfolge der Periode fo, deren Wert dieselbe Größenordnung wie die Werte der Laufzeiten ii und f2 hat, und mit Einrichtungen zur Messung der Periode fo und zur Bildung des Verhältnisses (f2 — ti)/fg, dadurch gekennzeichnet, daßa) zur Messung der Differenz i2—ii ein erster Vorwärts-Rückwärts-Zähler (5) vorgesehen ist, der Taktimpulse während der Zeit ii zählt, und daß Einrichtungen (14) vorgesehen sind, die den ersten Zähler (5) in die Rückwärtszählstellung bringen und ihn bei Erreichen des Zählerstands Null wieder in die Vorwärtszählstellung zurückstellen, so daß er am Ende der Zeit f2 die Differenz Ϊ2 — ft anzeigt, und daßb) die Einrichtungen zur Bildung des Verhältnisses (f2-ii)/fj) einen zweiten Vorwärts-Rückwärts-Zähler (9) und einen dritten Zähler enthalten, daß dem ersten Zähler (5) Einrichtungen (7) zugeordnet sind, die den zweiten Zähler (9) für eine Zeit in Tätigkeit setzen, die dem Wert f2 - ii proportional ist, daß dem zweiten Zähler (9) Einrichtungen (13) zugeordnet sind, die den dritten Zähler (10) für eine Zeit (f2-fi)/io in Tätigkeit setzen, daß dem dritten Zähler (10) Einrichtungen (14; A) zur Anzeige der Geschwindigkeit des Strömungsmittels zugeordnet sind, und daß der zweite und der dritte Zähler die Impulse der Periode fo vorwärtszählen.
- 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Taktgeber (6) eine erste Impulsfolge hoher Frequenz liefert, deren Impulse von dem ersten Zähler (5) während der Messung von i2— ii vorwärtsgezählt werden, und eine zweite Impulsfolge niedriger Frequenz, die von dem ersten Zähler (5) während der Messung von (f2-fi)/io und von dem zweiten Zähler (9) während der Messung von (f2 — fi)/ fο rückwärts gezählt werden.
- 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden ersten Wandler (11, 12) mit einem elektrischen Signalgenerator (2) abwechselnd über einen Umschalter (3) verbunden sind.
- 4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 gekennzeichnet durch Einrichtungen (4), die das Stillsetzen des ersten Zählers (5) während der Messung von ö verhindern, solange er nicht wieder den Zählerstand Null erreicht hat
- 5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablauf der Operationen durch ein Programmwerk (4) und durch bistabile Schaltungen (7,13) gesteuert wird.
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DE2201702C3 true DE2201702C3 (de) | 1981-07-30 |
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- 1972-01-14 BE BE778034A patent/BE778034A/xx unknown
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