DE2421675A1

DE2421675A1 - Stroemungsmesser fuer fluida mit raeumlich zufaellig verteilten, mitgefuehrten markierungen

Info

Publication number: DE2421675A1
Application number: DE2421675A
Authority: DE
Inventors: Victor P Hatboro Head
Original assignee: Fischer and Porter GmbH
Current assignee: Fischer and Porter GmbH
Priority date: 1973-05-07
Filing date: 1974-05-04
Publication date: 1974-11-28
Also published as: JPS5749847B2; US3813939A; JPS5016567A

Description

PP 74/6

Anm.; FISCHER & PORTER GMBH, 3401 Groß Ellershausen

Strömungsmesser für Pluida mit räumlich zufällig verteilten, mitgeführten Markierungen

Die Erfindung betrifft einen Strömungsmesser für Fluida mit räumlich zufällig verteilten, mitgeführten Markierungen, mit einem zwei in Strömungsrichtung in "bestimmtem Abstand hintereinander angeordneten Abfühlstationen für die Markierungen aufweisenden Meßrohr, sowie mit Verstärkern für die elektrischen Signale der Abfühlstationen, einem nachgeordneten Korrelator für die verstärkten Signale und einem von dem Korrelator abhängigen, die Strömungsgeschwindigkeit und/oder das Volumen des Fluids erfassenden Indikator.

Solche Markierungen können z.B. reibungselektrische Ladungen, radioaktive Teilchen oder Turbulenzstellen sein, die durch geeignete Abfühlstationen mit potentialempfindlichen, radioaktiv arbeitenden oder druck- bzw_e temperaturempfindlichen Detektoren erfaßt und in weiterverarbeitbare Signale umgewandelt werden.

Solche Strömungsmesser sind aus der US-PS 3 595 078 sowie den DT-OS 2 218 458 und 2 218 459 bekannt, bei denen zwei von kapazitiven Änderungen abhängige Abfühlstationen benutzt sind, deren elektrische Wechselstromsignale gesondert verstärkt einem Kreuzkorrelator zugeführt werden, der daraus die Laufzeit des Fluids bzw. seiner mitgeführten erfühlten Markierungen durch die Abstandsstrecke zwischen beiden Abfühlstationen ermittelt, indem die Zeitverzögerung festgestellt wird, bei

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der der Maximalwert der Kreuzkorrelationsfunktion beider

Wechselstromsignale auftritt.

Unter Korrelation ist allgemein die Ermittlung des Grades der Abhängigkeit einer sich ändernden Größe von einer anderen Größe zu verstehen.

Die Kreuzkorrelation ist abhängig von der Bestimmung eines einzigen Scheitelpunktes der Kreuzkorrelationsfunktion als Maß für die Signalzeitverzögerung in Verbindung mit dem Verhältnis des Abstandes zwischen beiden Abfühlstationen zu der zu messenden Strömungsgeschwindigkeit.

Für die Güte der Kreuzkorrelation ist dabei folgendes zu beachten:

a) Die Ermittlung des Scheitelpunktes einer Kreuzkorrelationsfunktion wäre ·· am besten, wenn die Bandbreite des erfühl- , ten Signals Unendlich zustrebt, so daß der Scheitelpunkt die 3?orm einer schmalen Spitze im Bereich der gewünschten Zeitverzögerung hätte. Dies ist in der Praxis aber nicht erreichbar, da die tatsächliche Bandbreite des Signals weit von Unendlich entfernt ist. Der tatsächliche Scheitelpunkt der Kreuzkorrelationsfunktion ist in Form eines Buckels oder scheinbaren Plateaus verbreitert. Dabei ist die genaue Erfassung der Zeitverzögerung umso schwieriger, je größer der Grad der räumlichen Frequenz der erfühlten Signale ist.

b) Die Umgebung der Meßstellen ist vielfach mit zeitveränderlichen Streustörungen mit diskreten Brummfrequenzen in Form von ganzzahligen Vielfachen der Netzfrequenz oder mit Mikrofoneffekten aus mechanischen Schwingungen durchsetzt, die die erfühlten Signale der Abfühlstationen "verschmutzten", so daß der maßgebliche zeitverzögerte Scheitelpunkt der Kreuzkorrelationsfunktion nicht mehr aus den zahlreichen

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falschen Scheitelpunkten der Störungen herausgefischt werden kann, die die Periode der Störungen wiedergeben»

c) Wo die Bandbreite des erfühlten Signals zwar entsprechend breit istf das Signal aber mit einem Fluid in Beziehung steht, dessen Bewegung kontinuierlich veränderliche beständige' Geschwindigkeitskomponenten aufweist, wie z.B. ein Grenzschichten, erscheint ein. breites Band einer geschwindigkeitsabhängigen ZeitVerzögerung mit breitem Buckel in der Kreuzkorrelation, so daß eine genaue Bestimmung einer einzelnen charakteristischen Geschwindigkeit (Maximum oder Durchschnittswert) unmöglich ist«,

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Strömungsmesser der eingangs genannten Art zu schaffen, der eine genaue Erfassung der Strömungsgeschwindigkeit eines beliebigen Fluids unabhängig von dessen Eigenschaften frei von Störungseinflüssen mit einfachen Mitteln ermöglicht.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt nach der Erfindung dadurch, daß die Verstärker ausgangsseitig mit einem Differenzbildner verbunden sind, dessen Wechselstromausgang mit einem Autokorrelator verbunden ist.

Trotz des Fühlens von räumlich zufällig verteilten mitströmendeCn. Markierungen im Fluid, dessen Strömungsgeschwindigkeit oder dessen Volumen gemessen werden soll, kann auf diese Weise unter Vermeidung der einer Kreuzkorrelation anhaftenden Uachteile bei Fluiden unterschiedlicher Natur (die z.B. nicht mit elektromagnetisch arbeitenden Strömungsmessern gemessen werden können) die Messung erfolgen.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung eines insbesondere nach der vorbeschriebenen Art mit einem Autokorrelator zusammenarbeitenden Strömungsmessers zeichnet sich dadurch aus, daß die ruhend angeordneten Fühler der beiden Abfühlstationen

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außer Berührung mit dem strömenden Fluid angeordnet sind und durch diese daher in keiner Weise "beeinträchtigt werden können (Verschmutzung, Korrosion u.dgl.)» so daß der Strömungsmesser nach der Installation ohne ITacheichung zuverlässig und genau arbeitet und wegen der strömungsgünstigen Ausgestaltung nur eine relativ kleine Pumpenleistung erfordert. Die von den Abfühlstationen stammenden Wechselstromsignale, die durch Erfühlen der vorbeiströmenden Markierungen gewonnen werden, sind sich ähnlich und unterscheiden sich praktisch nur durch die Zeitverzögerung.

Im folgenden soll ein schwach leitfähiges Fluid mit reibungselektrisch geladenen Markierungen näher erläutert werden, ohne daß die Erfindung darauf beschränkt ist. Die Quelle für die reibungselektrischen Ladungen soll dabei bestimmungsmäßig vor dem Meßrohr in der mit diesem verbundenen Rohrleitung liegen. 3s wird ein veränderliches Potential in den Abfühlstationen in Abhängigkeit von dem von den reibungselektrischen Ladungen erzeugten Feld erfaßt und daraus die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids ermittelt.

Die Erfassung und Verarbeitung solcher Potentiale kann auf verschiedene Weise vorgenommen werden, nämlich

A) mittels G-leichstromtechnik, bei der ein gleichbleibendes Signal (Mittelwertsignal oder G-leichstromsignal) durch Abfühlen des elektrischen Feldes an einem Punkt oder zwischen zwei Punkten, an denen der Mittelwert der Potentiale erwartungsgemäß unter im wesentlichen stationären Zuständen der Fluidladungsdichte differieren. Das erfühlte Signal kann zur Erzeugung einer Spannung eines Stromes oder einer anderen Signalveränderlichen benutzt werden, die die Mittelwerte der Feldpotentialdifferenz und damit die mittlere Ladungskonzentration im Fluid bei der Abfühlstation angibt. Die Signalanderungeη spiegeln auf diese Weise die Veränderungen der Ladungskonzentration in Ver-

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bindung mit der stromaufwärts geschwindigkeitsabhängigen reibungselektrischen Ladungserzeugung.

Bei dieser Gleichstromtechnik ist das Verhältnis des Signals zur Strömungsgeschwindigkeit stark abhängig von der Reibungselektrizität und den leitenden Eigenschaften des Fluids und der stromaufwärts vor den Meßstellen angeordneten Teile der Einrichtung. Darüber hinaus ist die Reaktionszeit träge gemäß der Verweilzeit des Fluids in diesen Teilen der Einrichtung. Darüber hinaus besteht eine Abweichung des Signals von dem erfühlten Fluid wegen des Polarisationseffektes, der langsamen leitenden Neuverteilung von Ladungen in solchen Einrichtungen oder wegen unerwünschter Thermoelementeffekte in den Stromkreisen und anderen G-leichstromstreuspannungen- oder -strömen.

Die G-leichstromtechnik ist daher auf Anwendungen begrenzt, bei denen träge und wenig genau arbeitende Strömungsmesser der besagten Art ausreichen, z.B. zur Auslösung einer Alarmvorrichtung oder eines Sicherheitsventils bei starken Änderungen der zu überwachenden Strömungsgeschwindigkeit.

b) Mittels Wellen-Wechselstromtechnik, bei der das erfühlte elektrische Feld wellenförmige oder wechselstromförmige Veränderungen erfährt und seine Amplitude durch ein erzeugtes Signal wie bei der G-leichstromtechnik dargestellt wird. Die Wechselstrommethode verringert die Empfindlichkeit der Meßeinrichtung gegen andere Veränderliche als die Strömungsgeschwindigkeit und veranlaßt eine beträchtliche Zunahme der Reaktionsgeschwindigkeit. Abgesehen davon ist die Wechselstrommethode noch voller Überraschung und nur für Anwendungen geeignet, bei denen eine geringe Genauigkeit und die Notwendigkeit der Nacheichung nach erfolgter Installation des Strömungsmessers hingenommen werden kann.

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C) Die Wechselstromveränderlichkeit nach B) an einem "bestimmten Punkt des leides kann so erfühlt werden, daß einzelne Impulse des Signals kumulativ gezählt werden über lange Perioden der fortlaufenden Strömung, um eine Gesamtströmungserfassung zu erreichen. Vie gen der statischen Fa tür eines solchen Signals werden dabei große statische Abweichungen des Volumens pro Impuls erhalten, so daß sehr ungenaue Kurzzeitgesamtwerte erhalten werden und eine Geschwindigkeitsanzeige eigentlich unmöglich ist.

Die Verwendung der charakteristischen Spektralfrequenz des Wechselstromsignals eines einzelnen Fühlers für die Markierungen im Fluid gemäß der Erfindung erlaubt die Geräteeichung unabhängig von den Geräteeigenschaften und damit vor der Installation des Gerätes. Die folgenden Darlegungen befassen sich ausschließlich mit der Wechselstrom-Spektraltechnik. Das Spektrum des Signals eines Fühlers kann aber noch durch die Eigenschaften des Fluids oder durch Brummstorungeη unerwünschterweise beeinflußt werden. Auch die Kreuzkorrelation der Spektren der Signale aus zwei Abfühlstationen leidet an den bereits oben erwähnten Nachteilen.

Diese Machteile werden aber beseitigt, wenn die an beiden Abfühleinrichtungen abgenommenen verstärkten Signale algebraisch so kombiniert werden, daß ein einziges Differenzsignal auftritt, das einem Autokorrelator zugeführt wird, wo die mit dem ersten STulldurchgang der Autokorrelationsfunktion verknüpfte Zeitverzögerung erzeugt wird. Der ersteITulldurchgang wurde als besonders vorteilhaft erkannt, da die bei diesen auftretende Zeitverzögerung praktisch gleich der Hälfte der fraglichen Durchlaufzeit ist oder ein Viertel der Periode beträgt, die der vorherrschenden Spektralfrequenz des Differenzsignals reziprok ist, die ihrerseits direkt proportional der Strömungsgeschwindigkeit und umgekehrt proportional dem axialen Abstand zwischen zwei benachbarten Abfühlstationen ist.

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Statt schlecht bestimmbarer Scheitelpunkte bei der Kreuzkorrelation wird bei der hier verwendeten besonderen Autokorrelation der bei der Autokorrelation eines einzigen Differenzsignals auftretende extrem scharfe erste Nulldurchgang zur Zeitverzögerungsermittlung benutzt. Durch richtige Wahl des Abstandes zwischen den beiden Abfühlstationen kann das Spektrum des Differenzsignals unabhängig von der Viskosität des Fluids und von Einbaubedingungen des Strömungsmessers gemacht werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Eig. 1 einen Längsschnitt durch das Meßrohr, Fig. 2 einen Querschnitt des Gegenstandes nach Fig. 1 gemäß

Linie II-II,
Fig. 3a, b, e verschiedene Kurven über die Signalspektren.

Ein Meßrohr 13 ist in eine nicht dargestellte Rohrleitung eingefügt und wird in Strömungsrichtung 20 von einem Fluid in der Rohrleitung durchströmt. Im Mittelbereich des Meßrohres 13 sind in zwei in Strömungsrichtung gesehen in bestimmtem Abstand angeordneten äußeren Ringnuten das strömende Fluid berührungslos umfassende Ringfühler von Abfühlstationen 11, vorgesehen, die mit je einem Eingang eines Verstärkers 14 bzw. 15 verbunden sind, der jeweils andere Verstärkereingang liegt auf Erdpotential. Die Ausgänge der beiden Verstärker sind mit je einem Eingang eines Differenzbildners 18 verbunden, dessen einzige Ausgangsklemme 10 an einen Autokorrelator 16 angeschlossen ist, der einen Indikator 19 speist. Die Abfühlstationen 11, 12 fühlen' die räumlich zufällig verteilten vorbeiströmenden Markierungen des Fluids ab und erzeugen entsprechende Wechselstromsignale, die verstärkt dem Differenzbildner 18 zugeführt werden zur "Bildung eines einzigen Wechselstrom-Differenzsignals an der Ausgangsklemme dienen. Durch die besagte vollständige Umschließung des Fluids durch die Ringfühler wird der Einfluß turbulenter '^uerkomponenten der

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Strömungsgeschwindigkeit auf das abgefühlte Signal völlig unterdrückt. Durch die algebraische Kombination beider Signale im Differenzbildner tritt an der Ausgangsklemme ein Wechselstrom-Differenzsignal auf, das im Autokorrelator 16 zu einem der Strömungsgeschwindigkeit des Fluids entsprechenden Meßsignal verarbeitet wird, welches den Indikator 19 beeinflußt.

Je nach der Wechsel- oder Gleichstromstärke der reibungselektrischen Ladung liegt das abgefühlte Feldpotential im Bereich Mikro- bis Kilovolt. Im Falle von aus einer stromaufwärts dem Meßrohr vorgeordneten stark leitenden Metallrohrleitung herrührenden Ladungen ist das Feld nicht nur schwach, sondern auch im Fluid eingesperrt. Bei vorgeordneten Rohrleitungen aus wenig leitfähigem Werkstoff (z.B. Ueoprenschlauch) kann die G-röße der von dort herstammenden Ladungen größer sein, jedoch sind die Feldpotentiale insbesondere außerhalb der Rohrleitung ebenfalls klein.

Es wurde nun gefunden, daß die G-röße der in der Rohrleitung hervorgerufenen Ladung auch bei schwachem oder gar abgeschaltetem äußeren Feld merklich erhöht werden kann, wenn die dem Meßrohr vorgeordnete Rohrleitung aus wenig leitendem Werkstoff auf einer ausreichenden Länge mit einer Metallfolie, einem elektrisch leitfähigen Anstrich oder einem anderen leitfähigen Überzug bedeckt ist. Den gleichen Zweck erfüllt auch die Anordnung von spiralförmigem Drähten, wie sie in handelsüblichen Neoprenschläuchen zur mechanischen Versteifung eingebettet sindo Weiter wurde festgestellt, daß die außerhalb des Meßrohres hervorgerufenen Signale der reibungselektrischen Signale beträchtlich vergrößert werden können, wenn das im Vergleich zu der Rohrleitung kurze Meßrohr 13 aus einem Werkstoff besteht, der beträchtlich weniger leitfähig ist als das Material der vorgeordneten Rohrleitung und wenn das Meßrohr 13 von einer metallischen Abschirmung (Gehäuse) 17 umgeben ist, deren Innendurchmesser beträchtlich größer als der der vorgeordneten Rohrleitung und der Einlaß- und Auslaßstücke des Meßrohres ist (Fig. 1 und 2).

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Die Zunahme der Signalstärke ist erklärlich, wenn man das geladene Fluid in der vorgeordneten Rohrleitung als die eine Platte eines Kondensators, und die geerdete vorgeordnete leitfähige Rohrleitung als die andere Platte des Kondensators betrachtet. Wenn das Fluid in den von der Abschirmung 17 umfaßten Bereich des Meßrohres 13 gelangt, ist die Wirkung so, wie wenn die Platten des geladenen Kondensators plötzlich voneinander entfernt wurden, d.h. es tritt eine plötzliche Zunahme der Potentialdifferenz zwischen den Platten ohne Ladungsänderung auf. Entsprechend wird ein starkes elektrisches Feld zwischen dem geladenen Fluid und der Abschirmung auftreten, das von den außerhalb des Fluids angeordneten Ringfühlern der Abfühlstationen 11, 12 erfaßt werden kann, d.h. die Fühler müssen nicht wie üblich mit dem Fluid in unmittelbarer Berührung stehen.

Die Darstellungen der Fig. 3 zeigen die Umwandlung des Spektrums jedes Signals der Abfühlstationen 11 bzw_o 12 in das Spektrum des Differenzsignals. Fig. 3a ist eine Darstellung des Leistungsspektrum-Multiplikators "A", der leicht aus der Entwicklungsbetrachtung der korrelierbaren Teile der getrennten Signale der zwei Abfühlstationen hergeleitet werden kann als

(1) A = 2 - 2 cos (2.^k ^x)

Es bedeuten darin k die Wellenkreiszahl oder die räumliche Frequenz in Zyklen pro Einheit des axialen Abstandes entlang der Achse des Meßrohres, was besagt, welche der räumlich zufällig verteilten Markierungen in der Kolonne des strömenden Fluids als räumliches Spektrum dargestellt werden kann. Die korrelierbaren Teile der zwei dem Differenzbildner 18 zugefuhrten Signale sind die Teile, welche identisch sind bis auf die Durchlaufzeit der Markierung abhängig von der Strömungsgeschwindigkeit ν über die EntfernungA χ zwischen den Abfühlstationen 11, 12.

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Die Wellenkreiszahl k ist ein besserer Parameter für das Spektrum des Signals als die Frequenz f, da Änderungen in der ITa tür des Spektrums der Wellenkreis zahl k primär mit der räumlichen Aufteilung der Abfühlstationen, mit Yiskositätseinflüssen und stromaufwärts herrschenden Installationseinflüssen auf die Markierungsverteilung gekoppelt sind, wogegen das Erequenzspektrum die besagten Effekte mit den vorherrschenden Einflüssen der Strömungsgeschwindigkeit ν verknüpfen würde, da für jede Spektrumskomponente gilt

(2) f = k . v.

Der Multiplikator "A" nach Fig. 3a ist völlig unabhängig von der Art des korrelierbaren abgefühlten Einzelsignalspektrums, das er modifiziert. Die Kurve enthält einen ersten Scheitelwert bei der Wellenkreiszahl

1 2 * Λ X

und weitere Scheitelpunkte bei den Wellenkreiszahlen k,, kr, k«, usw., d.h. bei ungeradzahligen Wellenkreiszahlen. Die Scheitelwerte der Kurve nach Fig. 3a betragen A = 4 und wechseln ab mit A=O bei geradzahligen Wellenkreiszahlen 0, k₂, k^, kg usw..

In Fig. 3b sind repräsentative, durch Versuche ermittelte Spektren eines Fühlers dargestellt, die gemäß den innerhalb eines symmetrisch beiderseits der Wellenkreiszahl k liegenden Dämpfungsfrequenzbandes R befindlichen Kurven 21, 22, 23 maßgebende Veränderungen aufweisen. Eine Kurve davon wählt deshalb einen Abstand λ χ der zwei Abfühlstationen aus, der reziprok ist dem experimentell ermittelten Dämpfungsfrequenz— bandmittelpunkt (Wellenkreiszahl k ) und der die Wellenkreis— zahl k.j in eine Spektralzone einordnet, bei der der'Einfluß der Yiskosität und der Einbaubedingungen minimal ist. Auf diese Weise kann also durch experimentelle Kenntnis des Leistungs-

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dichte spektrums und ihrer Veränderungen mit der Reynolds-Zahl und den Einbauverhältnissen der gewünschte Wert für Λ χ ausgewählt werdenο

Das an der Ausgangsklemme 10 des Differenzbildners 18 auftretende Differenzsignal hat eine Leistungsdichte C, die gemäß lig. 3c in Beziehung zur Wellenkreiszahl k gesetzt ist und mit der Rohleistungsdichte B nach Pig. 3b und dem Multiplikator A nach Pig. 3a nach der Gleichung

(4) G=A-B

zusammenhängt. Das Spektrum gemäß Pig. 3c ist sehr schmal und stark symmetrisch, mit vernachlässigbarer Leistung im Dämpfungsfrequenzband R, in dem die größten unerwünschten Einflüsse der "Viskosität und der Installation konzentriert auftreten. Das gezeigte Spektrum ist deshalb eine Grundlage für die benutzte Autokorrelation.

Zu den in Pig. 3a bis 3c dargestellten korrelierbaren Teilen der Signale der Abfühlstationen 11, 12 kommen noch sehr breitbandige und statistisch unabhängige Störsignale hinzu, deren Leistung nicht den Verhältnissen gemäß Pig« 3a entsprechen Außerdem sind noch von den Verstärkern 14, 15 stammende breitbandige Wärmestörsignale überlagert. Der Autokorrelator 16 beseitigt den Einfluß dieser Störungen, was sich in einer Zunahme des Scheitelwertes der Autokorrelationsfunktion bei der Zeitverzögerung Null und dem Abweichen von der Zeitverzögerung beim ersten Nulldurchgang der Autokorrelationsfunktion praktisch gleich der halben Durchlaufzeit der Markierungen im Pluid (mit der Strömungsgeschwindigkeit v) von der Abfühlstation 11 zur Abfühlstation 12 ausdrückt.

Deshalb wird durch die Verwendung zweier Abfühlstationen und des Differenzbildners eine entscheidende Herabsetzung der Viskositäts- und Installationseinflüsse erreicht. Darüber

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hinaus werden im Differenzbildner unerwünschte, überlagerte, Ton der Umgebung stammende Brummirequenzen beseitigt, sofern sie gleiche Amplitude und Phase haben, tüine Verfälschung des Meßsignals wird somit verhindert. Die am Ausgang des Autokorrelators 16 auftretende Autokorrelationsfunktion kann einem in Strömungsgeschwindigkeit geeichten Indikator 19 zugeführt oder in einem Rechner gespeichert werden, derart, daß er in wiederkehrenden Intervallen abhängig von den Differenzsignalen auf den neuesten Stand gebracht wird. Das G-edächtnis des Rechners erstreckt sich von der Zeitverzögerung UuIl (bei der die Autokorrelationsfunktion stets einen hohen positiven Viert hat) bis zu der Zeitverzögerung, bei der die Autokorrelationsfunktion einen ersten Nulldurchgang von einem positiven zu einem negativen Wert hat, wonach unter Außerachtlassen aller größeren ZeitVerzögerungen die Abtastung erneut vom Wert Null der Zeitverzögerung beginnt. Diese Abtastung wird wiederholt, um eine Frequenz zu erzeugen, die ein gewünschtes Vielfaches oder ein gewünschter Bruchteil des Reziprokwertes der Zeitverzögerung ist»

Man kann mit konstanter Geschwindigkeit abtasten, so daß das Verhältnis jedes kleinen Intervalls der Abtastzeit zur entsprechenden Zunahme der Zeitverzögerung auf jeden gewünschten Wert gebracht werden kann. Wenn das besagte Verhältnis zur Einheit gewählt wird, dann weist der abgetastete Ausgang eine Serie positiver Impulse auf, deren Folgefrequenz das Vierfache der Hauptspektralfrequenz beträgt und daher proportional der Strömungsgeschwindigkeit ist.

Der Vorteil besteht darin, daß jeder Impuls mit einem Fluidvolume nt eilchen identifizierbar ist und durch Zählung der Impulse eine Volumenmessung des strömenden Fluids erfolgt, ohne daß eine Geschwindigkeitsmessung notwendig ist.

Als räumlich zufällig im Fluid verteilte Markierungen können statt reibungselektrischer Ladungen auch Temperatur- oder

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Druckschwankungen oder Schwankungen der Übertragungseigenschaften eines optischen oder akustischen Strahls dienen_o So kann man Turbulenzen durch in das Fluid zwischen den Abfühl-Stationen projezierte Ultraschallstrahlen abfühlen. Beim Fehlen natürlicher Markierungen im Fluid können stromaufwärts vor dem Meßrohr künstliche Markierungen in das Fluid eingebracht und ihre Spektralcharakteristiken durch einen Pseudo-Zufallsgenerator überwacht werden.

5 Patentansprüche
3 Figuren

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Claims

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Patentansprüche

'ι 1 ή Strömungsmesser für Fluida mit räumlich zufällig verteilten, mitgeführten Markierungen, mit einem zwei in Strömungsrichtung in bestimmtem Abstand hintereinander angeordneten Abfühlstationen für die Markierungen aufweisenden Meßrohr, sowie mit Verstärkern für die elektrischen Signale der Abfühlstationen, einem nachgeordneten Korrelator für die verstärkten Signale und einem von dem Korrelator abhängigen, die Strömungsgeschwindigkeit und/oder das Volumen des Fluids erfassenden Indikator, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärker (14, 15) ausgangsseitig mit einem !Differenzbildner (18) verbunden sind, dessen Wechselstromausgang (1O) mit einem Autokorrelator (16) verbunden ist.
2. Strömungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Hulldurchgang der Zeitfunktion des Autokorrelators (16) zur Bestimmung der Zeitverzögerung der Signale der Abfühlstationen benutzt ist.
3. Strömungsmesser für elektrisch geladene Markierungen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfühlstationen (11, 12) das strömende Fluid umfassende Ringfühler aufweisen.
ο Strömungsmesser nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßrohr (13) aus nichtleitendem Werkstoff und die strömungsmäßig vorgeordnete Rohrleitung aus leitfähigem Werkstoff gebildet ist.
5. Strömungsmesser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßrohr (13) von einer metallischen, rohrförmigen Abschirmung (17) umgeben ist, deren Innendurchmesser merklich größer als der lichte Innendurchmesser des Meßrohres benessen ist und daß die Ringfühler außer Berührung mit dem Fluid in äußeren Ringnuten des Meßrohres versenkt ange ο rdue t s ina.

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Le e rs e i t e