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Digitales Strömungsmeßgerät Die Erfindung bezieht sich auf Strömungsmeßgeräte
und ist besondere auf ein neuartiges Strömungsmeßgerät, , das Wand lereinrichtungen
zum Einleiten von Ultraschallimpulsen in ein Rohr und Verarbeitungsschaltungen zur
Verarbeitung der reflektierten Energie dieser Schallimpulse verwendet, um eine Anzeige
der Strömungsgeschwindigkeit zu erzeugen, Strömungsmeßgeräte zur Überwachung der
Strömung einer Flüs sigkeit in einer Leitung sind gut bekannt und erfordern allgemein
mechanische Einrichtungen, die sich innerhalb des Rohres befinden and die mechanisch
durch dle Flüssigkeitsströmung
in dem Rohr betätigt werden. Der
Einbau und die Wartung derartiger Einrichtungen erfordert das Stillegen des zu überwachenden
Systems sowie Einschnitte in dem Rchr Weiterhin müssen derartige Einrichtungen einzeln
mechanisch ausgerichtet und geeicht werden. Diese vorgänge werden noch komplizierter,
wenn es sich bei den Flüssigkeiten um korrodierende Flüssigkeiten oder Abwässer
Erfindungsgemäß wird cin neuartiges Stromungsme@gerät geschaffen, das mit Abs@and
angeordnete Wandler aufweist, die an die äußere Oberfläche eines Rohres angek@@mmt
sind und die mit Abstand entlang der Rohrachse ang@ordnet sind. Diese Wandler senden
und empfangen dann abwechs@@nd Ultreschallenergie durch die Flüssigkeit sowohi in
der strömungs aufwärts als auch in der strömungsahwärts werlaufenden Richtung. Die
Differenz in den Zeiten, die die Schallenergie benötigt, um sich strömungsaufwärts
oder strömungsahwärts auszubreiten, wird dann durch neuartige Schaltungseinrichtungen
gemessen und in Ausdrücken der Strömungsgeschwindigkeit angezeigt.
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Weil die Wandler einfach auf das Rohr festgekiemmt werden, wird eine
Abschaltzeit für den Einbau des Strömungsme@gerätes in vorhandene Rohrleitungen
vollständig vermieden Weiterhin wird die St@ömung nicht durch das Meßgerät behindert
und die Einheit kann in Verbindung mit hochkorrodie enden oder sterilen Fiüssigkeiten
verwendet werden weil kein Kontakt zwischen den Wandlern und der Flüssigkeit be
steht Wie des weiteren au erkennen istS ist das Strömungsmeßgerät selbsteichend
und arbeitet unabhängig von der Zusammensetzung der überwachten Flüssigkeit. Daher
kann das Strö mungsmeßgerät durch Personen chne technische Vorbildung eingebaut
und verwendet werden.
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Wenn dies erwünscht ist, kann das Strömungsmeßgerät b@ Vornahme geringfügiger
Schaltungssbänderungen für andere Zwecke als als Strömungsmeßgerät verwendet werden
3ei spielsweise ist der Grundgedanke der Erfindung auf Anwendungen wie zO B. als
ein Flüssigkeits-Grenzschichtdetektor, ein Strömungsschalter, eine Überwachung für
hohe oder niedrige Flüssigkeitspegel oder als Alarmeinrichtung, als ein Meßgerät
für den Füllungszustand des Rohres, als eine Ein richtung zur Identifikation der
Art der Flüssigkeit in dem Rohr und zur Überwachung des Mischungsverhältnisses wen
Flüssigkeiten verwendet werden.
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GemäX einem ersten Grundgedanken der Erfindung sendet ein erster Wandler
einen Ultraschall-Energie impuls teispielsweise in der Vorwärtsrichtung der Flüssigkeitsströmung
aus und die Zeit, die benötigt wird, damit ein vorgegebener Punkt des Signals von
dem zweiten Wandler empfangen wird, wird von einem Zähler gezählt, der die Anzahl
der Impulse zählt, die von einem hochfrequenten Taktimpulsgenerator erzeugt werden,
der während dieser Übertragungszeit läuft.
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Der zweite Wandler sendet dann einen Ultraschall-Energie impuls in
der Rückwärtsrichtung der Strömung aus und der mit dem Taktimpulsgenerator verbundene
Zähler zählt abwärts bis der vorgegebene Punkt in dem Echosignal, das von den ersten
Wandler empfangen wird, erreicht ist. Die in dem Zähler verbleibende resultierende
Zählung ist dann eine Funktion der Zeitdifferenz die die Schallenergle benötigt
um strömungsaufwärts oder strömungsabwärts zu verlaufen, was andererseits von der
Geschwindigkeit der Flüssigkeitsströmung abhängt.
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Bei der Ausführung des oben angegebenen Grundgedankens wurde de festgestellt,
daX bei Verwendung annehmbarer Taktimpuls frequenzen der Zählunterschied bei einer
einzelnen Vorwärts-Rückwärts-Folge klein ist, so daß es schwierig sein würde
genau
geringe Änderungen der Strömungsgeschwindigkeit zu messen, Daher wird in der Praxis
eine relativ groir: Anzahl von Vorwärtsperioden, auf die eine entsprechend relativ
große Anzahl von Rückwärtsperioden folgt, verwendet, um einen einzelnen Zählzyklus
zu bilden Auf diese Weise ist es möglich, die Zähldifferenz während einer Gruppe
von Vorwärts- und Rückwärtsperioden (einer Zählperiode) zu vergrökerns um die Meßgenauigkeit
zu vergrößern. Zur gleichen Zeit wird die Gesamtanzahl von Vorwärtsperioden und
Rückt wärtsperioden in einem Meßzyklus automatisch so ausgewählt9 daß sie innerhalb
eines vorgegebenen Bereichs liegt, um sichersustellens daß eine Mebperlode nicht
so lang ist, daß die Vorwärts- und Rückwärtsmessungen in ungleither Weise durch
änderung der Strömungsgeschwindigkeit becinflußt werden, Ein weiterer wichtiger
Grundgedanke der Erfindung besteht darin, daß sichergestellt wird, daX die Zeitmessung
für alle Vorwärts- und Rückwärtsperioden an dem gleichen Punkt in dem Echosignal
rfolgt. Dies wird dadurch erschwert, dad das Echo ein komplexes Signal ist, das
sich von Zeitpunkt zu Zeitpunkt ändert, Entsprechend einem Grundgedanken der Erfindung
wurde festgestellt, daß, obwohl das Echosignal komplex ist, die Nulldurchgänge in
dem Signal relativ stabil bleiben. Weiterhin wurde festgestellt, daß durch geeig
nete Wahl der Sendefrequenz die Nulldurchgangspunkte in dem Echosignal beträchtlich
weiter zeitlich voneinander entfernt sind, als es der maximalen theoretischen zeitlichen
Änderung aufgrund der maximalen Änderung der Strömungsgeschwindigkeit für ein Signal
entspricht, das zwischen den Wandlern ausgesandt wird. Entsprechend wurde festgestellt,
daß der empfangene Signalpegel normalisiert werden konnte und daß die Empfängerschaltungen
aufgesteuert werden konnten, wenn ein vorgegebener momentaner Signalpegel er reicht
wurde. Das Offensein des direkt darauf folgenden
Nulldurchgangs
in dem Echosignal wurde dann als der Puakt markiert, zu dem die Zeitmessung erfolgte.
Dis Zeit von der Aussendezeit eines Impulses bis zu der Zeit, zu der der erforderliche
Signalpegel erreicht wird, um die Empfänger aufzusteuern, um den nächsten Nulldurchgang
aufzuzeichnen, wird für die erste einer kruppe von Vorwärts-Rückwärts-Perioden gespeichert,
die einen Meßzyklus bilden. Danach werden die Empfangsschaltungen für darauf folgenXle
Vor wärts-Rückwärts-Perioden des Meßzyklus nur dann aufgesteu ert, nachdem diese
gespeicherte Zeitdauer gezählt ist amit legt die erste Periode jedes Meßzyklus eine
feste Torsteuerzeit fest, die bei der Zählung in jeder Vorwärs Rückwärts-Periode
des Meßzyklus verwendet werden soll, und die Zeit wird in jeder Periode mit dem
Empfang d3s nächsten Signalspannungs-Nulldurchgangs gemessen. Auf diese Weise ist
das System unabhängig von Amplitudenänderungen in dem Eohosignal.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen noch näher erläu tert.
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In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine Ausführungsform des Strömungsmeßgerätes,
deren Wandler an einem Rohr angeklemmt ist und mit einer elektronischen Auswerteschaltung
verbunden ist, Fig. 2 eine Querschnittaaneicht des Rohres nach Fig. 1 mit einer
schematischen Darstellung der mit Abstand angeordneten Elemente der Wandleranordnung
und mit einem typischen Ultraschall-Strahlungsverlauf Fig. 3 ein funktionelles Blockschaltbild
einer -Ausfüh rungsform des Meßgerätes
Fig. 4 ein ausführliches
Blockschaltbild einer Ausfür rungsform des Rechners des Strömungsmeßgerätes, Fig.
5a bis 5h eine gemeinsame Zeitbasis aufweisende Dlagramme sur Erläuterung der Betriebsweise
der Schar tung nach Fig. 4 Fig0 6 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines
TR-Generstore, der bei der Ausführungsform nach Fig0 4 Verwendung finden kann0 In
Fig. 1 ist schematisch eine ausführungsform des Strö mungsmeßgerätes gezeigt, bei
der eine Wandleranordnung 30 einfach auf eine Leitung oder ein Rohr 31 geklemmt
ist um die Strömung oder das Vorhandensein einer Flüssigkeit in der Leitung 31 festzustellen.
Die Leitung 31 kann aus Me tall oder Kunststoff bestehen oder mit Zement ausgekleidet
sein und kann einen beliebigen Durchmesser ausweisen typi seherweise im Bereich
von 1/2 Zoll bis 60 Zoll. Einfache Rohrsehellen 32 und 33 werden verwendet um den
Wandler 30 an dem Rohr 31 featzuklemmen. Der Ausgang des Wandlers 30 ist mit Meß-
und Anzeigeschaltungen verbunden die in einem Gehäuse 34 untergebracht sind und
die eine digitale Anzeige der Strömung der Flüssigkeit in der Leitung 31 beispielsweise
in Gallonen pro Minute oder pro Stunde liefern. Die Anzeigeeinrichtungen.in dem
Gehäuss 34 können außerdem die Gesamtströmung über eine vorgegebene Zeitperiode
anzeigen Wie dies weiter unten zu erkennen ist, könnte in gleicher Weise eine Änaloganzeige
verwendet werden0 Die Steueræchale tungen in dem Gehäuse 34 könnten zur Verwendung
als Strömungsschalter oder als Flüssigkeitspegelanzeiger oder als Einrichtung zur
Feststellung einer Flüssigkeitsgrenzschicht zwischen zwei in dem Rohr fliegenden
Flüssigkeiten ausgebildet sein. Es sei darauf hingewiesen, deß keine Notwendigkeit
besteht, in das Rohr 31 einzudringen, um die ge wünschte Messung durchzuführen,
und das der Wandler 30
einfach auf der Außenseite des Rohres 31
festgek:lemmt ist-Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht durch das Rohr 31 und zeigt
schematisch die Wandleranordnung 30 mit mit Abstand angeordneten einzelnen Wandlerelementen
35 und 36. Jedes der Wandlerelemente 35 und 36 besteht aus flachen piezoelektrischen
Kristallen 37 und 38, die in geeigneter Weise in Haltern 39 bzw. 40 befestigt sind,
die mechanisch auf die Außenseite des Rohres 31 aufgeklemmt sind0 Der Abstand und
der Winkel der Wandler 37 und 38 bezüglich der Achse 31 sowie die Wellenlänge der
Schallenergie sind so gewählte daß sichergestellt ist, daX die Schallenergie durch
die Rohrwand und in die Flüssigkeit in dem Rohr 31 hindurch läuft und durch die
Rohrwand zurück zum anderen Wandler hin reflektiert wird0 Die Wandler 37 und 38
können einen 4bstand aufweisen, der dem ungefähr 2 1/2fachen des Rohrdurchmessers
entspricht.
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Entsprechend einem Grundgedanken der Erfindung bilden die Stirnflächen
der Wandler 37 und 38 einen Winkel von zwischen 50 und 600 gegenüber der Achse des
Rohres 31. Hierdurch wird die Verwendung einer vorgegebenen Wandleranordnung bei
einem weiten Bereich von Rohranordnungen ermöglicht, während gleichzeitig ein Echosignal
mit ausreichen der Energie für praktisch Jede Flüssigkeit ersielt wird Die gewählte
Schallfreqnenz sollte zwischen 40 kHz und 1 MEz liegen damit sich ein guter Eompromib
für Rohre mit dicken oder dünnen Wandguerschnitten und mit verschiedenen Durchmessern
ergibt, Es wird bevorsugt, daX die Rohrdicke gegenüber den Wellenlängen der verwenoeten
Schallenergie klein ist. Eine Frequenz zwischen den oben angegebenen Grenzwerten
ergibt gute Ergebnisse für die meisten Rohr-Wandstärken, die in der Praxis auftreten0
Die Dicke und der Durchmesser der Wandler 37 und 38 sind so gewählt, daX sich eine
geeignete Strahlbreite ergibt, damit eine ausreichende
Energie am
Empfangswandler während des Betriebe des Meßgerätes unabhängig von Änderungen des
Brechungswinkels auf grund von unterschiedlichen Flüssigkeiten mit unterschied lichen
charakteristischen Schallgeschwindigkeiten und Rohr wandmaterialien vorhanden ist,
In Fig, 2 ist ein Schallenergie-Strahl 41 gezeigt, der beispielsweise vom Wandler
37 auagesandt wird. Der Strahl 41 wird von der Normalen weg gebrochene wenn er in
d2e Wand des Rohres 31 eintritt, und er wird in Richtung auf dls Normale gebrochen9
wenn er in die Flüssigkeit in dem Rohr 31 eintritt. Es sei bemerkt daß bei dieser
Flüssigkeit an genommen wird dad sie in der Richtung des Pfeiles 42 strömt. Der
Strahl 41 trifft auf die entgegengesetzte Seite des Rohres 31 unter einem Winkel
Q zur Normalen auf und wird in Richtung auf das Wandlergehäuse 40 zurückreflektiere,
Der Strahl 41 tritt dann erneut in die Rohrwand ein9 wird von dieser gebrochen,
tritt dann in das Gehäuse 40 ein und wird von diesem gebrochen, bis er schließlich
von dem Wandler 38 empfangen wird0 Auf den Empfang dieses Impulses hin (in der Praxis,
auf den Empfang einer Anzahl von Vor wärtsperioden hin) sendet der Wandler 38 einen
Energieim puls aus, der wiederum dem Weg des Strahles 41, jedoch in entgegengesetzter
Richtung, folgte und diese Energie wird schließlich von dem Wandler 37 empfangen0
In der Praxis wird eine Anzahl von Rückwärtsperioden erzeugt die zur am men mit
den Vorwärtsperioden einen Gesamt-Zählzyklus bil den6 Weil die von dem Wandler 37
ausgesandte Energie in Strömungsrichtung der Strömung 42 verläuft, wird sie in dem
Wandler 38 in kürzerer Zeit empfangen als die Energie von dem Wandler 38, die strömungsaufwärts,
d. h. gegen die Strömungsrichtung der Strömung 42, verläuft, an dem Wandler 37 empfangen
wird. Diese Zeitdifferenz steht im Verhältnis zur Strömungsgeschwindigkeit der Strömung
420
Erfindungegemäß wird eine neuartige Einrtchtang zur @@@@@ und
Anzeige dieser Zeitdifferenz und damit der St@@@@ schwindigkeit geschaffen. alternativ
kann das Vorhandensoin einer Flüssigkeit oder die Art der Flüssigkeit i.n dem Rohr
31 durch Änderungen der Laufzeit der Schallenergie zwischen den Wandlern 37 und
38 festgestellt werden und diese zum stände können angezeigt oder dargestellt werden
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der E@@@ung wlcd die Zeit, die die Schallimpulse
benötigen, um nich von einem Wandler zum anderen auszubreiten, dadurch gemes daß
die Anzahl der Impulse eines Taktimpulsgenerators gezählt wird, die während der
Impulslaufzeit erzeugt werden, Genauer gesagt heißt dies9 daß diese Impulse vorwärts
gen zählt werden wenn der Schallimpuis sich von einem ersten Wandler ausbreitet,
und die Impulse werden rückwärts gen zählt, wenn der Sehallimpuls sich in Richtung
auf den sten Wandler ausbreitetr Der Unterschied in der Impulsanzahl für einen Umlauf
steht dann zur Strömungsgeschwindigkeit des flüssigen Mediums in Bezichung.
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Entsprechend einem Grundgedanken der Erfindung und zur größerung der
Zählgenauigkeit wird eine An$ahl von gegen die Strömungsrichtung verlaufenden Impulsen
und sine gl@@-che Anzahl von in Strömungsrichtung verlaufenden Kmpulses für einen
Zählzyklus verwendet. Das heißt, daß die Zeitdil ferenz für lediglich einen Umlauf
oder eine periode so klein ist, daß die Messung schwierig sein wird Beispialsweise
ist im Fall einer Wasserströmung mit einer Gaschwindigkeit von 25,4 cm/sed der Zeitunterschied
zwischen einem gegen die Strömung verlaufenden Impuls ledigi:'ch ungefähr 0,2% der
Zeit, die der impuls für die Ausbreitung in Strö mungsrichtung benötigt. Diese Zeitdifferenz
wurde sehr schlecht genau zu messen sein, insbesondere mit Impulamaß techniken.
Durch Ablasan der Zeitdifferenz nach einer
großen, jedoch gleichen
Anzahl von Strömungsaufwärtz-@@@ Strömungsabwärts-perioden ist die Zeitdifferenz
oder die Anzahl der Restimpulse in einem Vorwärts-R2ckwärte-Zählelr ausreichend
große um eine genaue Messung der Strömung zu erzielen0 Wie es weiter unten erläutert
wird, kann die Ge samtsahl der Zählperioden in einem vorgegebenen Meßzyklus so gewählt
werden, daß sie zwischen 128 und 512 liegt, da mit sich eine gute mengenauigkeit
ergibt1 Die Strömungsanzeige der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann durch die folgende
Gleichung dargestellt werden:
dabei ist: F die digitale Strömung in dem Rohr 31 nach Fig. 2 in willkürlichen Strömungsgeschwindigkeitseinheiten,
m eine Konstante, fc die Zähl-Taktfrequenz, Vm die Strömungsgeschwindigkeit der
Strömng 429 vs die Schallgeschwindigkeit in dem Flüssigkeitamedlum in dem Rohr 31,
G der Reflexionswinkel nach Fig0 2, TR die gesamte wirksame meßzeit, während der
die Schallenergie sich vom Sendewandler 3l? oder 38 zu dem ano deren bzw. empfangenden
Wandlelr ausbreitet.
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Es ist aus der vorstehenden Gleichung zu erkennen, daß die Strömungsanzeige
F sich mit Flüssigkeiten mit unterschiedlichem Wert für vs ändert, so daß es notwendig
erscheint, die Messung neu zu eichen, wenn unterschiedliche Flüssigkeiten überwacht
werden, Entsprechend einem Grundgedanken der Erfindung kann Jedoch eine sehr genaue
automatische
Kompensation dadurch erzielt werden5 daß TR proportional
@@ ist gemacht wird9 was andererseits prop@rtional @u v wobei TL die Zeit ist. die
ein Schallimpuis benötigt2 um sich über die Strecke e nach fig. 2 auszubreiten.
Es ist ZU erkennen, daß:
ist, Dabei ist d der Rohrdurchmesser.
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Dadurch, daß TR proportional zu v8 gemacht; wirdt gibt sich aus der
vorstehenden Gleichung (1)° :
Diese Gleichung läßt sich vereinfachen zu:
Die Gleichung (2) zeigt , daß die Strömungsanzeige des Strömungsmeßgerätes unabhängig
von der Schallgeschwindigkeit in dem speziellen Medium ists wenn die Zeit TR proportional
zu vs gemacht wird. Daher ist eine manuelle Eichung im Hinblick auf die Art der
überwachten Flüssigkeit erforderlich, wenn Steuerschaltungen bewirken, daß TR umgekehrt
proportional zu TL und proportional zu vs isto Eine Schaltung dieser Art ist in
Fig. 6 gezeigt, die weiter unten beachrieben wird.
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In der Praxis ergibt sich ein kleiner Maßetabsfehler, weil sich @
mit unterschiedlichen Flüssigkeiten mit unterschiedlochen Werten für v5 ändert,
so daß sich ein unterschiedliches Brechungsschema ergibt0 Beispielsweise ändert
sicii @
von ungefähr 400 auf ungefähr 520 für Flüssigkeiten mit
einem Wert für vs von 900 bis 1.900 m/sac. Es kann geze werden, daß, wenn ein nomineller
Winkel @ für Wasser bei ungeführ 480 gewählt wird, das gesamte System eine Genauigs
keit von + 0,5 % für Flüssigkeiten aufweist, deren Bre chungewinkel zwischen 410
und 490 liegt. Es kann weiterhin gezeigt werden, daß das System eine Genauigkeit
von ungefähr 1,5 % für Flüssigkeiten aufweist, deren Brechungswinkel zwischen 390
und 51 liegt, Eine weitere Kompensation kanns wenn dies erwünscht ist vorgesehen
sein, beispielsweise dadurch, dad eine lineare Kompensationsschaltung hinzugefügt
wird, die auf den Ausgang von TL für Flüssigkeiten einwirkt, die einen Wert von
v5 aufweisen, der kleiner ist als der, der einen Brechangse winkel von 390 ergibt,
so daß ein maximaler Fehler von 1,0 % bis zu Winkeln von 290 beibehalten werden
kann. Aus praktischen Gründen erfüllt Jedoch eine Kompensation auf ein Minimum von
ungefähr 390 die meisten kommerziellen Forderungen.
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Fig0 3 ist ein verallgemeinertes Blockschaltbild, das die Hauptbestandteile
der Schaltung der Ausführungsform des Strömungsmeßgerätes zeigt. Diese verallgemeinerten
Schaltungen steuern die Wandler 37 und 38 an bzwO werden von diesen angesteuert
und schließen ein Eingangsmodul 50, einen Maßstabsrechner 51, eine N-Generatorschaltung
52, eine N-Zählerschaltung 53, einen Strömungszähler 54 und ein Anzeige- und/oder
Steuermodul 55 ein.
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Im folgenden werden die ellgemeinen Aufgaben dieser Blöcke angegeben,
wobei eine ausführlichere Beschreibung Jedes Blockes in Verbindung mit Fig. 4 gegeben
wird0 Die Strömungarechnerschaltung und die Anordnungen der Blöcke 50 bis 55 sind
in dem Gehäuse 34 nach Fig. 1 angeordnet,
zusammen mit geeigneten
Spannungeversorgungen und ähnli chem.
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Die grundlegende Aufgabe des Eingangsmoduls 50 besteht in der Erzeugung
eines "Sendesignals", das selektiv dem Wandler 37 oder 38 zugeführt wird, um ein
gewünschtes Schallsig nal entweder in Strömungsaufwärts- oder in Strömungsabwärts
Richtung zu erzeugen. Wie es weiter oben angegeben wurde9 vergrößert oder verkleinert
die Wirkung der Flüssigkeitsströmung 42 in dem Rohr 31 nach Fig. 2 die Laufzeit
des Schallsignals in der Strömungsabwärts- bzw. der Strömungs aufwärts-Richtung0
Das Eingangsmodul 50 empfängt und :?er stärkt außerdem das von dem nichtsendenden
Wandler empfangene Signal und führt dieses empfangene Signal dem Maßstabsrechner
51 zuO Der Maßstabsrechner 51 weist verschiedene Funktionen auf, die weiter unten
ausführlicher beschrieben werden Allgemein sind diese Funktionen folgende: (a) die
Erkennung eines richtigen Wandler-Echosignals und die Unterdrückung unerwünschter
Störsignale, wie zO Bo des Wandler-Sendesignalss das sich durch die Rohrwand ausbreitet
(b) die Erkennung irgendeines vorgegebenen Punktes in dem Wandler-Echosignal zur
Messung der Übertragungszeit für den ersten Impuls in einer vorgegebenen Richtung
in einer Reihe von N-Impulsperioden, wobei diese Übertragungszeit als Standard für
die übrigen Impulse der Periode in der gleichen Richtung diente Cc) Schaltungen,
die automatisch den Brechungswinkel der Schallübertragung durch die Flüssigkeit
bestimmen um automatisch die Anzeige gegen Wirkungen des
unterschiedlichen
Brechungswinkels in Flüssigkeiten zu kompensieren, die unterschiedliche Schallgeschwindigkeiten
aufweisen, (d) Schaltungen zur Einstellung des Betriebs der Steuerungen für verschiedene
Rohrgrößen und Rohrmaterialien, so daß alle anderen Module für alle Rohrgrößen verwendbar
sind.
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Der N-Generator 52 erfüllt allgemein die folgenden Funktionen: (a)
Der N-Generator erzeugt die "N-Impulse", die jeden Zählzyklus und jedes SendeslgnaP
einleiten.
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(b) Eine Impulszählschaltung ist vorgesehens um die Impuls äbertragungazeit
einer ersten Periode zu messen und zu speichern, damit diese als Standard für die
Impulsübertragungazeit der darauf folgenden N-Impulse in einer vorgegebenen Vorwärts
oder Rückwärts-Periodenfolge verwendet werden kann0 Dies stellt sicher, daß alle
Perioden einer vorgegebenen Gruppe von Vorwärts oder Rückwärts-Perioden auf den
gleichen Punkt in dem komplexen Echosignalmuster bezogen sind. Hierdurch wird das
System weniger empfindlich gegen Phasenschwankungen oder Amplitudenänderuagen in
dem Echosignal gemacht, die durch Faktoren, wie z. Bo Flüssigkeitsturbulenz und
ähnliches, hervorgerufen werden Der Zähler 53 erfüllt allgemein die folgenden Funktionen:
(a) Er weist Schaltungen zum inbetriebsetzen des Systems auf, in dem die Erzeugung
eines Sende impulses herrorgerufen wird, wenn nicht N Impulse von dem N-Generator
für eine vorgegebene Zeitdauer empfangen werden.
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(b) Er liefert Eingangssignale für den Maßstabsrechn@@@@ die benötigt
werden9 um die Schallgeschwindigkeit der Flüssigkeit zu berechnen, wodurch die Maßperiude@-zeit
eingestellt wird, um nderungen Ton T8 5 und des Brechungswinkele der speziellen
Flüssigkeit in dem Rohr 31 zu kompensieren.
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(c) Es sind Schaltungen vorgesehen, um die Anzahl von. N Perioden
in einem Zählzyklus zu zählen und um sicherzustellen, daß die Anzahl der Zähiperioden
pro Meßzyklus in einem vorgegebenen bevorzugten Bereich von 128 uni 512 liegt.
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(d) Er weist die vielen Zeitsteuer-Logikschaltungen für das System
auf.
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(e) Er enthält die Schaltungen, die die Betriebsweise des Systems
von einem Zustand, in dem strömungsaufwärts gesendet wird,. in einen Zustand, in
dem strömangsabwärts gesendet wird, umschalten.
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(f) Er enthält weiterhin Zeitsteuerungs-Verzögerungsschaltungen zur
Verzögerung der Einleitung der nächsten Vorwärts-Rückwärts- oder Meßperiode für
eine kurze Zelt verzögerungaperiode.
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Der Strömungszähler 54 erfüllt den wesentlichen Zweck der Akkumulierung
von Taktimpulsen in einem Vorwätrs-Rückwärts-Zähler durch Addieren von Impulsen
während der Vorwärtsperioden und durch Subtrahieren von Impulsen während der Rückwärtsperioden
einer Taktimpuls-Aufsteuerdauer. Der Zähler 54 weist ein Speicherregister auf, das
den Impulßzählungsrest des Vorwärts-Riickwärts-Zählers am Ende eines Medzyklus empfängt.
Die Impulse werden in dem Speicherregister beispielsweise von 0,2 bis 5 sec gespeichert
und diese.
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gespeicherte Anzeige wira angezeigt, um die mittlere Strömungsgeschwindigkeit
während des vorhergehenden Meßzyklus anzuzeigen.
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Der Ausgang der gespeicherten Anzeige in dem Strömungs-Zähler 54 wird
der Anzeige 55 zugeführt, die eine dauernd erneuerte Strömungsanzeige am Ende jedes
Meßzyklus anzeigt Die Anseigen können auberdem in einem Gesamtsummierer 55a akkumuliert
werden, nachdem sie mit der verflossenen Zeit multipliziert wurden, um eine Zählung
zu erzielen die pro portional zum Gesamttlub ist, der beispielsweise in Galonen
gemessen wird0 Dieser Gesamttlub könnte beispielsweise in einem sechsstelligen elektromechanischen
Zähler angezeigt werden.
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Ein Digital-/Analogkonverter 55b ist vorgesehen, um das Strömungseignal
in ein Analog-Gleichspannungssignal umzuwandeln, das proportional zur Strömung ist,
und das andererseits für Strömungsateuerzwecke verwendet werden kann0 Dieeer Spannungsausgang
könnte außerdem eine Analoganzeige mit einer Hoch-Niedrig-Alarmrelaiseinrichtung
betätigen.
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In Fig. 4 sind alle Bauteile nach Fig. 3 ausführlicher gezeigt. Das
Eingangsmodul 50 ist in den gestrichelten Linien 50c dargestellt. Die Empfänger-ender-Schaltungen
70 und 71 sind mit Wandlern 37 und 38 verbunden und schaltungen 70 und 71 sind mit
einer gemeinsamen Sende quelle 72 und einer Phasenkorrekturschaltung 73 verbunden0
Jeder der Wandler 37 oder 38 kann einen vorgegebenen Impuls bei Steuerung der Sendequelle
72 und bei geeigneter Torsteuerung der Schaltungen 70 und 71 abgeben.
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Die Schaltung 70 ist mit dem Strömungsaufwärts-Wandler 37 (der willkürlich
als Strömungssutuärts-Element ausgewählt ist) verbunden und dient zum Empfang von
SchallsignalenU
die von dem Wandler 38 ausgesandt werden0 Entsprschend
ist die Schaltung 70 mit RCVUP bezeichnet, um anzuzeigen, daß dies der Strömungsaufwärts-Empfänger
ist In ähnlicher Weise ist die Schaltung 71 der strömungsabwärts gelegene Empfängers
der mit RCVDN bezeichnet ist und als Empfänger für den Wandler 38 dient0 Der Sendeimpuis
TXX der dem Wand ler 37 zum Zeitpunkt ti zugeführt wird9 ist in Fig 5a ge zeigte
Das eingangsmodul 50 weist weiterhin einen Verstärker 74 auf , der eine automatisch
steuerbare Verstärkung aufweist und der Schallsignale verstärkt , die von den Wandlern
37 und 38 empfangen werden9 wobei diese Signale als V@IG in Fig0 4 und Fig0 5b gezeigt
sind0 In Fig. 5b ist die sr= ste Schwingung VSIG(PIPE0 das Signal9das vom Wandler
38 durch die Wand 31 auf den Sendeimpuls Tx vom Wandler 38 folgend empfangen wird,
während der zweite Schwingungsimpuls die Schallenergie vom Wandler 38 ist, die die
Flüssig-' keit in dem Rohr 31 durchlaufen hat, Der Maßstabs-Rechnerblock 51 nach
Fig0 4 enthält einen Sendeoszillator 80, der zum Zeitpunkt ta durch ein Signal @T(1)
(Fig0 5c) eingeschaltet werden kann um Sendeleistung an den Wandler 37 oder 38 über
die Sendesteuerung 81 anzulegen, die verwendet wird9 um die Sende-Schwingungsform
zu formen.
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Der Maßstabe-Rechner 51 weist weiterhin eine automatische Pegelsteuerschaltung
82 auf (die mit ALC-CONTROL bezeichnet ist), die die Amplitude des Echosignals von
der Schaltung 70 oder 71 auf einen Wert oberhalb einer vorgegebenen BeX zugsapannung
einstellt und die die Verstärkung der Verstärker 70, 71 und 74 zu diesem Zweck in
geeigneter Weise ein stellt, Der konstante ALC-Pegel ist in Fig0 5b als dargestellt.
Die Ausgangsspannung VSIG des Verstärkers 74 wird daher für irgendein Echo vom Wandler
37 oder 38 normalisiert.
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Der Maßstabsrechner 51 enthält als nächstes einen Vergleicher 83,
der Ausgangsimpulse ZCO Fig, 5d) beLm ersts, Nulldurchgangspunkt (ZCO) erzeugt der
auf eine Zeit folgt, wenn die Amplitude des normalisierten V51£r irgendeine zleine
Bezugaspannung überschreitet. Daher werden Folgen von Impulsen ZCO von dem Spannungsecho
erzeugt9 wie dies in den Fig0 5b und 5d gezeigt ist , und zwar jedesmal dann, wenn
VSIG negativ wird.
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Die normalisierte Spannung VSIG wird außerdem der ALG-Steuerung 82
zugeführt und dient dazu, die ALC-Steuerung nur dann freizugeben, nachdem die momentane
Spannung VSIG einen vorgegebenen Pegel überschreitet, der in Fig0 5b als VTB bezeichnet
ist, Der unmittelbar erste Durchgang oberhalb von VTB erzeugt den Impuls TB nach
Fig0 5e zum Zeitpunkt t2. Dieser Impuls - oder sein gespeichertes Äquivalent TE
nach Fig 5f, das weiter unten beschrieben wird -stellt eine stabile Zeitverzögerung
nach dem vorhergehenden Sendeimpuls TX dars die für alle darauf folgenden Empfangswandlersignale
in einer vorgegebenen Vorwärts oder Rückwärts-Periodengruppe reproduzierbar ist0
Der nächste Impuls, NT(2) nach Fige 56 wird zum Zeitpunkt t3 durch den Nulldurchgangspunkt
zum Zeitpunkt t3 erzeugt , der unmittelbar auf den erstenTB oder TE-Impuls folgte
Dieser Nulldurchgang ist wie dies zu erkennen ist, innerhalb von 0,1 nsec genau,
so daß eine ge naue Messung der Änderung in der zeitlichen Lage der Null durchgänge
ermöglicht wird, die durch die Strömungsgeschwindigkeit hervorgerufen wird0 Beim
Auftreten des Impulses TB nach Fig. 5e erzeugt die Schaltung 84 einen Impuls TBM
(Fig. 5g), der nunmchr die AbC-Steuerung 82 vollständig freigibt. Die AbC-Steuerung
bleibt lediglich für eine kurze Zeit über den Zeitpunkt
hinaus
freigegeben, bis zu dem die momentane Amplitude der Spitzen in dem Signal VSIG über
dem Pegel VTB liegt, Durch Freigabe der ALC-Steuerung 82 lediglich währe.nd dieser
Zeitperiode besteht keine Gefahr, daß Rohrstörungen fälschlicherweise Verstärkungspegel
der verschiedenen Verstärker einstellen, Weiterhin ist die Zeit von der Aus sendung
des Bendeimpulses nach Fig0 5a bis zum Empfang eines reproduzierbar identifizierbaren
Punktes in dem Echosignal eindeutig zum Zeitpunkt t3 markiert, und zwar zeitlich
gleichzeitig mit dem Nulldurchgang, der auf den ersten UB-Impuls nach Fig. 5e Clmpuls
ZCO in Fig. 5d) oder den Impuls TE nach Fig0 5f folgt, Der Maßstabsrechner 51 weist
weiterhin eine Schaltung 85 auf, die mit PINBB bezeichnet ist und die den Betrieb
der Schaltung durch Signale verhindert, die dem Empfangswandler direkt durch die
Rohrwand und nicht durch die Flüssigkeit zugeführt werden. Ein derartiges Signal
ist in Fig. 5b als V8IG(PIPE) gezeigt. Die Fig0 5h zeigt den PINHB-Impuls, der von
der Schaltung 85 erzeugt wird Der Maßstabsrechner 51 weist schließlich einen TR-Generator
86 auf, der die Funktion der tatsächlichen messung der Schallgeschwindigkeit in
dem Flüssigkeitsmedium aus den von den Wandlern 37 und 38 zur Verfügung stehenden
Impulsen aufweist und der dann eine Zeit TA erzeugte die proportional zur berechneten
Schallgeschwindigkeit in der Flüssige keit ist. Es kann irgendeine gewünschte Schaltung
für diese Funktion verwendet werden0 Eine spezielle Schaltung wird weiter unten
in Verbindung mit Fig. 6 beschrieben0 Im folgenden wird der N-Generdor 52 beschrieben.
Dieser Generator weist einen Generator 90 für N-Impulse CFig. 5c) auf, der NT Impulse
erzeugt, die schlieblich die Erzeugung eines Sendeimpulses bewirken. Der N-Generator
90 wird zu
Anfang durch einen Impuls vom TE-Generater 91 freigegeben,
und zwar gerade vor dem ZCO-Impuls (TB), der auf den Null durchgang des TB-Pegels
folgt Eine hochfrequente Taktimpulefolge wird von der Taktsteuerung 120 abgeleitet
und mit dem Beginn des ersten NT eines vorgegebenen Vorwärts-/Rückwärts-Zählzyklusimpulses
gestartet. Diese Impulsfolge reicht bis zum Beginn des Zip Tn-Impulses (Fig. 5d)
und die Anzahl der TE-Impulse während dieses Zeitintervalls wird in der TE-Zähllogik
22 und dem Speicher 93 gespeichert. Auf diese Weise wird ein MaX der Zeit, die vom
Beginn des Sendeimpulses bis zum ersten Übergang der Signalspannung VSIG über dem
Pegel VTB (Fig. 5b) benötigt wird, im Speicher 93 gespeichert In der nächsten Periode
wird die gespeicherte Anzahl der Impulse in dem Speicher 93 nach unten gezählt,
um die Zeit von der Erzeugung des Sendeimpulses NT(2) bis zur Entleerung des TE-Zählers
nach Fig. 5f zu messen. Entsprechend arbeitet der TE-Zähler 94 zusammen mit der
Logik 92 und dem Speicher 93, um einen Impuls vom Impulsgenerator 91 zu erzeugen,
um es dem Nulldurchgang, der auf TE folgt zu ermöglichen, den nächsten N-Impuls
zu erzeugen. Dieser gleiche Zählvorgang erfolgt für alle darauf folgenden Perioden
in der Vorwärtsrichtung und dann füs ale Impulse, die in der Rückwärtsrichtung auftreten0
Nachdem ein Meßzyklus beendet wurde, wird dann die Zeit TE erneut für die nächste
Impuls serie aus dem ersten Vorwärtsimpuls dieser Serie berechnet.
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Der Zweck dieser neuartigen TE-Zählung besteht darin, zu vermeiden,
daß die Messungen auf eine konstante Amplitudenstabilität für VSIG von der ALC-Pegelschaltung
82 bezogen werden, was erforderlich sein würde um den gleichen effekt tiven TB-Wert
während jeder periode sicherzustellen, Dies
ist wesentlich, weil
jede Vorwärts- und Rückwärts-Zähl@ periode bez2glich des gleichen Nulldurchgangs
gemessen wer den muß.
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Der N-Zähler 53 erfüllt verschiedene Funktionen und weist eine automatische
Startschaltung 100, ein Steuergatter 101 und einen N-Impulazähler 102 auf. Weiterhin
ist eine N-Zählungs-Programmierschaltung 103 und ein N-Periodenzähler 104 vorgesehen.
Schließlich ist ein Taktimpuls-Gattergenerator 105 und ein Vorwärts-/Rückwärts-Flipflop
106 vorgeßeK hen. Alle diese Bauteile werden durch eine ZeitsteuerLogik schaltung
107 gesteuert. Die N-Zählerschaltung weist außer dem noch eine Verzögerungslogik
108, eine perioden-Endlogik 109 und eine Vorwärts-Sende- und Rückwärts-Sende-Schaltung
auf, die tatsächlich nicht nur die 8enderichtung sondern auch die Empfangerichtung
und den Vorwärts- oder Rückwärtszählvorgang in dem Strömungszähler bestimmt.
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Es sei zunächst die automatische Start schaltung 100 betrachtet. Wenn
keine N-Impulse für eine längere als eine vorgegebene Zeit, beisplelswelse 5 msec,
austretens erzeugt die automatische Startschaltung einen Startimpuls, der der Zeitsteuer-Logikschaltung
107 zugeführt wird0 .Die Zeitsteuer-Logikschaltung erzeugt dann einen Wiederanleuf-Impuls
RSTT in Fig. 4, der dem N-Generator 90 (in der N-Generatorschaltung 52) zugeführt
wird. Der N-Generator 90 gibt dann einen Impuls NG aus, der dem Steuergatter 101
zugeführt wird.
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In Abhängigkeit vom Zustand des Steuergatters 101 kann der Impuls
NG in einem von zwei Kanälen verlaufen0 Der erste Kanal wird von dem nunmehr mit
NT bezeichneten Impuls bre schaffen, der zunächst zum Sendeoszillator 80 und zur
Sendesteuerung 81 gelangt, um die Erzeugung eines Sendeimpulses von dem richtigen
Wandler 37 oder 38 hervorzurufen,
Die Impulse NT werden außerdem
der Rohr-Sperrschaltung 85 zugeführt, um die Schaltung 84 während des Rohr-Echosignals
VSIG(PIPE) nach Fig. 5b zu sperrens Schließlich werden dies Impulse RT und ein Zeitsignal
von dem Taktsteuer-Gatterg@-nerator 105 dem TR-Generakor zugeführt, wo sie für die
MeE-zykluszeit und für die gompensation gegenüber vs und dem Brechungswinkel verwendet
werden, Die Anzahl der NT-Impulse, die dem Steuergatter 101 zugeführt werden, wird
von dem N-Zähler 102 gezählt und, unter dem Einfluß des N-Zählprogramms 103 und
nach einer vcrgegebenen Anzahl von N-Impulsen in einer Richtung, wird das Steuergatter
101 beschaltet und der nächste Impuls erscheint als Impuls RN (der zuletzt empfangene
Impuls einer vorgegebenen Vorwärtssende- oder Rückwartssende-Gruppe).
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Der Impuls RN (letzter N-Impuls einer Vorwärts- oder Rückwärtsperiodo)
wird dem S!alEtimpuls-Gattergenerator 105 zur Beendigung der Zählung und der Zeitsteuer-Logik
1107 zugeführt. Der taktimpuls-Gattergenerator 105 schaltet die Senderichtung der
Wandler 37 und 38 durch Zuführen eines Impulses an das Vorwärts-/Rückwärts-Flipflop
106 um, das durch ein Signal CLAUS von dem Strömungszähler 54 taktsynchronisiert
ist. Die Tatsache, daß das Vorwärts-/Rückwärts-Flipflop 106 geschaltet hat, wird
der Zeitsteuer-Logik 107, dem N-Periodenzähler 104 und der Periodenende-Logik 109
angezeigt, die wirksam wird9 wenn ein TR-Impuls empfangen wurde.
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Vorzugsweise sollte die Gesamtzahl der Zählperioden in einem Meßzyklus
zwischen 128 und 512 liegen, um das beste Fehlerergebnis zu erzielen. Wenn mehr
als 512 Vorwärts-Rückwärts-Perioden verwendet werden, wird der Fehler aufgrund der
Unsicherheit der Zählung in Jeder Periode üherwiegen. Wenn weniger als 128 Vorwärts-Rückwärts-Perlioden
verwendet werden, beginnt der Fehler aufgrund einer
unzureichenden
Perioden-Mittelwertbildung zu überwiegen Das N-Zählprogramm überwacht die Anzahl.
der N-Periodem, O'.:r sich ergeben haben, und korrigiert später die N-Periodenzählung,
wenn dies erforderlich ist, damit man in dem oben angegebenen gewünschten Bereich
verbleibt.
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Die Zeitsteuer-Logik 107 steuert außerdem die Verzögerungs-Logikschaltung
108, damit sich eine absichtliche Ver@ögerung zwischen dem Ende eines Vorwärts-Zyklus
und dem Beginn des nächsten Rückwärts-Zyklus ergibt0 Dies wird gemacht, damit alle
Uberschwingungsvorgänge abgeklungen eind, bevor ein neuer Satz von Perioden erneut
durch den RSTT-Impuls von der Zeitsteuerungs-Logikschaltung 107 gestartet wird.
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Dies ist erforderlich, weil die NPeriodenbildung durch das Steuergatter
101 dadurch gestoppt wurde9 daß NG in RN umgewandelt wurde, anstatt daß der NT-Impuls
wieder in den Umlauf gebracht wurde0 Wenn der Maßstabs-Rechner 51 den Impuls TR
erzeugt, wird das System so angesteuert, daß die Periodenbildung gestoppt wird,
und die Auslesung des Strömungswertes vorbereitet wirdn Der Impuls CR, der der Periodenende-Logik
109 zugeführt wird, instruiert das System Jedoch lediglich auf die Beendigung der
letzten notwendigen Rückwärtsperiode des der zeitigen Meßzyklus zu warten, weil
die Vorwärts- und Rückwärts-Perioden eine genau gleiche Anzahl aufweisen müssen
Außerdem schaltet das Eintreffen des Impulses TR die Zeitsteuer-Logik 107 auf eine
Verzögerung von ungefähr 5 msec vor dem Starten des nächsten Meßzyklus umO Der Befehl
zum Auslesen des gemessenen Strömungswertes wird dem Strömungszähler 54 in Form
eines STRB-Signals von der Zeitsteuer-Logik 107 zugeführt, worauf ein Lösch-(OLR-)
Signal folgt, das die nächste Periode startet. Das Löschsignal setzt alle Zähler
in dem System auf Null.
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Der Strömungszähler 54 weist einen Taktimpulsgenerator 120 (beispielsweise
eine Quelle fiir 15 MHz-Impulse) auf, der über einen Synchronisierer 121 arbeitet,
um Impulse in einem Vorwärts-/Rückwärts-Zähler 122 zu akkumulieren. Der Synchronisierer
121 verhindert ein Abschneiden des letzten Impulses und zählt lediglich dann, wenn
er durch den Taktimpuis-Gattergenerator 105 aufgesteuert ist. Daher zählt der Zähler
122 während der Vorwärtsperioden vorwärts und er wird umgeschaltet, um während der
Rückwärtsperioden des Taktimpulsgatters 105 rückwärts zu zählen und zu subtrahieren.
Am Ende der Rückwärtsperiode, die auf TR folgt, überführt das Auftastsignal STRB
den Restwert des Zählers 122 (der zu der Strömung im Rohr 31 in Beziehung steht)
in das Speicherregister 123.
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Die Größe in dem Speicherregister 123 wird dann in BCD-Format der
digitalen Anzeige 124 sowie dem Gesamtsummenbilder 125 und dem Digital-/Analog-Konverter
126 zugeführt.
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Der Gesamtsummenbilder 125 ist außerdem mit TR verbunden, so daß er
die Strömungsgeschwindigkeit und die Zeit multiplizieren kann, um eine Zählung zu
speichern, die proportional sum Gesamtfluß in beispielsweise Gallonen ist.
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Der Digital-/Analog-Konverter 126 kann mit einer Analoganzeige 127
verbunden sein und erzeugt Signale 1o und VO, die zur Strömung proportionale Glolchepannungasignsle
sind und die bei automatischen Steuersystemen verwendet werden können. Die Anseige
127 kann außerdem eine Alarmeinrichtung für eine hohe bzw. niedrige Strömung betätigen.
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Fig 6 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform für den R-Generator
86, der eo ausgebildet ist, daß TR proportional zu v5 und umgekehrt proportional
zu TL ist0
In Fig. 6 bildet die Vorderflanke von NT eine monostabile
Multivibratorschaltung 140, deren Rückkippzeit TF ist TF ist die Gesamtzeit in Jedem
TM Intervall, inder der Schall sich in der Wandlerkopplung und in der Rohrwand befindet
und damit nicht in der Flüssigkeit0 Während der Zeit TF hält ein Gatter 141 einen
(nicht gezeigten) Ladekondensator in dem TL-Generator 142 entladen, Am Ende von
TF kann sich der Kondensator linear für den Rest des Zip TN-Intervalls aufladen,
Das heißt, daß der Kondensator sich über die Zeit auflädt. Wenn der nächste N-Impuls
beginnt ist die Spannung an dem Sondensator proportional zu T und dieser Wert wird
in dem TL-Spsicher 142 gespeichert0 ES sei bemerkt, daß während der nächsten von
dem. monostabilen Multivibrator 140 aufgrund des nächsten N,-Impulses erzeugten
Zeitdauer TF der Kondensator enlädt. Damit ist die Ausgangsspannung des TL-Speichers
143 gleich dem Wert TL.
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Ein 1/TL-Generator 144 invertiert den Wert T1, und erzeugt einen Ausgangsstrom
für einen Ladekondensator in dem TR-Generator 145. Weil die Änderungegeschwindigkeit
der Spannung an dem Kondensator proportional zum Ladestrom ist und weil der Ladestrom
proportional zu 1/ ist, ist die Zeit 9 die die Spannung an dem Kondensator in dem
TR-Generator 145 benötigt, um einen gewünschten festen Pegel zu erreichen, proportional
zu 1/TL' wie dies erwünscht ist. Der Eondensae tor in dem TR-Generator 145 kann
sich auf einen festen Pegel aufladen, und zu diesem Zeitpunkt wird ein TR-Impuls
erzeugt, um die Betätigung des Anzeigebetriebs einzuleiten.
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Weil es bekannt ist, daß für einen niedrigen Wert v5 (das heißt für
einen hchen Wert TL) der Brechungswinkel # bei diesem Zustand verkleinert wird wird
T@ größer. Daher wird ein Signal durch die TF-Rechanschaltung 144 zur TN-Schaltung
140 von dem TL-Speicher 143 geleitet, um TF zu andarn, wie dies erforderlich ist
Es
sei bamerkt, das weil TL und TR nicht während der Zeit berechnet werden können,
während nicht gezählt wird, ein Signal CLGC der Schaltung zugeführt wird, um ein
Laden von sowohl dem TL- als auch dem T TR-Kondensator zu verhindern Im vorstehenden
wurde die Erfindung in Anwendung auf ein Strömungsmaßgerät beschrieben Andere Anwendungen
snd möglich, wie beispielsweise die Anwendung der Schaltung für eine Anzeigevorrichtung
für einen vollen Pegel. Beispielsweise kann die AL@-Steuerung 82 nach Fig 4 mit
einer (nicht gezeigten) Anzeigelampe verbunden werden, die eingeschaltet wird, wenn
der ALC-Ausgang unter einem vorgegebenen Wert liegt. Dieser Ausgang wurde erzielt,
wenn die Leitung oder ein Flüssigkeitsbehälter leer ist, weil dann das Signalecho
im wesentlichen gleich Null sein würde, P a t e n t a n s p r ü c h e :