DE2461403C3 - StrömungsmeBgerät - Google Patents

Description

F= mfc (V_nSV₁) sin θ T_R

ist, worin: F eine Digitaldarstellung der Strömung des Strömungsmediums in der Leitung (31) in Strömungseinheiten, m eine Konstante, f_c die Zähltaktfrequenz, v_m die Strömungsgeschwindigkeit so des Mediums, v, die Schallgeschwindigkeit in dem Medium, θ der Winkel zwischen der Ausbreitungsrichtung der Ultraschallimpulse und einer senkrechten zur Rohrachse und Tr eine Funktion von ν* θ und dem Innendurchmesser der Leitung ist

3. Strömungsmeßgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Wandler (37,38) auf der gleichen Seite des Rohres (31) befestigt sind und daß die Ultraschallimpulse von der gegenüberliegenden Innenoberfläche der Leitung (31) reflektiert werden.

4. Strömungsmeßgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflexionswinkel (Θ) zur Senkrechten der Innenoberflächc im Bereich von 29° bis 51 "liegt.

5. Strömungsmeßgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflexionswinkel (Θ) 48° beträgt.

6. StrömungsmeQgerät nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Steuerschaltungen (53) zur Steuerung der Folge der Vorwärts- und Rückwärtsperioden derart, daß eine vorgegebene Anzahl von Vorwärtsperioden eingeleitet wird, auf die eine entsprechende Anzahl von Rückwärtsperioden folgt, und daß die vorgegebene Anzahl von Vorwärts- und Rückwärtsperioden einen Meßzyklus zur Erzeugung des Ausgangssignals festleren, der auf die Restzählung in dem Zähler (54) am Ende des Meßzyklus bezogen ist

7. Strömungsmeßgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Schaltungseinrichtungen (50 bis 55) weiterhin Empfangseinrichtungen (50) zum Empfang der Ultraschallimpulse zur Messung ihrer Laufzeit bei Feststellung eines vorgegebenen Echosignalzustandes und Torsteuereinricht'ingen (51) zum Aufsteuern der Empfangseinrichtungen (50) einschließen, wenn der momentane Ausgangssignalpegel der Empfangseinrichtungen einen vorgegebenen Wert überschreitet, und daß die ersten Schaltungseinrichtungen (50, 55) weiterhin Nulldurchgangs-Detektoreinrichtungen (83) zur Messung eines Nulldurchganges in dem Echosignal einschließen, die mit Impulsübertragungszeit-Meßeinrichtungen (54) verbunden sind, die die Zeit von der Aussendung der Ultraschallimpulse bis zum Auftreten des ersten Nulldurchganges des empfangenen Signals nach der Aufsteuening der Empfangseinrichtungen (50) messen.

8. Strömungr-meßgerät nach Anspruch 1,2 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zweite Zähleinrichtungen (91 bis 94) zur Zählung der Zeitdauer von der Aussendung eines impulses bis zum Erreichen des vorgegebenen Ausgangssignalpegelwertes in dem empfangenen Signal vorgesehen sind, daß die zweiten Zähleinrichtungen (91 bis 94) mit den Torsteuereinrichtungen (51) verbunden sind und die Empfangseinrichtungen (50) aufsteuern und für den Empfang eines Impulses bereitmachen, der auf die den nächsten Nulldurchgang in dem Echosignal nach der genannten Zeitdauer folgt, und zwar für alle Vorwärts-Rückwärts-Perioden in einem Meßzyklus, der auf die erste Vorwärtsperiode folgt, die die genannte Zeitdauer festlegt

Die Erfindung bezieht sich auf ein Strömungsmeßgerät zur Bestimmung der Strömung eines Mediums in einer Leitung, mit ersten und zweiten mit Abstand voneinander in Axialrichtung der Leitung angeordneten Wandlern, die Ultraschallimpulse aussenden und empfangen, die durch das Medium in der Leitung hindurchlaufen, mit mit den ersten und zweiten Wandlern verbundenen Schaltungseinrichtungen zur Messung der Zeitdifferenz, die die Ultraschallimpulse für das Durchlaufen der Strecke von dem ersten Wandler zum zweiten bzw. vom zweiten Wandler zum ersten benötigen und zur Erzeugung eines Ausganges, der auf diese Zeitdifferenz bezogen ist, mit einem Taktgenerator zur Erzeugung einer Folge von Ausgangsimpulsen mit einer vorgegebenen Taktfrequenz, mit mit dem Taktgenerator verbundenen Zählern, wobei die Schaltungseinrichtungen mit den Zählern verbunden sind und diese derart steuern, daß sie die Taktimpulse vqn dem Taktgenerator während der Laufzeit der Ultraschallimpulse von dem ersten

Wandler zum zweiten in Vorwärtsrichtung und während der Laufzeit der Ultraschallimpulse von dem zweiten Wandler zum ersten in Abwärtsrichtung zählen, so daß eine Vorwärtszeitperiode bzw, eine Rückwärtszeitperiode gebildet wird, und mit zweiten Schaltungs- ί einrichtungen zur Bestimmung der Schallgeschwindigkeit in dem Medium.

Bei einem bekannten Strömungsmeßgerät dieser Art weisen die Schaltungseinrichtungen zur Bestimmung der Schallgeschwindigkeit in dem Medium ein zusätzli- m ches Wandlerpaar auf. Der Wert der Schallgeschwindigkeit, wird weiteren Zählern zugeführt, die zusammen mit dem Meßzähler eine Rechenschaltung zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit des Mediums bilden. Für die Berechnung der Strömungsgeschwindig- ι ί keit des Mediums wird hierbei lediglich eine Aufwärtsbzw. Abwärtszählperiode verwendet Der Aufwand von zwei zusätzlichen Wandlern zur Bestimmung der Schallgeschwindigkeit ist relativ hoch, und weiterhin ergibt sich insbesondere bei niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten ein sehr geringer Unterschied in den Laufzeiten der Ultraschallimpulse in Vorwärts- und Rückwärts richtung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Strömungsmeßgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei beliebigen Strömungsgeschwindigkeiten ohne die zusätzliche Verwendung von Wandlern zur Bestimmung der Schallgeschwindigkeit in dem Medium eine sehr genaue Messung der Strömungsgeschwindigkeit ermöglicht m

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. i>

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird eine größere Anzahl von Vorwärts- und Rückwärtsperioden der Laufzeit der Ultraschallimpulse zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit verwendet, und die Anzahl dieser Vorwärts- und Rückwärtsperioden wird in w Abhängigkeit von der Schallgeschwindigkeit bestimmt. Auf diese Weise ergibt sich eine Vergrößerung der Meßgenauigkeit, wobei jedoch sichergestellt ist, daß eine Meßperiode nicht so lang ist, daß die Vorwärts- und Rückwärtsmessungen in ungleicher Weise durch Ände-Ringen der Strömungsgeschwindigkeit beeinflußt werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt >o

F i g. 1 eine Ausführungsform des Strömungsmeßgeräteis, deren Wandler an einer Leitung angeklemmt und mit einer elektronischen Auswerteschaltung verbunden ist,

F i g. 2 eine Qutrschnittsansicht der Leitung nach F i g. 1 mit einer schematischen Darstellung der mit Abstand angeordneten Elemente des Wandlers und mit einem typischen Ultraschall-Strahlungsverlauf,

F i g. 3 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des Strömungsmeßgerätes,

F i g. 4 ein ausführliches Blockschaltbild einer Ausfiihrungsform des Rechners des Strömungsmeßgerätes,

F i g. 5a bis 5h eine gemeinsame Zeitbasis aufweisende Diagramme zur Erläuterung der Betriebsweise der Schaltung nach F i g. 4,

F i g. 6 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines 7VGenerators, der bei der Ausführungsform nach F i {[. 4 Verwendung finden kann.

In F i g. I ist schematisch eine räumliche Ausführungsform des Strömungsmeßgerätes gezeigt, bei der ein Wandler 30 einfach auf eine Leitung oder ein Rohr 3; geklemmt ist, um die Strömung einer Flüssigkeit in der Leitung 31 festzustellen. Die Leitung 31 kann aus Metall oder Kunststoff bestehen oder mit Zement ausgekleidet sein und kann einen beliebigen Durchmesser aufweiten, typischerweise im Bereich von V2 Zoll bis 60 Zoll. Einfache Rohrschellen 32 und 33 werden verwendet, um den Wandler 30 an dem Rohr 31 festzuklemmen. 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 Liter pro Minute oder pro Stunde liefern. Die Anzeigeeinrichtungen in dem Gehäuse 34 können außerdem die Strömungsmenge über eine vorgegebene Zeitperiode anzeigen. Wie dies weiter unten zu erkennen ist könnte in gleicher Weise eine Analoganzeige verwendet werden. Die Steuerschaltungen in dem Gehäuse 34 könnten zur Verwendung als Strömungsschalter ausgebildet sein. Es sei darauf hingewiesen, daß keine Notwendigkeit besteht, in das Rohr 31 einzudringen, um die gewünschte Messung durchzuführen, und daß der Wandler 30 einfach auf der Außenseite des Rohres 21 festgeklemmt ist.

F i g. 2 ist eine Querschnittsansicht durch die Leitung 31 und zeigt schematisch den Wandler 30 mit mit Abstand angeordneten einzelnen Wandlerelemen.en 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 sind. Der Abstand und der Winkel der Wandlerelemente 37 und 38 bezüglich der Achse 31 sowie die Wellenlänge der Schallenergie sind so gewählt, daß sichergestellt ist, daß die Schallenergie durch die Rohrwand und in die Flüssigkeit in dem Rohr 31 hindurchläuft und durch die Rohrwand zurück zum anderen Wandlerelement hin reflektiert wird. Die Wandlerelemente 37 und 38 können einen Abstand aufweisen, der dem ungefähr 2'/2fachen des Rohrdurchmessers entspricht.

Die Stirnflächen der Wandlerelemente 37 und 38 bilden einen Winkel zwischen 50 und 6G¹¹ 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 ausreichender Energie für praktisch jede Flüssigkeit erzielt wird. Die gewählte Schallfrequenz sollte zwischen 40 kHz und 1 MHz liegen, damit sich ein guter Kompromiß für Rohre mit dicken oder dünnen Wandquerschnitten und m^:t . erschiedenen Durchmessern ergibt. Es wird bevorzugt, daß die Rohrdicke gegenüber den Wellenlängen der verwendeten Schallenergie klein ist. Eine Frequenz zwischen den oben angegebenen Grenzwerten ergibt gute Ergebnisse für die meisten Rohr-Wandstärken, die in der Praxis auftreten. Die Dicke und der Durchmesser der Wandlerelemente 37 und 38 sind so gewählt, daß sich eine geeignete Strahlbreite ergibt, damit eine ausreichende Energie am Empfangswandler während des Betriebs des Meßgerätes unabhängig von Änderungen des Brechungswinkels aufgrund von unterschiedlichen Fl'lssigkeiten mit unterschiedlichen charakteristischen Schallgeschwindigkeiten und Rohrwandmaterialien vorhanden ist.

In F i g. 2 ist ein Schallenergie-Strahl 41 gezeigt, der

beispielsweise vom Wandlerelemenl 37 ausgesandt wird. Der Strahl 41 wird von der Normalen weg gebrochen, wenn er in die Wand des Rohres 31 eintritt, und er wird in Richtung auf die Normale gebrochen, wenn er in die Flüssigkeit in dem Rohr 31 eintritt. Es sei bemerkt, daß bei dieser Flüssigkeit angenommen wird, daß sie in der Richtung des Pfeiles 42 strömt. Der Strahl 41 trifft auf die entgegengesetzte Seite des Rohres 31 unter einem Winkel θ zur Normalen auf und wird in Richtung auf das Wandlergehäuse 40 zurückreflektiert. Der Strahl 41 tritt dann erneut in die Rohrwand ein, wird von dieser gebrochen, tritt dann in das Gehäuse 40 ein und wird von diesem gebrochen, bis er schließlich von dem Wandlerelement 38 empfangen wird. Auf den Empfang dieses Impulses hin (in der Praxis auf den Empfang einer Anzahl von Vorwärtsperioden hin) sendet das Wandlerelement 38 einen Energieimpuls aus, der wiederum dem Weg des Stahles 41, jedoch in entgegengesetzter Richtung, folgt, und diese Energie

...: ι ._nLi:-ni:.L J \i/ Ii ι » -jt t

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gen. In der Praxis wird eine Anzahl von Rückwärtsperioden erzeugt, die zusammen mit den Vorwärtsperioilen einen Gesamt-Zählzyklus bilden. Weil die von dem Wandlerelement 37 ausgesandte Energie in Strömungsrichtung der Strömung 42 verläuft, wird sie in dem Wandlerelement 38 in kürzerer Zeit empfangen als die Energie von dem Wandlereiemen? 38, die strömungsaufwärts, d. h. gegen die Strömungsrichtung der Strömung 42, verläuft, an dem Wandlerelement 37 empfangen wird. Diese Zeitdifferenz steht im Verhältnis zur Strömungsgeschwindigkeit der Strömung 42.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Zeit, die die Schallimpulse benötigen, um sich von einem Wandlerelement zum anderen auszubreiten, dadurch gemessen, daß die Anzahl der Impulse eines Taktimpulsgenerators gezählt wird, die während der Impulslaufzeit erzeugt werden. Genauer gesagt heißt dies, daß diese Impulse vorwärts gezählt werden, wenn der Schallimpuls sich von einem ersten Wandlerelement ausbreitet, und die Impulse werden rückwärts gezählt, wenn der Schaltimpuls sich in Richtung auf das erste Wandlerelement ausbreitet. Der Unterschied in der Impulsanzahl für einen Umlauf steht dann zur Strömungsgeschwindigkeit des flüssigen Mediums in Beziehung.

Zur Vergrößerung der Zählgenauigkeit wird eine Anzahl von gegen die Strömungsrichtung verlaufenden Impulsen und eine gleiche Anzahl von in Strömungsrichtung verlaufenden Impulsen für einen Zählzyklus verwendet. Das heißt, daß die Zeitdifferenz für lediglich einen Umlauf oder eine Periode so klein ist, daß die Messung schwierig sein wird. Beispielsweise ist im Fall einer Wasserströmung mit einer Geschwindigkeit von 25.4 cm/sec der Zeitunterschied zwischen einem gegen die Strömung verlaufenden Impuls lediglich ungefähr 0,2% der Zeit, die der Impuls für die Ausbreitung in Strömungsrichtung benötigt Diese Zeitdifferenz würde sehr schlecht genau zu messen sein, insbesondere mit Impulsmeßtechniken. Durch Ablesen der Zeitdifferenz nach einer großen, jedoch gleichen Anzahl von Strömungsaufwärts- und Strömungsabwärts-Periode ist die Zeitdifferenz oder die Anzahl der Resitimpulse in einem Vorwärts-Rückwärts-Zähler ausreichend groß, um eine genaue Messung der Strömung zu erzielen. Wie es weiter unten erläutert wird, kann die Gesamtzeit der Zählperioden in einem vorgegebenen Meßzyklus so gewählt werden, daß sie zwischen 128 und 512 liegt damit sich eine gute Meßgenauigkeit ergibt

Die Strömungsanzeige der beschriebenen Vorrichtung kann durch die folgende Gleichung dargestellt werden:

F = mf\ -™ sin (·) T_R

dabei ist:

F der Digitalwert der Strömung in dem Rohr 31 nach F i g. 2 in willkürlichen Strömungsgeschwindigkeitseinheiten,

m eine Konstante,

f, die Zähl-Taktfrequenz,

v,„ die Strömungsgeschwindigkeit der Strömung 42,

v, die Schallgeschwindigkeit in dem Medium in dem Rohr31,

θ der Reflexionswinkel nach F i g. 2,

Tk die gesamte wirksame MeQzeit. während der die Schallenergie sich vom Sendcwandler 37 oder 38 zu dem anderen bzw empfangenden Wandler ausbri^:

Es ist aus der vorstehenden Gleichung /u erkennen. daß die Miömungsanzeige /-"sich mit Flüssigkeiten mil unterschiedlichem Wert für v, ändert, so daß es notwendig erscheint, die Messung neu zu eichen, wenn un.j.ichiedliche Flüssigkeiten überwacht werden. Bei der beschriebenen Vorrichtung kann jedoch eine sehr genaue automatische Kompensation dadurch pr/ielt werden,: laß Tr proportional zu I/T) gemacht wird, was andererseits proportional zu v, ist, wobei T/. die Zeit ist die ein Schallimpuls benötigt, um sich über die Strecke c nach F i g. 2 auszubreiten. Es ist zu erkennen, daß

T₁. =

i\

r, cos (-)

ist. Dabei ist c/der Rohrdurchmesser.

Dadurch.daß Tr proportional zu »',gemacht wird,gibt sich aus der vorstehenden Gleichung (I):

F = mf_c '-> sin« ^[>^Cf

Diese Gleichung läßt sich vereinfachen zu:

F = mf_c j sin (-) cos (-).

Die Gleichung (2) zeigt, daß die Strömungsanzeige des Strömungsmeßgerätes unabhängig von der Schall-

-,o geschwindigkeit in dem speziellen Medium ist, wenn die Zeit Tr proportional zu v_s gemacht wird. Daher ist keine manuelle Eichung im Hinblick auf die Art der überwachten Flüssigkeit erforderlich, wenn Steuerschaltungen bewirken, daß T_R umgekehrt proportional zu Tl und proportional zu v_s ist Eine Schaltung dieser Art ist in F i g. 6 gezeigt, die weiter unten beschrieben wird.

In der Praxis ergibt sich ein kleiner Maßstabsfehler, weil sich θ mit unterschiedlichen Flüssigkeiten mit

bo unterschiedlichen Werten für v_s ändert so daß sich ein unterschiedlicher Strahlverlauf ergibt Beispielsweise ändert sich θ von ungefähr 40° auf ungefähr 52° für Flüssigkeiten mit einem Wert für v_s von 900 bis 1900m/sea Es kann gezeigt werden, daß, wenn ein nomineller Winkel θ für Wasser bei ungefähr 48° gewählt wird, das gesamte System eine Genauigkeit von ±0,5% für Flüssigkeiten aufweist, deren Brechungswinkel zwischen 41 und 49° liegt Es kann weiterhin gezeigt

werden, daß das System eine Genauigkeit von ungefähr 1,5% für Flüssigkeiten aufweist, deren Brechungswinkel zwischen 39 und 5Γ liegt.

Eine weitere Kompensation kann, wenn dies erwünscht ist, vorgesehen sein, beispielsweise dadurch, daß eine lineare Kompensationsschaltung hinzugefügt wird, die auf den Ausgang von Ti. für Flüssigkeiten einwirkt, die einen Wert von v, aufweisen, der kleiner ist als der, der einen Brechungswinkel von 39° ergibt, so daß ein maximaler Fehler von 1,0% bis zu Winkeln von 29° beibehalten werden kann. Aus praktischen Gründen erlüllt jedoch eine Kompensation auf ein Minimum von ungefähr 39" die meisten kommerziellen Forderungen.

F i g. 3 ist ein Blockschaltbild, das die Hauptbestandteile der Schaltung der Ausführungsform des Slrönningsmeßgerätes zeigt. Diese Schaltungen steuern die Wandlerelcmcntc 37 und 38 an bzw. werden von diesen angesteuert und schließen ein Eingangsmodul 50, einen Maßstabsrechner 51, eine N-Generatorschaliung 52 sowie eine N-Zählerschaltung 53 für noch näher i.ridiiterndc N-Impulsc, einen Strömungszählcr 54 und ein Anzeige und/oder Steuermodul 55 ein.

Im folgenden werden die allgemeinen Aufgaben dieser Blöcke angegeben, wobei eine ausführlichere Beschreibung jedes Blockes in Verbindung mit F i g. 4 gegeben wird. Die Strömungsrechnerschallung und die Anordnungen der Blöcke 50 bis 55 sind in dem Gehäuse 34 nach Fig. 1 angeordnet, zusammen mit geeigneten Spannungsversorgungen und ähnlichem.

Die grundlegende Aufgabe des Eingangsmoduls 50 besteht in der Erzeugung eines »Sendesignals«, das selektiv dem Wandlcrelement 37 oder 38 zugeführt wird, um ein gewünschtes Schallsignal entweder in Strömungsaufwärts- oder in Strömungsabwärts-Richtung zu erzeugen. Wie es weiter oben angegeben wurde, vergrößert oder verkleinert die Wirkung der Flüssigkeitsströmung 42 in dem Rohr 31 nach F i g. 2 die Laufzeit des Schallsignals in der Strömungsabwärtsbzw, der Strömungsaufwärts-Richtung. Das Eingangsmodul 50 empfängt und verstärkt außerdem das von dem nicht sendenden Wandlerclement empfangene Signal und führt dieses empfangene Signal dem Maßstabsrechner51 zu.

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 z. B. des Wandler-Sendesignals, 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 N-Impulse der Periode in der gleichen Richtung dient,

(c) Schaltungen, die automatisch den Brechungswinkel der Schallübertragung durch die Flüssigkeil 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.

Der N-Generator 52 erfüllt allgemein die folgenden Funktionen:

(a) Der N-Generator erzeugt die »N-Impulse«, die "■ jeden Zählzyklus und jedes Sendesignal einleiten.

(b) Eine Impulszählschaltung ist vorgesehen, um die ImpulsUbertragungszeit einer ersten N-Periode zu messen und zu speichern, damit diese als Standard für die Impulsübertragungszeit der darauffolgen-

in den N-Impulse in einer vorgegebenen Vorwärtsoder Rückwärts-Periodenfolge verwendet werden kann. Dies stellt sicher, daß alle Ps 'iüden einer vorgegebenen Gruppe von Vorwärts- oder Rückwärts-Perioden auf den gleichen Punkt in dem

r, komplexen Echosignalmustcr bezogen sind. Hierdurch wird das System weniger empfindlich gepen Phasenschwankungen oder Amplitudenänderungen in dem Echosignal gemacht, die durch Faktoren, wie z. B. Flüssigkeitsturbulenz und

: ■ ähnliches, hervorgerufen werden.

Der NZähler 53 erfüllt allgemein die folgenden Funktionen:

r> (a) Er weist Schaltungen zum Inbetriebsetzen des Systems auf, in dem die Erzeugung eines Sendeimpulses hervorgerufen wird, wenn nicht N-Impulse von dem N-Generator für eine vorgegebene Zeitdauer empfangen werden.

κι (b) Er liefert Eingangssignale für den Maßstabsrechner 51, die benötigt werden, um die Schallgeschwindigkeit in der Flüssigkeit zu berechnen, wodurch die Meßperiodenzeit eingestellt wird, um Änderungen von v, und des Brechungswinkels der speziellen

r. Flüssigkeit indem Rohr31 zu kompensieren.

(c) Es sind Schaltungen vorgesehen, um die Anzahl von N-Perioden in einem Zählzyklus zu zählen und um sicherzustellen, daß die Anzahl der Zählperioden pro Meßzyklus in einem vorgegebenen

κι bevorzugten Bereich von 128 und 512 liegt.

(d) Er weist die vielen Zeitsteuer-Logikschaltungen für das System auf.

(e) Er enthält die Schaltungen, die die Betriebsweise des Systems von einem Zustand, in dem strömungs-

4i aufwärts gesendet wird, in einen Zustand, in dem

strömungsabwärts gesendet wird, umschalten.

(f) Er enthält weiterhin Zeitsteuerungs-Verzögerungsschaltungen zur Verzögerung der Einleitung der nächsten Vorwärts-Rückwärts- oder Meßperiode

Vi für eine kurze Zeit Verzögerungsperiode.

Der Strömungszähler 54 erfüllt den wesentlichen Zweck der Akkumulierung von Taktimpulsen in einem Voi-wärts-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 Impulszählungsrest des Vorwärts-Rückwärts-Zählers am Ende eines

bo Meßzyklus empfängt. Die Impulse werden in dem Speienerregister beispielsweise von 0,2 bis 5 see gespeichert, und diese gespeicherte Anzeige wird angezeigt, um die mittlere Strömungsgeschwindigkeit während des vorhergehenden Meßzyklus anzuzeigen.

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 Anzeigen können

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außerdem in einem Gesamtsummierer 55a akkumuliert werden, nachdem sie mit der verflossenen Zeit multipliziert wurden, um eine Zählung zu erzielen, die proportional zur Durchflußmenge ist, die beispielsweise in Litern gemessen wird. Diese Durchflußmenge könnte beispielsweise in einem sechsstelligen elektromechanischen Zähler angezeigt werden.

Ein Digital-Analog-Konverter 55b ist vorgesehen, um das Strömungssignal in ein Analog-Gleichspannungssignal umzuwandeln, das proportional zur Strömung ist, und das andererseits für Strömungssteuerzwecke verwendet werden kann. Dieser Spannungsausgang könnte außerdem eine Analoganzeige mit einer Alarmrelaiseinrichtung betätigen.

In F i g. 4 sind alle Bauteile nach F i g. 3 ausführlicher gezeigt. Das Eingangsmodul 50 ist in den gestrichelten Linien SOcdargestellt. Die Empfänger-Sender-Schaltungen 70 und 71 sind mit Wandlerelementen 37 und 38 verbunden, und Schaltungen 70 und 71 sind mit einer

türschalung 73 verbunden. Jedes Wandlerelement 37 oder 38 kann einen vorgegebenen Impuls bei Steuerung der Sendequelle 72 und bei geeigneter Torsteuerung der Schaltungen 70 und 71 abgeben.

Die Schaltung 70 ist mit dem Strömungsaufwärts-Wandler 37 (der willkürlich als Strömungsaufwärts-Element ausgewählt ist) verbunden und dient zum Empfang von Schallsignalen, die von dem Wandlerelement 38 ausgesandt werden. Entsprechend ist die Schaltung 70 mit RCV/UP bezeichnet, um anzuzeigen, daß dies der Strömungsaufwärts-Empfänger ist In ähnlicher Weise ist die Schaltung 71 der strömungsabwärts gelegene Empfänger, der mit RCV/DN bezeichnet ist und als Empfänger für das Wandlerelement 38 dient. Der Sendeimpuls T_x, der dem Wandler 37 zum Zeitpunkt /ι zugeführt wird, ist in F i g. 5a gezeigt. Das Eingangsmodul 50 weist weiterhin einen Verstärker 74 auf, der eine automatisch steuerbare Verstärkung aufweist und der Schallsignale verstärkt, die von den Wandlerelementen 37 und 38 empfangen werden, wobei diese Signale als VsiG in F i g. 4 und 5b gezeigt sind. In F i g. 5b ist die erste Schwingung V_Sic(ROHR)das Signal, das vom Wandlerelement 38 durch die Wand 31 jiif den Sendeimpuls Tx vom Wandlerelement 38 folgend empfangen wird, während der zweite Schwingungsimpuls die Schallenergie vom Wandlerelement 38 ist, die die Flüssigkeit in dem Rohr 31 durchlaufen hat.

Der Maßstabs-Rechnerblock 51 nach Fig.4 enthält einen Sendeoszillator 80, der zum Zeitpunkt t, durch ein Signal Λ/γ_(ι) (Fig. 5c) eingeschaltet werden kann, um Sendeleistung an das Wandlerelement 37 oder 38 über die Sendesteuerung 81 anzulegen.

Der Maßstabs-Rechner 51 weist weiterhin eine automatische Pegelsteuerschaltung 82 auf, die die Amplitude des Echosignals von der Schaltung 70 oder 71 auf einen Wert oberhalb einer vorgegebenen Bezugsspannung einstellt und die die Verstärkung der Verstärker 70,71 und 74 zu diesem Zweck in geeigneter Weise einstellt Der konstante ALC-Pegel ist in Fi g. 5b als Valc dargestellt Die Ausgangsspannung Vsic des Verstärkers 74 wird daher für irgendein Echo im Wandlerelement 37 oder 38 normalisiert

Der Maßstabsrechner 51 enthält als nächstes einen Vergleicher 83, der Ausgangsimpulse ZCO (Fig.5d) beim ersten Nulldurchgangspunkt (ZCO) erzeugt der auf eine Zeit folgt, wenn die Amplitude des normalisierten Vsic irgendeine kleine Bezugsspannung überschreitet Daher werden Folgen von Impulsen ZCO von dem Spannungsecho erzeugt, wie dies in den F i g. 5b und 5d gezeigt ist, und zwar jedesmal dann, wenn Vw; negativ wird.

Die normalisierte Spannung Vsic wird außerdem der

^r) ALC-Steuerung 82 zugeführt und dient dazu, die ALC-Steuerung nur dann freizugeben, nachdem die momentane Spannung Vsic, einen vorgegebenen Pegel überschreitet, der in F i g. 5b als Vn bezeichnet ist.

Der unmittelbar erste Durchgang oberhalb von Vm

ίο erzeugt den Impuls Tb nach Fig.5e zum Zeitpunkt I₂. Dieser Impuls — oder sein gespeichertes Äquivalent 7V nach F i g. 5f, das weiter unten beschrieben wird — stellt eine stabile Zeitverzögerung nach dem vorhergehenden Sendeimpuls 7\ dar, die für alle darauffolgenden

r> Empfangswandlersignale in einer vorgegebenen Vorwärts- oder Rückwärts-Periodengruppe reproduzierbar ist. Der nächste N-Impuls, Ni ^₂) nach F i g. 5c wird /um Zeitpunkt t_s durch den Nulldurchgangspunkt /um Zeitpunkt t> erzeugt, der unmittelbar auf den ersten Tn-

>n o^^pr Τ"¹-!"¹""'⁵ fr"'"· Dipspr NliillilnrrhiJ;inp ist wir dies zu erkennen ist. innerhalb von 0,1 nsec genau, so daß eine genaue Messung der Änderung in der zeitlichen Lage der Nulldurchgänge ermöglicht wird, die durch die Strömungsgeschwindigkeit hervorgerufen wird.

Ji Beim Auftreten des Impulses Tu nach F i g. 5e erzeugt die Schaltung 84 einen Impuls Trm (Fig.5g), der nunmehr die ALC-Steuerung 82 vollständig freigibt. Die ALC-Steuerung bleibt lediglich für eine kurze Zeit über den Zeitpunkt hinaus freigegeben, bis zu dem die

in momentane Amplitude der Spitzen in dem Signal Vsn; über dem Pegel VVs liegt. Durch Freigabe der ALC-Steuerung 82 lediglich während dieser Zeitperiode besteht keine Gefahr, daß Störsignale fälschlicherweise Verstärkungspegel der verschiedenen Verstärker ein-

I) stellen. Weiterhin ist die Zeit von der Aussendung des Sendeimpulses nach Fig. 5a bis zum Empfang eines reproduzierbar identifizierbaren Punktes in dem Echosignal eindeutig zum Zeitpunkt tj markiert, und zwar zeitlich gleichzeitig mit dem Nulldurchgang, der auf den ersten 7"«-lmpuls nach F i g. 5e (Impuls ZCO in F i g. 5d) oder den Impuls 7t nach Fi g.5f folgt.

Der Maßstabsrechner 51 weist weiterhin eine Schaltung 85 auf, die mit PINHB bezeichnet ist und die den Betrieb der Schaltung durch Signale verhindert, die

4". dem Empfangswandler direkt durch die Rohrwand und nicht durch die Flüssigkeit zugeführt werden. Ein derartiges Signal ist in Fig. 5b als Vsic<rohr) gezeigt. Die Fig. 5h zeigt den /WA/S-Im puls, der von der Schaltung 85 erzeugt wird.

-,<> Der Maßstabsrechner 51 weist schließlich einen Ts-Generator 86 auf, der die Funktion der tatsächlichen Messung der Schallgeschwindigkeit in dem Flüssigkeitsmedium aus den von den Wandlerelementen 37 und 38 zur Verfugung stehenden Impulsen aufweist und der dann eine Zeit T_A erzeugt, die proportional zur berechneten Schallgeschwindigkeit in der Flüssigkeit ist Es kann irgendeine gewünschte Schaltung für diese Funktion verwendet werden. Eine spezielle Schaltung wird weiter unten in Verbindung mit F i g. 6 beschrieben.

bo Im folgenden wird der N-Generator 52 beschrieben. Dieser Generator weist einen Generator 90 für N-Impulse (Fig.5c) auf, der Λ/rImpuise erzeugt, die schließlich die Erzeugung eines Sendeimpulses bewirken. Der N-Generator 90 wird zu Anfang durch einen

b5 Impuls vom 7>Generator 91 freigegeben, und zwar gerade vor dem ZCO-Impuls (Tb), der auf den Nulidurchgang des Tb-Pegels folgt.
Eine hochfrequente Taktimpulsfolge wird von der

Taktsteu*rung 120 abgeleitet und mit dem Beginn des ersten Nt eines vorgegebenen Vcrwärts-ZRückwäris-Zäblzyklusimpiilses gestartet. Diese Impulsfolge reicht Hs zum Beginn des Ts-Impulses (Fig.5d) und die ,.nzahl der 7VImpulse während dieses Zeitintervalls wird in der 7>Zähllogik 22 und dem ^Speicher 93 gespeichert. Auf diese Weise wird ein Maß der Zeit, die vom Beginn des Sendeimpulses bis zum ersten Übergang der Signalspannung Vsic über dem Pegel Vw (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 Sendeiinpulses Nrw bis zur Entleerung des 7VZählers nach F i g. 5f zu messen. Entsprechend arbeitet der 77-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 Th folgt, zu ermöglichen, den nächsten N-Impuls zu erzeugen. Dieser gleiche Zählvorgang rrfnlgt für alle rlarauffnlgpnrlpn PprinHpn in Hpr Vorwärtsrichtut.g und dann für alle Impulse, die in der Rückwärtsricliumg auftreten. Nachdem ein Meßzyklus beendet wurde, wird dann die Zeit Tf erneut für die nächste Impulsserie aus dem ersten Vorwärtsimpuls dieser Serie berechnet.

Der Zweck dieser 7>Zählung besteht darin, zu vermeiden, daß die Messungen auf eine konstante Amplitudenstabilität für Vsk; von der ALC-Pegelschaltung 82 bezogen werden, was erforderlich sein würde, um den gleichen effektiven 7VWert während jeder Periode sicherzustellen. Dies ist wesentlich, weil jede Vorwärts- und Rückwärts-Zählperiode bezüglich des gleichen Nulldurchgangs gemessen werden muß.

Der N-Zähler53 erfüllt verschiedene Funktionen und weist eine automatische Startschaltung 100, ein Steuergatter 101 und einen N-lmpulszähler 102 auf. Weiterh-n ist eine N-Zählungs-Programmierschaltung 103 und ein N-Periodenzähler 104 vorgesehen. Schließlich ist ein Taktimpuls-Gattergenerator 105 und ein Vorwärts-Rückwärts-Flipflop 106 vorgesehen. Alle diese Bauteile werden durch eine Zeitsteuer-Logikschaltung 107 gesteuert. Die N-Zählerschaltung weist außerdem noch eine Verzögerungslogik 108, eine Perioden-Endlogik 109 und eine Vorwärts-Sende- und Rückwärts-Sende-Schaltung auf, die tatsächlich nicht nur die Senderichtung, sondern auch die Empfangsrichtung und den Vorwärts- oder Rückwärtszählvorgang in dem Strömungszähler bestimmt.

Es sei zunächst die automatische Startschaltung 100 betrachtet. Wenn keine N-Impulse für eine längere als eine vorgegebene Zeit, beispielsweise 5 msec, auftreten, erzeugt die automatische Startschaltung einen Startimpuls, der der Zeitsteuer-Logikschaltung 107 zugeführt wird. Die Zeitsteuer-Logikschaltung erzeugt dann einen Wiederanlauf-Impuls RSTTm F i g. 4, der dem N-Generator 90 (in der N-Generatorschaltung 52) zugeführt wird. Der N-Generator 90 gibt dann einen Impuls Nc aus, der dem Steuergatter 101 zugeführt wird.

In Abhängigkeit vom Zustand des Steuergatters 101 kann der Impuls Nc in einem von zwei Kanälen verlaufen. Der erste Kanal wird von dem nunmehr mit Nt bezeichneten Impuls geschaffen, der zunächst zum Sendeoszillator 80 und zur Sendesteuerung 81 gelangt, um die Erzeugung eines Sendeimpulses von dem richtigen Wandlerelement 37 oder 38 hervorzurufen.

Die Impulse N_T werden außerdem der Rohr-Sperrschaltung 85 zugeführt, um die Schaltung 84 während des Rohr-Echosignals Vsic(rohr) nach Fig.5b zu sperren. Schließlich werden die Impulse Nt und ein Zeitsignal von dem Taktsteuer-Gattergenerator 105 dem Ta-Generator zugeführt, wo sie für die Meßzykluszeit und für die Kompensation gegenüber v_s und dem Brechungswinkel verwendet werden.

Die Anzahl der /Vr 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 vorgegebenen 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 Rückwärtssende-Gruppe).

Der Impuls Rn (letzter N-lmpuls einer Vorwärtsoder Rückwärtsperiode) wird dem Taktimpuls-Gattergenerator 105 zur Beendigung der Zählung und der Zeitsteuer-Logik 107 zugeführt. Der Taktimpuls-Gattergenerator 105 schaltet die Senderichtung der Wandlerelemente 37 und 38 durch Zuführen eines Impuls?«; an das Vnrwärts-Riickwärts-Flinflon 106 um. das durch ein Signal CLGTS 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 wird, wenn ein 7VImpuls empfangen wurde.

Vorzugsweise sollte die Gesamtzahl der Zählperioden in einem Meßzyklus zwischen 128 und 512 liegen, um das beste Fehlerergebnis zu erzielen. Wenn me.ir als 512 Vorwärts-Rückwärts-Perioden verwendet werden, wird der Fehler aufgrund der Unsicherheit der Zählung in jeder Periode überwiegen. Wenn weniger als 128 Vorwärts-Rückwärts-Perioden verwendet werden, beginnt der Fehler aufgrund einer unzureichenden Perioden-Mittelwertbildung zu überwiegen. Das N-Zählprogramm überwacht die Anzahl der N-Perioden, die sich ergeben haben, und korrigiert später die N-Pcriodenzählung, wenn dies erforderlich ist, damit man in dem oben angegebenen gewünschten Bereich verbleibt.

Die Zeitsteuer-Logik 107 steuert außerdem die Verzögerungs-Logikschaltung 108, damit sich eine absichtliche Verzögerung zwischen dem Ende eines Vorwärts-Zyklus und dem Beginn des nächsten Rückwärts-Zyklus ergibt. Dies wird gemacht, dami,. alle Überschwingungsvorgänge abgeklungen sind, bevor ein neuer Satz von Perioden erneut durch den flSTT-lmpuls von der Zeitsteuerungs-Logikschaltung 107 gestartet wird. Dies ist erforderlich, weil die N-Periodenbildung durch das Steuergatter 101 dadurch gestoppt wurde, daß Nc, in Rs umgewandelt wurde, anstatt daß der /v>Impuls wieder in den Umlauf gebracht wurde.

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 wird. Der Impuls Tr, der der Periodenende-Logik 109 zugeführt wird, instruiert das System jedoch lediglich, auf die Beendigung der letzten notwendigen Rückwärtsperiode des derzeitigen Meßzyklus zu warten, weil die Vorwärts- und Rückwärts-Perioden eine genaue 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 um.

Der Befehl zum Auslesen des gemessenen Strömungswertes wird dem Strömungszähler 54 in Form eines S77?ß-Signa!s von der Zeitsteuer-Logik 107

zugeführt, worauf ein Lösch-(CLR-)Signal folgt, das die nächste Periode startet. Das Löschsignal setzt alle Zähler in dem System auf Null.

Der Strömungszähler 54 weist einen Taktimpulsgenerator 120 (beispielsweise eine Quelle für 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 Taktimpuls-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 STRBden Restwert des Zählers 122 (der zu der Strömung im Rohr 31 in Beziehung steht) in das Speicherregister 123.

Die Größe in dem Speicherregister 123 wird dann in BCD-Format der digitalen Anzeige 124 sowie dem Gesamtsiimmenbilder 125 und dem Digital-Analog-Konverter 126 zugeführt.

Der Gesamtsummenbilder 125 ist außerdem .nit Tr verbunden, so daß er die Strömungsgeschwindigkeit und die Zeit multiplizieren kann, um eine Zählung zu speichern, die proportional zur Durchflußmenge in beispielsweise Litern ist

Der Digital-Analog-Konverter 126 kann mit einer Analoganzeige 127 verbunden sein und erzeugt Signale I₀ und V₀, die zur Strömung proportionale Gleichspannungssignale sind und die bei automatischen Steuersystemen verwendet werden können. Die Anzeige 127 kann außerdem eine Alarmeinrichtung betätigen.

F i g. 6 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform für den !«-Generator 86, der so ausgebildet ist, daß Tr proportional zu v_s und umgekehrt proportional zu Tr ist.

In Fig.6 steuert die Vorderflanke von Nr eine monostabile MultivibratorschaHung 140, deren Rückkippzeit Tr ist. Tr ist die Gesamtzeit in jedem T/v-Intervall, in der der Schall sich in der Wandlerkopplung und in der Rohrwand befindet und damit nicht in der Flüssigkeit. Während der Zeit 7>hält ein Gatter 141 einen (nicht gezeigten) Ladekondensator in dem 7t-Generator 142 entladen. Am Ende von 7> kann sich der Kondensator linear für den Rest des T/v-Intervalls aufladen. Das heißt, daß der Kondensator sich über die Zeit Tl auflädt Wenn der nächste N-Impuls beginnt, ist die Spannung an dem Kondensator praportional zu Ti, ίο und dieser Wert wird in dem T^-Speicher 142 gespeichert Es sei bemerkt daß während der nächsten von dem monostabilen Multivibrator 140 aufgrund des nächsten /Vrlmpulses erzeugten Zeitdauer Ty der Kondensator entlädt. Damit ist die Ausgangsspannung des Γ/,-Speichers 143 gleich dem Wert T₁,

Ein 1/Tt-Generator 144 invertiert den Wert Tl und erzeugt einen Ausgangsstrom für einen Ladekondensator in dem Τκ-Generator 145. Weil die Änderungsgeschwindigkeit der Spannung an dem Kondensator proportional zum Ladestrom ist und weil der Ladestrom proportional zu ! /T·. ist, ist die Zeit, die die Spannung an dem Kondensator in dem T/rGenerator 145 benötigt, um einen gewünschten festen Pegel zu erreichen, proportional zu l/T}, wie dies erwünscht ist Der 2"> Kondensator in dem TR-Generator 145 kann sich auf einen festen Pegel aufladen, und zu diesem Zeitpunkt wird eir. Tr-Impuls erzeugt, um die Anzeige einzuleiten. Weil es bekannt ist, daß für einen niedrigen Wert V₁ (das heißt für einen hohen Wert T,.) der Brechungswinjo kel θ bei diesem Zustand verkleinert wird, wird Tr größer. Daher wird ein Signal durch die TrRechcnschaltung 144 zur T/v-Schaltung 140 von dem T/.-Speicher 143 geleitet, um Tr zu ändern, wie dies erforderlich ist.

π Es sei bemerkt, daß, weil Ti. und Tr nicht während der Zeit berechnet werden können, während nicht gezählt wird, ein CZ.GT-Signal der Schaltung zugeführt wird, um ein Laden von sowohl dem Ti- als auch dem T/j-Kondensatorzu verhindern.

Hierzu 3 HIhII Zeichnungen

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   I, Strömungsmeßgerät zur Bestimmung der Strömung eines Mediums in einer Leitung, mit ersten und zweiten mit Abstand voneinander in Axialrichtung der Leitung angeordneten Wandlern, die Ultraschallimpulse aussenden und empfangen, die durch das Medium in der Leitung hindurchlaufen, mit mit den ersten und zweiten Wandlern verbundenen Schaltungseinrichtungen zur Messung der Zeitdifferenz, die die Ultraschallimpulse für das Durchlaufen der Strecke von dem ersten Wandler zum zweiten bzw. vom zweiten Wandler zum ersten benötigen und zur Erzeugung eines Ausganges, der auf diese π Zeitdifferenz bezogen ist, mit einem Taktgenerator zur Erzeugung einer Folge von Ausgangsimpulsen mit einer vorgegebenen Taktfrequenz, mit mit dem Taktgenerator verbundenen Zählern, wobei die Schaltungseinrichtungen mit den Zählern verbunden sind und diese derart steuern, daß sie die Taktimpuise von dem Taktgenerator während der Laufzeit der Ultraschallimpulse von dem ersten Wandler zum zweiten in Vorwärtsrichtung und während der Laufzeit der Ultraschallimpulse von dem zweiten Wandler zum ersten in Abwärtsrichtung zählen, so daß eine Vorv- ärtszeitperiode bzw. eine Rückwärtszeitperiode gebildet wird, und mit zweiten Schaltungseinrichtungen zur Bestimmung der Schallgeschwindigkeit in dem Medium, da- jo durch gekennzeichnet, daß die zweiten Schaltungseil richtungen (86; 140, 146) zur Bestimmung der Schallgeschwindigkeit in dem Strömungsmedium eine Einstellung der Anzahl der Meßperioden für die Vorwärts-Lauizeit tuid für die Rück- ü wärts-Laufzeit proportional zur Schallgeschwindigkeit in dem Strömungsmedium bewirken.
2. 2. Strömungsmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Schaltungseinrichtungen eine Zähl-Taktimpulseinrichtung (120) zur -to Zeitmessung einschließen und daß der auf die Zeitdifferenz bezogene Ausgang auf einen Wert F bezogen ist, wobei