DE2651142C2 - Akustischer Strömungsgeschwindigkeitsmesser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen akustischen Strömungsgeschwindigkeitsmesser mit im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Ein Strömungsgeschwindigkeitsmesser dieser Art ist in der US-PS 36 31719 beschrieben. Bei diesem bekannten Strömungsgeschwindig''.eitsmesser werden

■to die stromauf und stromab empfangenen impulse in ihrer Phase jeweils mit einem Bezugssignal verglichen, das von der Quelle für das ausgesandte Signal abgeleitet ist. Es wird also die Phase des in einer Richtung empfangenen Signals gemessen und aufgezeichnet.

Anschließend wird die Phase des in der entgegengesetzten Richtung empfangenen Signals gemessen und aufgezeichnet. Dabei wird die Phase jedes empfangenen Signals gegenüber dem Bezugssignal eigens gemessen. Im Anschluß an drese getrennten Messungen werden die beiden Phasenwerte miteinander verglichen, um ein Ergebnis zu gewinnen, das sich mit der Strömungsgeschwindigkeit ändert. Die Phasenmessungen umfassen dabei die gesamte Laufzeit der Signale vom aussendenden Wandler bis zum empfangenden Wandler und damit auch die für das Meßergebnis letztlich bedeutungslosen vollen Zyklen der Meßfrequenz. Außerdem müssen im Rahmen der abschließenden Bestimmung eines zur Strömungsgeschwindigkeit proportionalen Ergebnisses zwei relativ große Werte voneinander subtrahiert werden, um schrittweise Änderungen einer relativ kleinen Differenz zu bestimmen. Eine solche Betriebs^ weise führt aber zwangsläufig zu einer Erhöhung des prozentualen Fehlers Und damit zu einer beträchtlichen Verminderung def erzielbaren Meßgenauigkeit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zügrunde, einen Slrömungsgeschwindigkeitsmesser der eingangs er^ wähnten Art in seiner Meßgenauigkeit zu Verbessern, indem der Einfluß von Eigenschaften des strömenden

Mediums, dessen Geschwindigkeit gemessen werden soll, auf das Meßergebnis zumindest weitgehend ausgeschaltet wird. Dabei soll insbesondere eine relativ kurze Ansprechzeit gegenüber Änderungen in der Fluidgeschwindigkeit erzielt werden.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch einen Strömungsgeschwindigkeiismesser, wie er im Patentanspruch 1 angegeben ist; vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprücnen.

Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Strömungsgeschwindigkeitsmesser bedarf es keiner Phasenerfassung für jedes der beiden empfangenen Signale gegenüber einem Bezugssignal. Das zur Strömungsgeschwindigkeit proportionale Ergebnis wird durch Messen der Phasendifferenz zwischen den beiden kontinuierlichen Sinussignalen erhalten, die ihrerseits mit Hilfe der Schmalbandfilter aus den empfangenen Signalen erzeugt werden. Die Meßfrequenz läßt sich weitgehend frei wählen, so daß eine Auswahl getroffen werden kann, die zu einer größten Empfindlichkeit in Übereinstimmung mit dem Bereich der erwarteten Strömungsgeschwindigkeiten führt Darüber hinaus kann durch Verwendung einer gesonderten Trägerfrequenz auch eine Optimierung hinsichtlich der Ausbreitungseigenschaften in dem jeweils zu messenden Fluid erreicht werden. Insgesamt zeichnet sich der erfindungsgemäß gestaltete Strömungsgeschwindigkeitsmesser durch eine höhere Meßgenauigkeit und eine gesteigerte Stabilität aus.

Einer der Hauptvorteile des erfindungsgemäß ausgebildeten Strömungsgeschwindigkeitsmessers liegt danr daß Schmalbandsignale verwendet werden, die zu einer Verbesserung im Rauschabstand führen. Da außerdem als Hauptmeßfrequenz eine relativ hohe Frequenz gewählt werden kann, die Meßwellenlänge also relativ kurz sein kann, führt schon eine relativ kleine Strömungsgeschwindigkeit zu relativ großen und deshalb leicht zu messenden Phasenverschiebungen. Die Verwendung einer relativ hohen Frequenz erlaubt somit eine relativ empfindliche Änderung der Phasenverschiebung mit der Strömungsgeschwindigkeit, während eine Herabsetzung der Frequenz durch Überlagern des empfangenen Signals eine Erhaltung der Phaseninformation bei gedehnter Zeitskala bewirkt, so daß eine digitale ind sehr genaue Messung der Phasenverschiebung möglich wird. Dieser Vorteil wird wieder durch schmalbandigen und kohärenten Betrieb bei der Signalverarbeitung erreicht, wobei das zum Mischen mit den empfangenen M.'ßfrequenzsignalen verwendete Bezugssignal aus der gleichen Zeitbasis abgeleitet wird wie das u^rsprünglich ausgesandte Signal.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen akustischen Strömungsmessers.

F i g. 2 verschiedene Signale, die beim Strömungsmesser der F i g. 1 auftreten, und

F i g. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen akustischen Strömungsmessers, bei dem eine von der Meßfreqeunz verschiedene Trägerfrequenz verwendet wird.

Einander entsprechende Teile sind in den Figuren mit dem gleichen Bezugszeichen versehen.

Bei dem dargestellten Strömungsmesser werden Schallsignale zwischen zwei Wandlern übertragen, die stromauf bzw. stromah zu einer Leitung liegen, in der die Strömungsgeschwindigkeit gemessen werden soll, in

der Fig. 1 sind derartige Wandler 11 und 13 und eine Leitung 15 für die zu messende Strömung vorgesehen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die verschiedenen angegebenen Zeitwerte und Frequenzen zur Strömungsmessung eines Fluids, wie z. B. Strahltriebwerk-Kraftstoff, in einer Leitung mit einem Durchmesser in der Größenordnung cm geeignet.

Die Signale werden abwechselnd stromauf und stromab übertragen, wobei gleiche Wandler in beiden Richtungen verwendet werden. In F i g. 1 sind Schalter 17 und 18 vorgesehen, um jeden Wandler abwechselnd an eine Signalquelle und einen Signalempfänger anzuschließen. Obwohl der Schaltvorgang schematisch auf mechanische Weise dargestellt ist, sei darauf hingewiesen, daß tatsächlich ein herkömmlicher elektronischer Schalter verwendet wird.

Ein hochstabiler Quarzoszillator 21 erzeugt ein Schwingungssignal mit einer geeigneten Frequenz. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt diese Frequenz 5 MHz. Dieses Signal mit 5 MHz bildet die Zeitbasis für die gesamte VorricUung. Dieses Signal wird digital untersetzt, wie dies durch üne Einrichtung 23 dargestellt ist, um ein Zeitsignal mit 2 kHz zu erhalten, das neben anderen Funktionen zum Steuern der elektronischen Schalter 17 und 18 und damit zum periodischen Umkehren des Betriebs der Wandler 11 und 13 dient.

Das Signal mit 5 MHz wird getastet oder moduliert, um die Impulssigna'e /¹J erhalten, die stromauf und stromab gesendet werden. Zum Erzeugen des Stromauf Signals triggert das 2-kHz-Zeitsignal ein 50^s-Gatter 25. das seinerseits ein Modulationsgatter 27 steuert, das einen entsprechenden Impuls des 5-MHz-Signals zum Wandler 13 leitet, während der Schalter 18 in der gezeigten Stellung ist. Für das Stromab-Signal wird das 2-kHz-Takt-Zeitsignal invertiert, wie dies durch einen Inverter 29 angedeutet ist, um eine Phasenumkehr von 180° zu erhalten, d. h. eine Zeitverschiebung um 250 μ$. Dieses invertierte Signal triggert ein 50^s-Gatter 31. das ein Modulationsgatter 33 steuert, das seinerseits einen entsprechenden Impuls des 5-MHz-Signals zum Wandler 11 leitet, d. h. während einer Periode, in der die Schalter 17 und 18 in der zur gezeichneten Stellung entgegengesetzten Lage sind.

Jeder Wandler empfängt eine verzögerte Abwandlung des durch den anderen Wandler gesendeten Signals, wobei die Verzögerung durch die Laufzeit des Signals durch das Fluid und speziell durch die Fluidgeschwindigkeit bestimmt ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt die Gesamtlaufzeit ungefähr 50 μδ. eine Verzögerung entsprechend einem Abstand zwischen der. Wandlern von ungefähr 7,5 cm. Die gesendete und empfangene Stromauf- und Stromab-Linhüllende ist in Fig. 2 zur Erläuterung des Betriebsablaufes dargestellt.

Die in jedem Wandler empfangenen Signale werden verarbeitet, um sowohl die Meßfrequenzkomponente, d.h. die 5-MHz-Trägerfrequenz bei diesem Ausführungsbeispiel, als auch die Hauptmodulationsfrequenzkomponente, d. h. bei 2 kHz, wiederzugewinnen, wobei die Signälverarbeitungen in beiden Fällen so erfolgen, daß die in den empfangenen Signa/en enthaltene Phaseninformation erhalten bleibt Nach dem Durchgang durch jeweilige Vorverstärker 35 und 37 wird das empfangene Sign?¹ von jedem Wandler über jeweilige Pufferverstärker 41 und 43 zu einem hochselektiven Quarzfilter 45 und 47 geleitet, das auf eine 5-MHz*Meßfrequenz abgestimmt ist. In diesem in jedem Fall

gesendeten modulierten Signal ist ein getasteter Impuls, Wobei das empfangene Signal eine wesentliche Komponente bei der Trägerfrequenz enthält. Demgemäß hat das Ausgangssignal jedes Filters 45 und 47 eine im wesentlichen reine Sinuswelle mit der Trägerfrequenz. Eine andere Möglichkeit zur Analyse dieser Wirkung liegt in der Feststellung, daß das Modulationssignal eine Wesentliche Gleichstromkomponente enthält. Demgemäß kann das gesendete Signal durch eine Fourier-Reihe mit einer bedeutenden Komponente nullter Ordnung wiedergegeben werden. Während das Filtern im wesentlichen die durch die Sendeverzögerung erzeugte Modulation ausschließt, behält es die Phaseninformation in der wiedergewonnenen Meßfrequenzkomponente bei.

Das von jedem Filter 45 und 47 erhaltene Sinussignal wird in einem Mischer 49 bzw. 51 mit einem Bezugsfrequenzsignal von 5,002 MHz gemischt. Dieses Bezugssignal wird durch Mischen (in einem Mischer 53) des 5,000-MHz-Sigr.ab ~.it einem 2 kHz-Ze-isigna! ανά anschließendes Filtern (in einem 5,002-MHz-Filter 55) erhalten, um ein reines 5,002-MHz-Signal aus der überlagerten Summe zu erzielen, die bei diesem Mischen erzeugt wird.

Das Mischen der 5-MHz-Komponente jedes empfangenen Signals mit dem 5,002-MHz-Bezugssignal erzeugt durch Überlagern ein 2-kHz-Signal. in dem die Phaseninformation im ursprünglichen 5-MHz-Signal erhalten bleibt. Das heißt, eine stufenweise oder differentielle Änderung von 10° in der Phase der 5-MHz-Komponente des empfangenen Signals erzeugt eine Phasenänderung um 10° in dem jeweiligen überlagerten 2-kHz-Produkt, obwohl diese Phasenänderung einem wesentlich längeren Zeitintervall entspricht. Damit wird eine Dehnung der Zeitskala erhalten.

Die von jedem Mischer 49 und 5t erhaltene überlagerte Komponente mit 2 kHz wird wahlweise durch 2-kHz-Aktivfilter 57 bzw. 59 ausgesiebt. Diese Sinussignale mit 2 kHz werden ihrerseits zu Nulldurchgangs-Detektoren 61 bzw. 63 gespeist, um zur Zeitmessung geeignete Signale zu erhalten. Diese Zeitsignale steuern ein Gatter 65, das wahlweise das 5-MHz-Taktsignal zu einem Zähler 67 leitet. Die Zeitgatter arbeiten so, daß die Anzahl der durch den Zähler 67 geleiteten Taktimpulse proportional zur Phasendifferenz zwischen den stromauf und stromab gesendeten Signalen ist, wobei lediglich die Meßfrequenzkomponente jedes Signals berücksichtigt wird. Da die Weglänge für das stromauf und das stromab gesendete Signal gleich ist, beruht jede Phasenverschiebung zwischen der stromauf und stromab abgeleiteten Meßfrequenzkcmponente auf der Fluidbewegung in der Leitung, die die Signal-Sendezeit stromauf erhöht und stromab verringert Auf diese Weise ist der Zählerstand im Zähler 67 geleiteten Zahlen im wesentlichen proportional zur Fluidgeschwindigkeit In den Proportionalitäts- oder Skalenfaktor gehen tatsächlich verschiedene Faktoren ein.

Ein Element, das in den Skalenfaktor eingeht, ist die Länge des Sendeweges und die Geschwindigkeit der Schallwelle durch das bestimmte Fluid Diese Parameter beeinflussen ebenfalls in ähnlicher Weise die gesamte Laufzeit für jedes Signal vom Sender- zum Empfänger-Wandler. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine Einrichtung zum Messen der Summe der Laufzeiten vorgesehen, so daß Änderungen in den Umgebungsbedingungen, z. B. der Temperatur, die die Laufzeiten und die differentiellen Phasenverschiebungen beeinflussen, direkt durch den Strömungsmesser selbst berücksichtigt werden können. Hierzu liegt das empfangene Signal von jedem Wandler über Pufferverstärker 71 bzw. 73 an Hüllkufven-Demödulaloren 75

ι und 77. Diese Demodulatoren nehmen die Modulations-Hüllkurve heraus, wobei im wesentlichen die 5-MHz-Meß- oder Trägerfrequenz-Komponente ausgeschlossen wird. Die Modulalions-Hüllkurve, die wie gesendet im wesentlichen ein Rechtecksignal ist, hat zahlreiche

ίο Frequenzkomponenten, aber die Hauptmodulalionskomponente ist die 2-kHz-Folgefrequenz. Diese Komponente wird aus jedem Kanal durch ein 2-kHz-Aktivfilter 79 bzw. 81 gewonnen.
Die Sinus-Ausgangssignale der Filter 79 und 81 liegen

lö an Nulldurchgangs-Detektoren 83 bzw. 85, um wieder genau definierte Punkte zur Zeitmessung zu haben. Um eine Messung oder Zähleranzeige zu erhalten, die sich mit der Summe der Laufzeiten ändert oder zu dieser proportional ist, wird jedes Zeitsignal zusammen mit einem 2-kHz-7ei*hp7ugssignal verwendet, um die Leitung der 5-MHz-Taktimpulse zu einem Zähler zu steuern. Um alle Zeitversetzungen möglichst klein zu machen, die beim Filtern der empfangenen Signale auftreten, liegt das vom Taktglied der Anordnung erhaltene 2-kHz-Zeitsignal an einem ähnlichen 2-kHz-Filter 86, und das Sinus-Ausgangssignal vom Filter liegt an einem Nulldurchgangs-Detektor 87.

Ein Zähler 89 ist so angeordnet, daß er durch Taktip· J>ulse vorgestellt werden kann, die durch eine von zwei Folgen von Zeitgattern 91 und 93 verlaufen, wobei die übertragenen Impulse über ein ODER-Gatter 95 am Zähler liegen. Der Durchgang der Taktimpulse durch das Zeitgatter 91 beginnt durch das 2-kHz-Bezugssignal und endet durch das vom Nulldurchgangs-Detektor 85 erhaltene Hüllkurven-Zeitsignal, so daß stromab eine der Laufzeit proportionale Anzahl von Impulsen geleitet wird. Das Zeitbezugssignal wird durch einen Inverter 97 umgekehrt, um eine Zeitversetzung von 250 ns zu erhalten, und das umgekehrte Signal dient zum Einleiten des Durchgangs der Taktimpulse durch die Zeitgatter 93. Diese Folge von Taktimpulsen wird dann durch das vom Nulldurchgangs-Detektor erhaltene Hüllkurven-Zeitsignal abgeschlossen, das die Ankunft des empfangenen Impulses beim Wandler stromauf anzeigt. Die Anzahl von Impulsen in dieser Folge ist so proportional zur Stromauf-Laufzeit Demgemäß ist die Summe der durch den Zähler 89 während jeder Betriebsperiode der Vorrichtung empfangenen Impulse proportional zur Summe der Stromauf-und der Stromab-Laufzeit.

Die in den Zählern 67 und 89 angesammelten Werte werden dann zu einer Datenerfassungs- und -V-" 'arbeitungseinrichtung gespeist Ob die Zähler 67 und 89 am Ende jeder Betriebsperiode des Strömungsmessers gelöscht oder über eine viel längere Zeitdauer die Zähleranzeigen sammeln, hängt von den Anforderungen an die Anordnung ab, in der der Strömungsmesser vorgesehen ist, sowie von dem bei der Strömungsmessung angestrebten Genauigkeitsgrad. Während die Messung der Summe der Laufzeit im Zusammenhang mit der Ermittlung des Skalenfaktors für die Geschwindigkeitsmessung vorteilhaft ist, kann diese Messung selbstverständlich zur Bestimmung anderer Parameter geeignet sein, z. B. der FIuid-Dichte, die außer der Strömungsmessung nützlich sind.

Im folgenden wird das Prinzip des erfindungsgemäßen Strömungsinessers näher erläutert
Die Phasenverschiebungen Φι und Φ2 der Stromauf-

bzw. Stromab-Welle betragen:
Φ, = 2,Tf₀T₁

2nf_aD 1

sin Θ c- vcos Θ

= 2

sin Θ c+ vcos Θ

(D

(2)

Die Phasendifferenz (Φ, - Φ₂) beträgt:
4 η /ο D ν cos Θ

Φ, - Φ₂ =

(3)

einen Rechteckimpuls mit einer Breite von 50 μδ und einer Folgefrequenz von 2 kHz (/_m ) moduliert. Die Phasenverschiebungen der Orundfrequenz (2 kHz) der Modulationswellen sind auf ähnliche Weise gegeben durch:

mit βγ - S MHz (Meßfrequenzkompoiienle),

Θ = Winkel des Sendeweges zur Leitungsachse,

Z) = Übertragungs* oder Sendeweßlänge,

c = Schallgeschwindigkeit,

ν = Fluidgeschwindigkeit, und

Γ, und T₂ = Stromauf- bzw. Stromab-Laufzeit.

sin Θ c- vcos Θ

Ψι = 2 "Λ, ^ =

_ 2 π f_m D

sin Θ c+ vcos Θ

Die Summe dieser Phasenverschiebungen
ist gegeben durch:

sin Θ c² - ν² cos² Θ

+ V₂) (6)

Durch Dividieren der Gleichung (3) durch Gleichung (6) folgt:

Die Frequenz /₂ ist so gewählt, daß die Phasendifferenz höchstens 180° beträgt, wenn ν = v_max vorliegt. Die HF-(/o )-Trägerwelle wird tatsächlich durch

Wenn Gleichung (7) durch (φ_ι + ^₂) geteilt wird, ergibt sich: -Φι / /η \ sin 0 cos 0 ^r ' ·■ ⁿ²

cos Θ

+ Ψι )²

AnD

Γ /Λ» „, _fl 1 L W J

Selbst unter extremsten Strömungsbedingungen (v/c)² < << 1 kann Gleichung(8) vereinfacht werden zu: Φι - Φ₂ / fa \ sin Θ cos Θ

4η-Z)

Auf diese Weise kann ein Ausgangssignal proportional zur Strömungsgeschwindigkeit ν erzielt werden, d. h, indem der im Zähler 67 gespeicherte Wert durch das Quadrat des im Zähler 89 gespeicherten Wertes dividiert wird, wobei die Strömungsgeschwindigkeit im wesentlichen proportional zu Φ\ — Φζ ist

Die Bezeichnungen »stromauf« und »stromab« sind willkürlich, und der erfindungsgemäße Strömungsmesser kann für eine Strömung in jeder Richtung eingesetzt werden. Dies gilt selbstverständlich auch für umgekehrte Strömungsbedingungen.

Wie oben erläutert wurde, ist die Meßfrequenz so gewählt, daß eine merkliche Phasenverschiebung über dem für eine bestimmte Anwendung erwarteten Bereich der Strömungsgeschwindigkeiten erzielt wird. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist diese Frequenz (5 MHz) als Trägerfrequenz geeignet, d. h. als Frequenz, die sich durch das flüssige Medium fortpflanzt. Bei anderen Anwendungen können die Abmessungen der Leitung und die Art oss Fluids so sein, daß die gewünschte Meßfrequenz nicht direkt zur Fortpflanzung geeignet ist Zum Beispiel kann die bevorzugte Meßfrequenz einem zu großen Nachhall in der vorgesehenen Umgebung ausgesetzt sein. In diesem Fall kann die Meßfrequenz selbst auf eine Trägerfrequenz moduliert werden, die für deren gewünschten Fortpflanzungseigenschaften gewählt ist Zum Beispiel ikann die Strömung eines natürlichen Gases in einer Rohrleitung von 50 cni Durchmesser (IS Zo!!) eine Meßfrequenz von 5 kHz nahelegen. Als Trägerfrequenz können jedoch 5 kHz einen zu großen Nachhall erzeugen. Um geeignete Fortpflanzungseigenschaften zu erzielen, ist es vorteilhaft die Meßfrequenz auf eine 100-kHz-Trägerfrequenz zu modulieren.'Eine auf diese Weise arbeitende Vorrichtung ist in F i g. 3 gezeigt

In Fig.3 ist ein 100-kHz-Oszillator 101 vorgesehen. Die 100-kHz-Zeitbasis wird durch ein Glied 103 geteilt, um eine 5-kHz-Meßfrequenz zu erzielen. Die 5-kHz-Meßfrequenz wird dann auf die 100-kHz-Trägerfrequenz in einem Modulator 105 moduliert, und dieses gemischte Signal wird dann in Modulationsgatter 127 und 133 eingespeist die die an den Wandlern liegenden getasteten Impulse zeitlich verarbeiten. Die Modulationsgatter 127 und 133 entsprechen im wesentlichen den-Modulationsgattern 27 und 33 des Ausführungsbeispiels der F i g. 1.

Die 5-kHz-Meßfrequenz wird dann in einer Schaltung 23 weiter abwärts geteilt um ein 20-Hz-Signal zu erhalten, das die Impulstastung festlegt Dieses 20-Hz-Signal steuert Zeitgatter 125 und 131, die im wesentlichen gleich arbeiten wie die Zeitgatter 25 und 31 beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1. obwohl die Zeitperioden entsprechend der Meßskala und den Trägerfrequenzen für die verschiedene Umgebung gestreckt sind.

Vor dem zum Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ähnlichen Empfänger werden die empfangenen Signale zu Demodulatoren 132 und 134 geleitet die die

45

50

55

65 daß die Phaseninformation und Grundhüllkurvenmodu-

230217/340

lationswelle erhalten bleiben. Nach einer Filterung in Filtern 135 und 138 Werden diese Meßfrequenzkomponenten zu einem Empfänger geleitet, der im wesentlichen dem Empfänger der Fig. 1 entspricht, obwohl die Verschiedenen verwendeten Frequenzen umgesetzt wurden, wie dies oben erläutert ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Akustischer Strömungsgeschwindigkeitsmesser mit zwei an einer Leitung angeordneten elektroaku-Stischen Wandlern, von denen der eine stromauf und der andere stromab einer Meßstrecke liegt, auf der ein alternierend von dem einen Wandler zum anderen ausgesandtes moduliertes Signal in Form eines getasteten Impulses einer periodisch wiederholten Meßfrequenz eine Verzögerung erfährt, die ein Maß für die Strömungsgeschwindigkeit eines in der Leitung strömenden Fluids darstellt, und mit einer an die Wandler angeschlossenen Auswerteschaltung, in der die empfangenen Signale für beide Meßrichtungen für die Bestimmung der Signalverzögerung auf der Meßstrecke einem Phasenvergleich unterzogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung zwei Schmalbandfilter (45, -*7) zum Aussieben einer Meßfrequenzkornpor.ente aus dem stromab bzw. stromauf empfangenen modulierten Signal für die Erzeugung eines ersten bzw. eines zweiten kontinuierlichen Sinussignals und ein Zeitgatter (65) zum direkten Messen der Phasendifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Sinussignal enthält

2. Strömungsgeschwindigkeitsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Wiederholung der Meßfrequenz mit einer Hauptmodulationsfrequenz die Auswerteschaltung zusätzlich zwei Demo.'ijiatoren (75, 77) zum Erzeugen einer ersten bzw. einer zweiten Hüllkurve aus dem stromab bzw. stromauf emptangenen modulierten Signal, zwei den DemoHulato^ren nachgeschaltete Schmalbandfilter (81, 79) ium Aussieben der Hauptmodulationsfrequenzkomponente aus den Hüllkurven zwecks Erzeugung eines ersten bzw. eines zweiten Hüllkurven-Sinussignals und weitere Zeitgatter (91, 93) zum Messen der Phasendifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Hüllkurven-Sinussignal enthält.

3. Strömungsgeschwindigkeitsmesser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Verbindung mit einem stabilen Oszillator (21) als Frequenzquelle zum Erzeugen eines getasteten Impulses einer einzigen, periodisch wiederholten Meßfrequenz eine Einrichtung (55) zum Ableiten eines Bezugssignals mit um einen kleinen Prozentsatz von der Meßfrequenz verschiedener Frequenz, Mischer (49, 51) zum Mischen der kontinuierlichen Sinussignale mit dem Bezugssignal zwecks Erzeugung überlagerter Signale anderer Frequenz unter Erhaltung der Phaseninformation im jeweiligen Sinussignal und eine Einrichtung zum Messen der Phasendifferenz zwischen den überlagerten Signaien vorgesehen sind.

4. Strömungsgeschwindigkeitsmesser nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Oszillator (21) und den Mischern (49, 51) ein Frequenzteiler (23) zum Untersetzen der hohen Meßfrequenz F₀ auf eine niedrige Frequenz F_n, eingefügt ist, die Mischer' überlagerte Signale mit der Frequenz Fm unter Erhaltung der Phaseninformation im jeweiligen Sinussignal der Frequenz F₀ erzeugen und für jedes überlagerte Sinussignal und für jedes Hüllkurven'Sinussignal je ein Nulldürchgangs-De* tektor (61,63} 83,85), ein Schmalbandfiltef (86) zum Aussieben der Hauptmodulationsfrequenzkompo-

nente aus dem Signal mit der Frequenz F_n, zwecks Erzeugung eines niederfrequenten Sinus-Bezugs-Signals, ein Nulldurchgangs-Detektor (87) für dieses Sinus-Bezugssignal und von den Nulldurchgangs-Detektoren gesteuerte Zeitglieder (65; 91, 93) zum Messen der Phasenverschiebungen zwischen den überlagerten Sinussignalen bzw. zwischen jedem Hüllkurven-Sinussignal und dem niederfrequenten Sinus-Bezugssignal vorgesehen sind.

5. Strömungsgeschwindigkeitsmesser nach einem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßfrequenz auf eine in ihren Ausbreitungseigenschaften auf das in seiner Strömungsgeschwindigkeit zu messende Fluid abgestimmte Trägerfrequenz aufmoduliert ist

6. Strömungsgeschwindigkeitsmesser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in Verbindung mit einem Signalgenerator (101) für die Trägerfrequenz und einem Signalgenerator (103) für die zu leichterer Messung der Phasenverschiebung kleiner als die Trägerfrequenz gewählte Meßfrequenz Modulatoren (127, 133) zum Modulieren der Trägerfrequenz mit der Meßfrequenz zwecks Erzeugung eines gemischten Signals und Demodulatoren (132, 134) zum Aussieben der Meßfrequenzkomponente aus dem stromab bzw. stromauf empfangenen modulierten Signal zwecks Erzeugung eines ersten bzw. eines zweiten kontinuierlichen Sinussignals vorgesehen sind.