DE2854321A1

DE2854321A1 - Electroacoustic fluid flow speed measurement - involves transducer pair and evaluation circuit with inverse square function generator (nl 19.6.79)

Info

Publication number: DE2854321A1
Application number: DE19782854321
Authority: DE
Inventors: Harmen Cornelis Botma
Original assignee: Nederlandse Organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO
Current assignee: Nederlandse Organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO
Priority date: 1977-12-16
Filing date: 1978-12-15
Publication date: 1979-06-21
Also published as: NL7713998A

Abstract

A device for measuring the speed of fluid flow has a pair of electroacoustic transducers at the ends of a measurement line in the fluid. The transducers simultaneously emit acoustic pulses and receive them at different times according to the speed of flow. It is capable of better accuracy at low fluid speeds and better null point stability than other devices. The device contains an evaluation circuit determining the difference in acoustic transmission times. It incorporates a function generator with an inverse quare function connected to the output of the time point integrator.

Description

"Vorrichtung zur Messung der Geschwindigkeit "Device for measuring speed

von wluidumströmungen " Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Messung der Geschwindigkeit von Fluidumströmungen, versehen mit wenigstens einen Paar an den Enden einer Messlinie im Fluidum gestellter elektroakustischer Transduzenten welche paarweise gleichzeitig Schallstösse emittieren und diese in verschiedenen, von der Fluidumgeschwindigkeit abhängigen Zeitnunkten empfangen; zwei gesonderte, aus einem Verstärker und Kippschaltung bestehende Empfangsketten, welche jede von der einen auf der folgenden Messung abwechselend an den einen bzw. an den anderen Transduzent angeschlossen werden, eine den Kippschaltungen nachgeschaltete Integratorschaltung zur Anwendung bei der Auswertung der Laufzeitdifferenzen der Schallstösse, wobei die Zeitpunkte der Emission und des ersten Empfangs den Transduzenten der Schallstösse bzw. of fluid flow around "The invention relates to a device for measuring the speed of fluid flows around, provided with at least one Pair of electroacoustic transducers placed at the ends of a measuring line in the fluid which in pairs emit sound bursts at the same time and these in different, receive time points dependent on the fluid velocity; two separate, receiving chains consisting of an amplifier and flip-flop, which each of the one on the following measurement alternately to one or the other Transducent, an integrator circuit connected downstream of the flip-flops for use in evaluating the transit time differences of the sound pulses, where the times of emission and the first reception the transducers of the sound pulses respectively.

des Zweiten Empfangs festgelegt werden mittels der Kippschaltungen. Eine solche Vorrichtung ist bekannt aus der amerikanischen Patentschrift 2.654.763.of the second reception can be set by means of the trigger circuits. Such a device is known from the American patent specification 2,654,763.

Im Allgemeinen gibt es bei den Fluidumtechniken zahlreiche Anwendungen von Vorrichtungen zur Messung der Flüssigkeits- oder Gasgeschwindigkeit, welche Vorrichtungen die physische Eigenschaft benutzen dass die Ausbreitungsgeschwin-digkeit des Schalls in einem Fluidum gilt in Bezug auf solches Fluidum. Die effektive Ausbreitungs-oder Fortpflanzungsgeschwindigkeit in Bezug auf eine stillstehende Bezugsposition ist deswegen die Resultante der Fluidumsgeschwindigkeit in Bezug auf die Bezugsposition plus der Ausbreitungsgeschwindigkeit des Schalls im Fluidum.In general, fluid techniques have numerous uses of devices for measuring the velocity of liquid or gas, which Devices that use the physical property that the speed of propagation of sound in a fluid holds true with respect to such fluid. The effective spread or Is the speed of propagation in relation to a stationary reference position hence the resultant of the fluid velocity with respect to the reference position plus the speed of propagation of the sound in the fluid.

Für eine einfache Lage einer im Fluidum aufgenommenen Zesslinie AB mit einer Länge L wird auf Grund des Vorangehenden für die resultierende Geschwindigkeit in der Richtung A nach B gefunden: L/t = C + V cos 8 und für die AB resultierende Geschwindigkeit in der Richtung B nach A: L/tBA = C- V cos # , wobei C die Geschwindigkeit des Schalls, V die Geschwindigkeit des Fluidums und / den winkel zwischen der Richtung des strömenden Fluidums und der Richtung der Messlinie AB darstellt.For a simple location of a measurement line AB recorded in the fluid with a length L becomes due to the foregoing for the resulting speed found in the direction A to B: L / t = C + V cos 8 and resulting for the AB Speed in the direction B to A: L / tBA = C- V cos #, where C is the speed of the sound, V is the velocity of the fluid and / the angle between the direction of the flowing fluid and the direction of the measuring line AB.

Aus dem Vorangehenden geht die Gleichung hervor.From the foregoing the equation goes emerged.

Da der Wert der Schallgeschwindigkeit C nicht konstant und auch a priori nicht bekannt ist, liegt es auf der Hand, dass zwecks Bestimmung des Wertes V cos / und daraus V, die Differenz zwischen den beiden Geschwindigkeiten festgesetzt wird.Since the value of the speed of sound C is not constant and also a is not known priori, it is obvious that for the purpose of determining the value V cos / and from this V, the difference between the two speeds is set will.

In der bekannten Technik geschieht dies u.A. dadurch dass zwei Frequenzen erzeugt werden welche ein Mass bilden für die beiden Geschwindigkeiten. Der Frequenzunterschied ist dann ein Mass für den Wert von V cos a . Gewöhnlich werden bei einer solchen Messvorrichtung Vorkehrungen getroffen damit verhütet wird dass zur Stelle von A oder 5 gleichzeitig Schall emittiert und empfangen wird.In the known technology, this happens, among other things. by having two frequencies which form a measure for the two speeds. The frequency difference is then a measure for the value of V cos a. Will usually be at one of these Measuring device precautions are taken to prevent A or 5 sound is emitted and received at the same time.

Bei diesem Messverfahren entstehen Verwicklungen falls auf der Strecke oder der Messlinie AB ein Teil des Schallwegs besteht aus einem stillstehenden Medium mit abweichendem C-1iert.This measurement method creates tangles if on the route or the measuring line AB part of the sound path consists of a stationary medium with deviating C-1iert.

Bei einer sonstigen bekannten Vorrichtung aus der Technik, wie aus der obenerwähnten amerikanischen Patentschrift, werden die Laufzeiten des Schalls benutzt sowie die Differenz dieser Laufzeiten des Schalls in der einen und der anderen Richtung. Im Allgemeinen wird hierbei der Schall nicht als kontinuierlicher Ton sondern in der Form kurzer Schallstösse emittiert. Dies geschieht zur Verhütung der störenden Einwirkung von Interferenzen mit Schall welcher via Reflektionen und andere Wege als die Nesslinie empfangen werden kann. Auf den an den Enden der Messlinie liegenden Stellen befinden sich elektroakustische Wandlern oder Transduzenten, z.B. piezoelektrische Materialscheibchen, welche eine Umwandlung elektrischer Ströme und Spannungen in Schailsignale und umgekehrt bewirken. Indem man einen solchen Transduzent als Sender und als Empfänger des Schalls funktionieren lässt wird für beide Schallübertrangungsrichtungen mit genau demselben Wert von L gearbeitet. Diese Gleichheit bedeutet ein wesentlicher Vorteil bei der Messung von Geschwindigkeiten V welche gering sind in Bezug auf die Schallgeschwindigkeit C. Eine Ungleichheit in diesem Abstand L wird Nullpunktsfehler zur Folge haben. Bei der Messung der Laufzeiten kann der Sende- oder Startzeitpunkt gut definiert werden. Das in Hinsicht auf diesen Zeipunkt entweder gleichzeitige oder in der Zeit verschobene Starten eines zugehörigen Zeitmessers bringt wenige Schwierigkeiten mit sich.In another known device from the art, such as from of the above-mentioned American patent, the travel times of the sound used as well as the difference between these transit times of the sound in one and the other Direction. Generally here the sound is not considered continuous Sound but emitted in the form of short bursts of sound. This is done for prevention the disturbing effect of interference with sound which via reflections and other ways than the Ness line can be received. On the ones at the ends of the measurement line electroacoustic transducers or transducers, e.g. Piezoelectric material discs, which convert electrical currents and cause tension in Schail signals and vice versa. By having such a Transducent will function as a transmitter and as a receiver of the sound will be for both directions of sound transmission worked with exactly the same value of L. These Equality means a major advantage when measuring speeds V which are low in relation to the speed of sound C. An inequality at this distance L zero point errors will result. When measuring the transit times the sending or starting time can be well defined. That with regard to this one Point in time either simultaneous or time-shifted starting of an associated Timepiece poses few difficulties.

In der obenerwähnten amerikanischen Patentschrift werden ebenfalls die Laufzeiten sowie die Differenz dieser Laufzeiten des Schalls in den beiden Ubertragungsrichtungen benutzt in der Absicht, hieraus schliesslich die Geschwindigkeit V des Fluidums zu bestimmen. Variationen in der Schallgeschwindigkeit bleiben jedoch in dieser Vorrichtung unberücksichtigt, und auch werden die Messergebnisse nicht an eine gewisse Uberwachung unterworfen.In the above-mentioned American patent are also the transit times and the difference between these transit times of the sound in the two directions of transmission with the intention of finally using the velocity V of the fluid from this to determine. However, variations in the speed of sound remain in this Device is disregarded, and also the measurement results are not to a certain extent Subject to supervision.

Dagegen beabsichtigt die Erfindung einer Vorrichtung für die Verwirklichung der Funktion anzugeben, worin Variationen in der SchallgeschwikEgkeit einwandfrei diskontiert weren, die EBessergebnisse überwacht werden und mittels welcher eine bessere Messgenauigkeit bei niedrigeren Fluidumsgeschwindigkeiten und eine bessere ITullpunktsstabilität erzielt werden.In contrast, the invention aims at a device for realizing the function indicate in which variations in the sound velocity are properly discounted, the E measurement results are monitored and by means of which a better measurement accuracy at lower fluid velocities and a better zero point stability are achieved.

Bei einer Vorrichtung der eingangs erwahnten Art wird dies gemäss der Erfindung dadurch erzielt, dass ein Funktiongenerator eine der Funktion i/t2 (t = die ab Emissionskommando verstri chene Zeit) proportionale Spannung der Integratorschaltung zuführt, die diese Spannung integriert ab einem für den ersten Empfangszeitpunkt repräsentativen Punkt bis zu einem für den zweiten Empfangszeitpunkt repräsentativen Punkt, wobei der Ausgang der Integratorschaltung bedingungsweise abwechselnd über einen ersten und zweiten Puffer an die Eingänge eines Differentialverstärkers angeschlossen ist.In the case of a device of the type mentioned at the outset, this is done according to of the invention achieved in that a function generator has one of the functions i / t2 (t = the time elapsed from the emission command) proportional voltage of the integrator circuit that integrates this voltage from one for the first time of reception representative point up to a representative point for the second reception time Point, the output of the integrator circuit alternating conditionally over a first and second buffer connected to the inputs of a differential amplifier is.

Die Erfindung wird anhand einer Ausführungsbeispiels naher erklärt werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in welchen: Figur 1 eine -vereinfachte Wiedergabe des Messprinzips darstellt, wobei in einer Fluidumstrbmung mit Geschwindigkeit V an den Enden einer Messlinie AB zwei ransduzemen A und B einander gegenüber gestellt sind; Figur 2 eine ungefahre Skizze darstellt des Spannungsverlaufs einer bei einem Transduzent einfallenden Schallschwingung; Figur 3 das Blockschema darstellt einer mit vier Messlinien versehenen Vorrichtung gemäss der Erfindung; Figur 4 ein Schema darstellt eines Teils des Signalgebers der in Figur 3 gezeigten Vorrichtung; Figur 5 ein vereinfachtes Schema darstellt der Wirkung der in Figur 3 gezeigten Schalter S1 und S2; Figur 6 ein Schema darstellt eines Beispiels der Ausführung der in Figur 3 gezeigten Integratorschaltung; Figur 7 eine Graphik darstellt der der integrierenden Schaltung zugeführten Spannungsfunktion zwecks Erklärung der Wirkung dieser Integrator integrierenden Schaltung; Figur 8 ein Beispiel gibt des Funktiongenerators F für Bälle dass die Schallgeschwindigkeit C im Fluidum weniger als etwa 10 C% abweicht; und Figur 9 ein Beispiel gibt des Funktiongenerators F für C Fälle dass die Schallgeschwindigkeitin / im Fluidum einer grdsseren Abweichung als etwa 10 % erfahren kann.The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment will be made with reference to the drawings, in which: Figure 1 is a simplified Representation of the measuring principle, with a fluid circulation at speed V at the ends of a measuring line AB, two ransduzemen A and B are placed opposite each other are; FIG. 2 shows an approximate sketch of the voltage curve in a Transducent incident sound oscillation; Figure 3 shows the block diagram of one device provided with four measuring lines according to the invention; Figure 4 is a scheme represents part of the signal transmitter of the device shown in Figure 3; figure FIG. 5 shows a simplified diagram of the action of the switches shown in FIG S1 and S2; FIG. 6 shows a diagram of an example of the implementation of the one shown in FIG 3 integrator circuit shown; Figure 7 is a graph the voltage function applied to the integrating circuit for explanation the effect of this integrator integrating circuit; Figure 8 gives an example of the function generator F for balls that the speed of sound C in the fluid is less deviates than about 10 C%; and FIG. 9 gives an example of the function generator F. for C cases that the speed of sound in / in the fluid has a greater deviation than about 10% can experience.

In Figur 1 ist ein Beispiel gegeben einer Messaufstellung, in welcher an den Enden einer Messlinie in einem Fluidum mit Geschwindigkeit V zwei Transduzenten A und B einander gegenüber aufgenommen worden sind. Wie vorher vorausgesetzt, gilt für diese Messlinie für die resultierende Geschwindigkeit in der Richtung A nach B: Le/tAB = C+ V cos 6 (1) und für die resultierende Geschwindigkeit in der Richtung B nach A: L/tBA = C - V cos 6 ....... (2) Aus den Gleichungen 1 und 2 geht dann das Verhältnis: .... (3) hervor.FIG. 1 shows an example of a measurement setup in which two transducers A and B opposite one another have been recorded at the ends of a measurement line in a fluid with velocity V. As previously assumed, the following applies for the resulting speed in the direction A to B: Le / tAB = C + V cos 6 (1) and for the resulting speed in the direction B to A: L / tBA = C - V cos 6 ....... (2) Equations 1 and 2 then give the relationship: .... (3).

Selbstverstandlich gilt dieses Verhältnis nur denjenigen Schallstössen welche geradeswegs zwischen den Punkten A und B übertragen werden und deswegen nicht Schallstössen welche über Reflektionen oder auf andern Wegen gleichfalls von den Transduzenten empfangen werden.Of course, this ratio only applies to those sound surges which are transmitted in a straight line between points A and B and therefore not Sound bursts which, via reflections or in other ways, also from the Transducents are received.

Bei einem solchen akustischen Geschwindigkeitsmesser ist der Zeitpunkt in welchem der Schall in den Tranduzenten eintritt von Bedeutung. Die Bestimmung des Zeitpunktes in welchem der Schall eintritt soll genau stattfinden da die Signale schwach und nicht sprungweise sondern oszillierend mit wachsender Amplitude einfallen.With such an acoustic speedometer, the point in time is in which the sound enters the tranducent is significant. The determination the point in time at which the sound occurs should take place precisely because the Signals fall weakly and not abruptly but oscillating with increasing amplitude.

In Figur 2 ist eine ungefähre Skizze dargestellt des Spannungsverlaufs einer Schallschwingung, wie diese am Ende der durchlaufene Messlinie beim Transduzent eintritt.An approximate sketch of the voltage curve is shown in FIG a sound oscillation like the one at the end of the measuring line at the transducent entry.

Für die Bestimmung des Empfangszeitpunkts soll gewartet werden bis das Signal genügend gross geworden ist, und mann bestimmt dann der Zeitpunkt des Empfangs aus der Durchquerung dieses Signals mit einem gewissen Niveau.Wait until to determine the time of reception the signal has become sufficiently large, and you then determine the time of the Reception from the traversal of this signal with a certain level.

Diese Festsetzung kann überwacht werden mit Hilfe von Zeitfenstern, Signaistärkemessung oder automatischer Stärkeregulierung zur Verhütung dass ein empfangenes Parasitärsignal die Zeitmessung stört. Parasitärsignale sind z.B. Signale welche eine Folge sind der Ausschwingungen des emittierten Signals und der Echos gegen Inhomogenitate und Gegenstände im Fluidum.This determination can be monitored with the help of time windows, Signal strength measurement or automatic strength regulation to prevent a received parasitic signal interferes with the time measurement. Parasitic signals are e.g. signals which are a consequence of the oscillations of the emitted signal and the echoes against inhomogeneities and objects in the fluid.

Wenn die Länge L der Messtrecke gering ist und kleine Werte der Grösse V cos a gemessen werden sollen, ist es schwer, die Laufzeitdifferenz tAB - tBA, (welche Differenz dann gering ist) zu bestimmen. Die Erfindung kann nun vorteilhaft für diesen besonderen Fall angewandt werden.When the length L of the measuring section is small and the size is small V cos a are to be measured, it is difficult to determine the transit time difference tAB - tBA, (which difference is then small) to be determined. The invention can now be advantageous for this particular case.

Die Erfindung kann jedoch gleichfalls angewandt werden in solchen Lagen wo die Laufzeitdifferenz tAB-tBA grosser ist und mit üblichen digitalen Zahltechniken bestimmt werden kann.However, the invention can also be applied to such Lies where the difference in transit time between tAB and tBA is greater and with the usual digital payment techniques can be determined.

Nachfolgend sind in einer Tafel einige Beispiele gegeben von Messiagen, Messlinienlängen und den daraus hervorgehenden Werten von t und A t = tAB ~ tBA, wie diese sich bei akustischen Geschwindigkeitsmessvorrichtungen darbieten können. In the following, some examples of measurements, measurement line lengths and the resulting values of t and A t = tAB ~ tBA are given in a table, as they can be presented in acoustic speed measuring devices.

V cos 6 L tABE tBA tAB - tBA Typische Lage cm/s n ms jis 100 200 133 177 Fluss 10 50 33,3 4,44 Kanal 10 5 3,33 444,4.10-3 Graben 5 0,5 0,333 22,2.10 2 Hydraulisches Modell 1 0,15 0,100 1,33.10- 3 Empfindlicher Messer für Lokalgeschwindigkeft C = 1500 m/s Figur 3 zeigt ein Blockschema des Systems gemäss der Erfindung, in welchem vier Paar Transduzenten A, 3 auf gestellt worden sind. Diese Paare sind so montiert worden, dass bei jedem Paar der gegenseitige Abstand L gleich ist und die Schallübertragung für alle Paare maximal und etwa gleich ist. Mit einem Paar AB kann in einer ersten Annaherun die durchschnittliche Fluidumges chwindigkeit die Linie AB entlang in der Richtung AB gemessen werden. V cos 6 L tABE tBA tAB - tBA Typical position cm / s n ms jis 100 200 133 177 River 10 50 33.3 4.44 Canal 10 5 3.33 444.4.10-3 Trench 5 0.5 0.333 22.2.10 2 Hydraulic model 1 0.15 0.100 1.33.10- 3 Sensitive knife for local speed C = 1500 m / s Figure 3 shows a block diagram of the system according to the invention, in which four pairs of transducers A, 3 have been placed on. These couples are have been mounted in such a way that the mutual distance L is the same for each pair and the sound transmission for all pairs is maximal and approximately the same. With a couple In a first approach, AB can determine the average fluid velocity measured along the line AB in the direction AB.

Dabei ist dann von einer Messlinie oder Messtrecke AB die Rede.A measuring line or measuring section AB is then used.

Die Steuerschaltung STU erzeugt derartige Emissions-oder Sendesignale für die Signalgeber Z1, Z2, Z3, Z4, dass an beiden Enden einer Messlinie von den zugehörigen Transduzenten gleichzeitig ein Schallstoss abgegeben wird.The control circuit STU generates such emission or transmission signals for the signal generators Z1, Z2, Z3, Z4 that at both ends of a measuring line from the associated transducers are emitted at the same time.

Innerhalb eines vollständigen Zyklus kommt dabei jede Messlinie zweimal an die Reihe. Für die Detektion des empfangenen Schalls werden In der ganzen Vorrichtung nur zwei Verstärker VI, V2 mit Zubehör angewendet. Dabei werden alle Transduzenten der Reihe nach paarweise über den Kommutatorschalter S1 mit den Verstärkern V1, V2 verbunden, und zwar A mit dem Verstärker V1 und B mit dem Verstärker V2 bzw. A mit dem Verstärker V2 und B mit dem Verstärker V1.Each measuring line comes twice within a complete cycle your turn. For the detection of the received sound In the whole device only two amplifiers VI, V2 with accessories used. In doing so, all transducers one after the other in pairs via the commutator switch S1 with the amplifiers V1, V2 connected, namely A with amplifier V1 and B with amplifier V2 resp. A with amplifier V2 and B with amplifier V1.

Selbstverständlich wird die Steuerschaltung STU so betrieben dass die Verbindung über den Schalter S1 mit den Verstärkern anwesend ist wenn auf der betreffenden Messlinie ein zu empfangendes Signal erwartet wird.Of course, the control circuit STU is operated in such a way that the connection via switch S1 to the amplifiers is present when on the a signal to be received is expected.

Die Steuerschaltung STU besorgt eine Anzahl von in der Zeit aufeinanderfolgenden Handlungen, wie das zweimal hintereinander Aktivieren der Signalgeber Z1, Z2, Z3 und Z4, das Einstellen des Kommutatorschalters S1 und des noch zu erklärenden Kommutatorschalters S2, so dass in den noch zu erklärenden Puffer B die richtigen Spannungen gespeichert werden, das Rückstellen der noch zu erklärenden Kipp-schaltungen oder bistabilen Multivibratoren T1 und T2, und das Starten des noch zu erklärenden Funktiongenerators welche eine der Funktion 1/t2 proportionale Spannung leisten soll. Dazu besteht die Steuerschaltung aus einem Pulsgeber, z.B. einem Quarzkristalloszillator, den eine Freouenzteil schaltung folgt, und aus monostabilen Multivibratoren.The control circuit STU provides a number of consecutive times Actions such as activating the signal generators Z1, Z2, Z3 twice in a row and Z4, setting the commutator switch S1 and the commutator switch yet to be explained S2, so that the correct voltages are stored in buffer B, which has yet to be explained the resetting of the flip-flops or bistable circuits that have yet to be explained Multivibrators T1 and T2, and starting the function generator that has yet to be explained which should provide a voltage proportional to the function 1 / t2. There is also the control circuit from a pulse generator, e.g. a quartz crystal oscillator, the a Freouenzteil circuit follows, and from monostable multivibrators.

Figur 4 gibt ein Beispiel der Schaltung eines Signalgebers Z welche Sorge trägt für die Erregung des zugehörigen Paares Transduzenten. Dabei wird die Tatsache dass das Paar Transduzenten gleichzeitig einen Schallstoss abgibt, erzielt indem ausgegangen wird von einer, obenan in Figur 4 bezeichneten, sprungweisen Spannung welche über einen Reihenwiderstand und ein Paar gegensätzlich polarisierter und parallel angeschlossener Dioden auf die beiden Transduzenten übertragen wird. Beim Empfang des die Messlinie durchlaufenen Schallstosses ist dessen Amplitude so gering, dass die Dioden nicht leitend werden. Demzufolge arbeiten die ransduzenten in diesem Zeitpunkt unabhängig von einander. Niederfrequente Störspannungen werden abgefiltert von der Selbstinduktion L, welche ausserdem dafür Sorge trägt dass die Transduzenten sich dem erwünschten Schwingungsmodus besser anpassen.Figure 4 gives an example of the circuit of a signal generator Z which Ensures the excitation of the associated pair of transducers. The The fact that the pair of transducers emit a sound surge at the same time is achieved in that it is assumed that the voltage is abruptly identified in FIG. 4 which via a series resistor and a pair of oppositely polarized and parallel connected diodes is transmitted to the two transducers. At the Reception of the sound surge that has passed through the measuring line, its amplitude is so low that that the diodes are not conductive. As a result, the thin ones work in this one Point in time independent of each other. Low-frequency interference voltages are filtered out from the self-induction L, which also ensures that the transducers better adapt to the desired vibration mode.

Die Transduzenten A und B sollen paarweise möglichst gleich sein damit eine gute gesamte lNullpunktstabilität erzielt wird. Die Wahl der Transduzenten ist abhängig von der erwunschten Anwendung. In allgemeinen wahlt man Transduzenten welche eine höhere Resonanzfrequenz haben je nachdem die Lange L geringer ist und nledrige Geschwindigkeiten gemessen werden sollen.The transducers A and B should be as similar as possible in pairs a good overall zero point stability is achieved. The choice of transducers depends on the desired application. In general, transducers are chosen which have a higher resonance frequency depending on the length L is less and slow speeds are to be measured.

Dem Kommutatorschalter S1 sind zwei Empfangsketten nachgeschaltet, jeder bestehend aus einem Verstärker V1, V2 und aus einer Kippschaltung oder bistabilen Multivibrator T1, T2.The commutator switch S1 is followed by two reception chains, each consisting of an amplifier V1, V2 and a flip-flop or bistable Multivibrator T1, T2.

In Figur 5 wird angedeutet in welcher Weise z.B. zwei Paar Transduzenten Al, B1 und A2, B2 bzw. an den Verstärkern V1, V2 angeschlossen sind derart dass bei einer ersteren Messung der Transduzent A1 an den Verstärker V1 bzw. der Transduzent B1 an den Verstärker V2 angeschlossen ist, und bei einer zweiten Messung der Transduzent Al an den Verstärker V2 bzw. der Transduzent B1 an den Verstärker V1 angeschlossen ist, u.s.w. Die Kommutatorschaltung S1 und die gleichfalls noch zu erklärende Kommentatorschaltung S2 sind ausgestattet mit COSMOS integrierten Schaltungen. Die beim Schalter S1 angedeuteten Erregungen G 0, Q3, 0 usw. schliessen sich gegenseitig an.In Figure 5 it is indicated in what way, for example, two pairs of transducers Al, B1 and A2, B2 or are connected to the amplifiers V1, V2 in such a way that in the case of a former measurement the transducent A1 to the amplifier V1 or the transducent B1 is connected to the amplifier V2, and with a second measurement the transducent A1 is connected to amplifier V2 and transducer B1 is connected to amplifier V1 is, etc. The commutator circuit S1 and the commentator circuit, which is also to be explained S2 are equipped with COSMOS integrated circuits. The indicated at switch S1 Excitations G 0, Q3, 0 etc. are mutually connected.

Die in den zwei Empfangsketten angewandten Verstärker V1 und V2 haben eine beschränkte Bandbreite mit maximaler Verstärkung auf die Resonanzfrequenz der Transduzenten.The amplifiers V1 and V2 used in the two reception chains have a limited bandwidth with maximum gain on the resonance frequency of the Transducers.

Die Bandbreite sol jedoch nicht zu gering festgesetzt werden damit eine schnelle Zunahme der Signale ermöglicht werden kann. Die den Verstärkern nachgeschalteten bistabilen Multivibratoren T1 und T2 sind ausgeführt wie set-reset flipflops, wobei der Resetstand dominiert. Der Resetstand wird benutzt ab Start des Schalls bis zu einiger Zeit ehe der Schall die Messlinie durchlaufen hat. Der letzte Teil der Verstärker V1, V2 besteht aus einem Vergleicher, und zwar einer Schaltung, an deren Ausgang eine hohe oder niedrige Spannung abgegeben wird, davon abhängig ob die Eingangs spannung positiv oder negativ ist. Indem dem Verstarkersignal ein Gleichspannungswert hinzugefügt wird kann das erste Umklappen des Vergleichers erfolgen in einem Punkt welcher repräsentativ ist für den Eintrittszeitpunkt des Schalls. Tatsächlich fällt dieser Zeitpunkt immer etwas später als der Augenblick an dem die erste Schallenergie eintritt, aber in der Praxis kann in der Definition und der Messung der Laufzeit damit gerechnet werden.However, this should not set the bandwidth too low a rapid increase in signals can be made possible. Those downstream of the amplifiers bistable multivibrators T1 and T2 are designed like set-reset flip-flops, whereby the reset status dominates. The reset status is used from the start of the sound up to some time before the sound has passed the measuring line. The last part of the amplifier V1, V2 consists of one Comparator, namely a circuit, at the output of which a high or low voltage is emitted, depending on it whether the input voltage is positive or negative. By adding the amplifier signal If a DC voltage value is added, the comparator can be flipped over for the first time at a point which is representative of the time at which the sound occurs. In fact, this point in time always falls a little later than the moment at that the first sound energy occurs, but in practice it can be in the definition and the measurement of the transit time can be expected.

Durch die Steuerschaltung STU sind die bistabilen Multivibratoren T2 ab Emission des Schalls auf die Nullstellung zurückgestellt und werden dort festgehalten Es kurz vor Empfang der Schallschwingungen. Das erste Umklappen des Vergleichers aus dem Verstärker VI, V2 versetzt den nachfolgenden bistabilen Multivibrator T1, T2 in die 1-Stellung. Die Zeitdifferenz zwischen dem Umklappen in die 1-otellung im bistabilen Multivibrator T1 und im bistabilen Multivibrator T2 entspricht der Laufzeitdifferenz zwischen der Schallübertragung in der einen und in der anderen Richtung.The control circuit STU makes the bistable multivibrators T2 are reset to the zero position from the emission of the sound and are held there It just before receiving the sound vibrations. The first flip of the comparator from the amplifier VI, V2 moves the subsequent bistable multivibrator T1, T2 in the 1 position. The time difference between flipping to the 1 position in the bistable multivibrator T1 and in the bistable multivibrator T2 corresponds to Difference in transit time between sound transmission in one and the other Direction.

An die Ausgange der bistabilen Multivibratoren T1, T2 ist eine Integratorschaltung INT angeschlossen, mit deren Hilfe eine zur genannten Laufzeitdifferenz proportionale Spannung erzielt wird. Zu diesem Zweck wird von einem Funktiongenerator F an den Integrator eine der Funktion 1/t2 proportionale Spannung zugeführt, dessen Faktor t2 eine Annäherung des Nenners aus der Gleichung (3) ist.An integrator circuit is connected to the outputs of the bistable multivibrators T1, T2 INT connected, with the help of which a Tension is achieved. For this purpose, a function generator F is sent to the Integrator is supplied with a voltage proportional to the function 1 / t2, its factor t2 is an approximation of the denominator from equation (3).

Die Funktion wird hergeleitet aus der Zeit t welche seit dem Emissionskommando verstrichen ist. Dabei kann auch kompensiert werden für Beiträgen in der Gesamtlaufzeit welche dem Durchlaufen des Fluidums nicht entsprechen, wie feste Verzögerung im Material der Transduzenten und feste Verzögerungen in den Verstärker- und Detektorketten.The function is derived from the time t since the issue command has passed. This can also be compensated for contributions in the total term which do not correspond to the passage of the fluid, such as fixed delay im Material of the transducers and fixed delays in the amplifier and detector chains.

Der Funktiongenerator F für die Funktion 1/t2 kann auf doppelter Weise ausgeführt werden. Eine Ausführung für solche Bälle in welchen die Schallgewindigkeit 0 im Fluidum weniger als etwa 10 % abweicht (wie u.A. der Fall ist bei Wasser in der Natur), und eine andere Ausführung für solche Fälle in welchen die Schallgeschwindigkeit C grösseren Abweichungen ausgesetzt werden kann, was z.B.The function generator F for the function 1 / t2 can do two things are executed. A version for such balls in which the sonic speed 0 in the fluid deviates by less than about 10% (as is the case with water in of nature), and another design for such cases in which the speed of sound C can be exposed to larger deviations, which e.g.

industriellen Anwendungen gilt.industrial applications.

Bei der ersteren Ausführung des Funktiongenerators F wird die Funktion 1/t2 angenähert mit der exponentiellen Funktion welche entsteht beim Entladen eines Kondensators.In the former execution of the function generator F, the function 1 / t2 approximated with the exponential function which arises when discharging a Capacitor.

Bei guter Dimensionierung stimmt diese Annäherung bis innerhalb 0,5 %. Bei einer solchen Funktiongenerator aus Figur 8 wird das Offunungszeitpunkt der Schalter S und die Werte der Widerstände R3 und R4 eingestellt derart dass die Ausgangsspannung V die Funktion K/t2 optimal annähert für das Zeitinterval L/cmax - L/c min Bei der zweiten Ausführung wird die Zeit t digital gemessen und wahrend des Zyklus einer messung enthalten.If the dimensions are good, this approximation is correct to within 0.5 %. In the case of such a function generator from FIG. 8, the opening time is Switch S and the values of resistors R3 and R4 are set such that the output voltage V optimally approximates the function K / t2 for the time interval L / cmax - L / c min second embodiment, the time t is measured digitally and during cycle one measurement included.

Aus diesem digitalen Wert wird mit Hilfe zweier Multiplikatoren und einiger Operationalverstarker die Funktion 1/t2 hergeleitet. Ein solcherFunktiongenerator ist in Figur 9 angegeben. Hierin ist G ein Digitalaufzeitspeicher, das einen Inhalt (N-Nmax/a) hat mit N = Konstante x Laufzeit t, und -Nmax/a = preset von Zahler. Hierin ist MDAC einen Digital x Analog Multiplikator mit Vaus = (N/Nmax-1/a)Ve.in 3 und ist A einen Operationalverstärker. Die Übertragungsfunktion ist gleich an V = Vo(Nmax/a)2 . 1/N2=K/t2 mit Vo = feste Bezugspannung, und a und K Konstanten.This digital value is converted into and with the help of two multipliers some operational amplifiers derived the function 1 / t2. Such a function generator is indicated in FIG. Herein, G is a digital runtime memory which has a content (N-Nmax / a) has running time t with N = constant x, and -Nmax / a = preset from counter. Here MDAC is a digital x analog multiplier with Vout = (N / Nmax-1 / a) Ve.in 3 and A is an operational amplifier. The transfer function is the same V = Vo (Nmax / a) 2. 1 / N2 = K / t2 with Vo = fixed reference voltage, and a and K constants.

In Reihe mit einem der Detektionsketten ist nach dem bistabilen Multivibrator ein Verzögerungselßment AtX aufgenommen. Der Wert des Verzögerungszeit ist grösser als der Höchstwert der zu erwartenden Laufzeitdifferenz.In series with one of the detection chains is after the bistable multivibrator a delay element AtX added. The value of the delay time is greater as the maximum value of the expected runtime difference.

Dadurch wird die Integrator unter normalen Messverhältnissen immer von der Detektionskette ohne das Verzögerungselement angelassen und von der Detektionskette mit dem Verzögerungselement aus gestoppt werden.This will keep the integrator under normal measurement conditions started by the detection chain without the delay element and by the detection chain be stopped with the delay element off.

Durch dieses Verfahren wird erzielt, dass die Anlass- und Stoppkommandos für die Integration einander nicht stören werden, und dass die Integratorschaltung sehr einfach sein kann. Zugleich gibt es nun in der Ausgangsspannung der Integratorschaltung eine Unterschied zwischen der Situation in der die Laufzeitdifferenz null ist und der Situation, in der sich keine Detektion des Eingangs des Schalls ergeben hat. Letzteres kann sich ergeben wenn die akustische Ubertragung zwischen den Transduzenten durch einen Obstakel unterbrochen wird.This procedure ensures that the start and stop commands for integration will not interfere with each other, and that the integrator circuit can be very simple. At the same time there is now in the output voltage of the integrator circuit a difference between the situation in which the transit time difference is zero and the situation in which there was no detection of the entrance of the sound. The latter can arise when the acoustic transmission between the transducers interrupted by an obstacle.

In Figur 3 ist angegeben, dass das Verzögerungselement Atx hinter dem bistabilen Multivibrator T2 aufgenommen ist.In Figure 3 it is indicated that the delay element Atx is behind the bistable multivibrator T2 is added.

Das Verzögerungselement Atx kann ausgestattet sein mit einer RC-Kombination welcher ein Blockformer nachgeschaltet ist. Im ganzen Atx können sich die parasitären Laufzeitbeitrage in den Verstärkern V aufgenommen denken lassen.The delay element Atx can be equipped with an RC combination which is followed by a block former. In the whole atx the parasitic Run time contributions included in the amplifiers V think.

Die künstliche Verschiebung die durch AtX angeordnet ist, wird wieder weggenommen durch die Wirkung des Kommutatorschalters S2 und des Differentialverstärkers D.The artificial shift imposed by AtX will be restored removed by the action of the commutator switch S2 and the differential amplifier D.

Figur 6 gibt das Schema einer einfachen Ausführung der Integratorschaltung INT welche als passives Integrationselement einen Kondensator hat. An die Ausgangsseite des Kondensators ist über einen Widerstand R ein Spannungsfolger SpV angeschlossen.FIG. 6 gives the diagram of a simple embodiment of the integrator circuit INT which has a capacitor as a passive integration element. To the exit side A voltage follower SpV is connected to the capacitor via a resistor R.

An der Eingangsseite ist einerseits eine Serienkette eines Schalters S, einer Diode d2, eines Widerstands R2, und andererseits eine andere Serienkette eines andern Schalters 5, einer Diode dl, eines Widerstands R1 angeschlossen. Der andere Schalter S aus der anderen Serienkette ist in der IN-Stellung an den Ausgang des Funktiongenerators F angeschlossen. Der eine Schalter S in der einen Serienkette ist ausser dem Messinterval an eine Minus- oder ixTullsannung angbschlossen.On the one hand, there is a series chain of a switch on the input side S, a diode d2, a resistor R2, and on the other hand another series chain someone else Switch 5, a diode dl, a resistor R1 connected. The other switch S from the other series chain is in the IN position connected to the output of the function generator F. One switch S in the In addition to the measuring interval, a series chain is connected to a minus or ixTull voltage connected.

Figur 7 zeigt eine Graphik der vom Kondensator aufgenommenen Spannung bei einer ersteren Messung und nachfolgend bei einer zweiten Messung, wobei unter der Graphik auf der Zeitachse die Periode angedeutet ist welche, einschliesslich der eingeführten Verzögerung -AtX, die Laufzeitdifferenz zwischen den Schallübertragungen in der einen und der anderen Richtung bezeichnet.FIG. 7 shows a graph of the voltage absorbed by the capacitor in the case of a first measurement and subsequently in the case of a second measurement, with below the graph on the time axis indicates which period is included the introduced delay -AtX, the difference in transit time between the sound transmissions referred to in one direction and the other.

Wenn der Multivibrator T1 an einem für den Zeitpunkt des ersten Empfangs repräsentativen Punkt umkippt, wird der Schalter S in der einen Serienkette an eine Plusspeisung angeschlossen werden so dass die vom Funktiongenerator abgegebene Spannung den Eondensator aufladen wird. Wenn der Multivibrator T2 an einem für den Empfang des Schalls in der anderen Richtung repräsentativen Punkt umkippt, so wird atx verzögert hiernach den anderen Schalter in der anderen Serienkette umkippen, wodurch die Aufladung des Kondensators beendet wird. Bei dieser ersteren Messung ist der Transduzent A bzw. B über den Kommutatorschalter S1 an den Verstärker V1 bzw. V2 angeschlossen. Bei einer zweiten Messung ist der Transduzent A bzw. B dann über die Kommutatorschaltung S1 an den Verstärker V2 bzw. V1 angeschlossen.When the multivibrator T1 on one for the time of the first reception representative point flips over, the switch S in a series chain to a Plus supply can be connected so that the voltage output by the function generator will charge the capacitor. When the multivibrator T2 at one for reception of the sound overturns the representative point in the other direction, atx is delayed then flip the other switch in the other series chain, thereby charging of the capacitor is terminated. In this former measurement, the transducent is A. or B connected to the amplifier V1 or V2 via the commutator switch S1. With a second measurement the transducent A or B is then via the commutator circuit S1 connected to the amplifier V2 or V1.

Auf der Zeitachse sind die verschiedenen Umkipppunkte von T1, T2 und der verzögerte zweite Umkipppunkt bzw. mit 1,2 und 3 bezeichnet. Nach Bindung der ersteren Messung werden die Multivibratoren T1, T2 auf den Zeitpunkt 4 zurückgestellt.On the time axis are the different tipping points of T1, T2 and the delayed second tipping point or designated by 1, 2 and 3. After binding the For the first measurement, the multivibrators T1, T2 are reset to time 4.

Weil dann der Transduzent A an den Verstärker V2 angeschlossen ist, wird der Pultivibrator 2 nun am ersten, und zwar am Zeitpunkt 5, umkippen während der ZXultivibrator T1 - da der Transduzent B nun an den Verstärker VI angeschlossen ist - später am Zeitpunkt 6 umkippen wird. Die Beendung der Integration in der Integratorschaltung erfolgt nun am Zeitpunkt 7 welcher ein Zeitinterval AtX nach dem Zeitpunkt 5 liegt.Because transducent A is then connected to amplifier V2, the pultivibrator 2 will now tip over on the first, namely at time 5, during the ZXultivibrator T1 - because the transducer B is now connected to the amplifier VI - will tip over later at time 6. The termination of the integration in the integrator circuit now takes place at time 7, which is a time interval AtX after time 5.

Bei der zweiten messung wird deswegen über den Kondensator eine Spannung stehen, welche während einer gewissen Zeit kürzer integriert sein wird als bei der ersteren Messung, wie in Figur 7 angedeutet. Infolge des abwechselnden Anschlusses der Transduzenten an die beiden Verstärker V1, V2 werden am Ausgang der Integratorschaltung INT pro Messlinie abwechselnd zwei Spannungen entstehen welche nahezu abhängig sind von (tA3 - tBAf btx)/ tAB.t3.A und (t3A-tA At-)/tAB tBA Indem, wie hervor vorausgesetzt, die Spannung 1/t2 nur in einer Richtung integriert zu werden braucht über ein Intervall: At - 2 (tAB - tBA) kann die Ausführung des Integrators einfachsein. Benutzung eines aktiven schnellen Integrators~ist nicht notwendig da eine Schaltung mit passiven Elementen und einem Spannungsfolger sich genügend linear verhält.During the second measurement, a voltage is therefore generated across the capacitor which will be integrated for a certain period of time for a shorter time than with the the former measurement, as indicated in FIG. As a result of the alternating connection the transducers to the two amplifiers V1, V2 are at the output of the integrator circuit INT per measuring line, alternating two voltages arise which are almost dependent from (tA3 - tBAf btx) / tAB.t3.A and (t3A-tA At -) / tAB tBA By, as assumed above, the voltage 1 / t2 only needs to be integrated in one direction over an interval: At - 2 (tAB - tBA) the implementation of the integrator can be simple. Using a active fast integrator ~ is not necessary as a circuit with passive Elements and a voltage follower is sufficiently linear.

Vom Ausgang des Spannungsfolgers aus wird das Integratorsignal Vu einem Verstärker V3 zugeführt, welcher ein Gleichspannungsverstärker oder ein breitbandiger Wechselspannungsverstärker mit breitem Band sein kann. Vom Ausgangssignal des Verstärkers V3 wird mittels des Schalters S2 bedingungsweise eine Probe genommen und es wird abwechselnd zwei Puffer zugeführt (sample & hold).From the output of the voltage follower, the integrator signal Vu an amplifier V3 supplied, which is a DC voltage amplifier or a broadband AC voltage amplifiers with wide band can be. From the output signal of the amplifier V3 is conditionally taken a sample by means of switch S2 and it is alternately two buffers supplied (sample & hold).

Der Kommutatorschalter S2 bedürft nur einer verhältnisnässig kurzen Erregung kurz nach Ende der Integration bei der betreffenden Messung. In Figur 5 ist angedeutet in welcher Weise der Ausgang des Verstärkers V3 aufeinanderfolgend kurz an die puffer 1, 312, 321, 322 angeschlossen wird. Die Erregung oder Schliessung des Schalters S2 wird blockiert werden wenn das Integratorsignal ausserhalb des normalen Arteitsbereich gerad.The commutator switch S2 only needs a relatively short one Excitement shortly after the end of integration for the measurement in question. FIG. 5 indicates the manner in which the output of the amplifier V3 follows one another is briefly connected to buffer 1, 312, 321, 322. The excitement or closure of switch S2 will be blocked if the integrator signal is outside the normal work area straight.

Dazu wird die Ausgangspannung der Integratorschaltung ausser am Verstärker 73 auch der Uberwachungsschaltung C zugeführt. In Schaltung C wird die Integratorspannung mit zwei einstellbaren Grenzwerten verglichen. Falls die Integratorspannung nicht zwischen diesen Grenzwerten liegt, so blockiert Schaltung C das Aktivieren der Erprobung mit Schalter S2.For this purpose, the output voltage of the integrator circuit is used except at the amplifier 73 is also supplied to the monitoring circuit C. In circuit C is the integrator voltage compared with two adjustable limit values. If the integrator voltage does not is between these limit values, circuit C blocks the activation of the test with switch S2.

Dieses Verfahren leistet einen besseren Schutz gegen Störung der Messergebnisse als eine Überwachung mit der Bedingung, dass beim Anfang des Erprobungsintervals die beiden Detektionsketten aktiviert sein müssen. Das aktiviert sein garantiert namlich nicht immer, dass die Aktivierung korrekt gewesen ist.This procedure provides better protection against disturbance of the measurement results as a monitoring with the condition that at the beginning of the test interval the two detection chains must be activated. That is guaranteed to be activated namely not always that the activation was correct.

Nachdem während einer Anzahl von Messungen den Puffern Signale zugeführt worden sind, führen diese Puffer Spannungen welche nahezu linear abhängig sind von: (tAB-t3A- AtX+X)/tXg .tBA und (tBA-tAB+#tx+X)/tAB.tBA.After having applied signals to the buffers during a number of measurements these buffer voltages which are almost linearly dependent on: (tAB-t3A- AtX + X) / tXg .tBA and (tBA-tAB + # tx + X) /tAB.tBA.

Der Beitrag X stammt aus dem Verstärker V3.Contribution X comes from amplifier V3.

Die Puffer sind paarweise (wie das Paar B11 und B12) an einen Differentialverstärker angeschlossen, wie D1.The buffers are paired (like pair B11 and B12) to a differential amplifier connected, like D1.

Aus den Eingangs spannungen erzeugt der Differentialverstärker D schliesslich eine Spannung v welche proportional ist zu 2(tAB - tgA)/ tAB.tBA was deswegen linear abhängig ist von der Fluidumgeschwindigkeit V cos 6.The differential amplifier D finally generates from the input voltages a voltage v which is proportional to 2 (tAB - tgA) / tAB.tBA which is therefore linear depends on the fluid velocity V cos 6.

Der Vorteil einer Verstärkung an der Stelle des Verstärkers V3 in Bezug auf eine Verstärkung an der Stelle des Differentialverstärkers D liegt darin dass Drift im Verstarker V3 vom Schalter 52 unschädlich gemacht werden kann. Bei einem höheren Signalniveau wird die Genauigkeit weniger von den Eigenschaften des Schalters S2 beeinflusst. Indem der verstärker 73 benutzt wird, kann die Integratorschaltung in einem geringeren Spannungsgebiet betrieben werden, wodurch die Linearität besser wird.The advantage of amplification at the point of amplifier V3 in Reference to a gain at the point of the differential amplifier D is therein that drift in amplifier V3 can be rendered harmless by switch 52. at a higher signal level, the accuracy becomes less dependent on the properties of the Switch S2 influenced. By using the amplifier 73, the integrator circuit operated in a lower voltage range, which improves the linearity will.

Die Puffer B bestehen aus einer RC- Kombination mit einem Spannungsfolger. Wenn das RC-Produkt hinsichtlich der Dauer des Erprobungsintervals gross ist, so ist die effektive RC-Zeit grösser als das RO-Produkt mit einem Faktor gleich der Dauer eines Messzyklus geteilt durch die Dauer des Erprobungsintervalls. Wenn das RC-Produkt hinsichtlich der Dauer des Erprobungsintervalls klein ist, so wird die Reaktionsgeschwindigkeit des Messystems durch die Dauer eines Messzyklus bestimmt.The buffers B consist of an RC combination with a voltage follower. If the RC product is large in terms of the duration of the test interval, then so the effective RC time is greater than the RO product with a factor equal to Duration of a measurement cycle divided by the duration of the test interval. If that RC product is small in terms of the duration of the test interval, the The response speed of the measuring system is determined by the duration of a measuring cycle.

Schliesslich gibt der Differentialverstärker D deswegen eine Ausgangs spannung ab welche proportional- ist zur Fluidumgeschwindigkeit an die respektive Messlinie entlang.Ultimately, the differential amplifier D therefore gives an output voltage from which is proportional to the fluid speed to the respectively Along the measuring line.

Gewöhnlich wird eine Einstellung benutzt bei welcher die Fluidiumgeschwindigkeit Null der Ausgangsspannung Null entspricht.Usually a setting is used in which the fluidic velocity is used Zero corresponds to the output voltage zero.

Die Faktoren L/2 und cos 6 können in der Integratorneigung, im Verstärkungsfaktor der Verstärkers V3 und des Differentialverstärkers D in Anrechnung gebracht werden.The factors L / 2 and cos 6 can be used in the integrator slope, in the gain factor the amplifier V3 and the differential amplifier D are taken into account.

Die Anwendung der Kommutatorschalter S1 und 52 beseitigt eine Anzahl von Unvollkommenheiten der Verstärker V1, V2 und V3, wodurch die Gesamtelektronik eine sehr gute Nullpunktstabilltat hat.The use of commutator switches S1 and 52 eliminates a number of imperfections of amplifiers V1, V2 and V3, reducing the overall electronics has a very good zero point stability.

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Claims

AnsDrüche device for measuring the speed of fluid flows, provided with at least one pair placed at the ends of a measuring line in the fluid electroacoustic transducers, which in pairs simultaneously emit bursts of sound and this at different points in time that are dependent on the fluid velocity receive; two separate reception chains consisting of an amplifier and flip-flop circuit, which each of the one on the following measurement alternately to the one resp. connected to the other Dransduzent, an integrator circuit downstream of the flip-flops to use when evaluating the transit time differences of the sound surges, where the times of emission and first reception and second reception, respectively are determined in the transducents of the sound surges by means of the Eipp circuits, dadarch indicates that a function generator has one of the functions i / t2 (t = the time elapsed from emission command) proportional voltage of the integrator circuit that integrates this voltage from one for the first reception time representative point up to a representative point for the second reception time Point, whereby the output of the integrator circuit conditionally alternately over a first and second buffer connected to the inputs of a differential amplifier is.

2. Device according to claim 1, provided with several measuring lines, being between the outputs of each pair of translucent and the two receiving chains a commutator switch is added, thereby gekenazeicnnet that between the Output of the integrator circuit and the inputs of a relevant measuring line associated pair of buffers, a second commutator switch is added, which second switch after each measurement conditionally takes a sample of the output voltage and alternately supplying them to said pair of buffers.

3. Device according to claim 2, characterized in that the The output voltage of the integrator circuit is delivered to the buffer under Condition that this output voltage at the beginning of the trial interval between two adjustable limits.

4. Device according to one of the preceding claims wherein the Integrator circuit has a capacitor as a passive integration element, thereby marked, that on the integrator circuit on its output side a voltage follower is connected and at its input side a first series chain first switch, diode and resistor and a second series chain of second switches, Diode and resistor is connected, the diodes in such a way and on both sides are connected oppositely that the capacitor from the connection of the first switch is charged to a plus voltage from the output voltage of the function generator until the second switch is switched.

5. Apparatus genass claim 4, characterized in that the voltage proportional to function 1 / t2 for the integrator circuit in the function generator is approached with an exponential voltage which when discharging a capacitor arises (Fig. 8).

6. The device according to claim 4, characterized in that the The voltage proportional to the function ljt2 for the integrator circuit in the function generator is realized by means of digital measurement of the time t and conversion of it achieved digital value into the desired voltage with the help of multipliers and operational amplifiers (Fig. 9).