DE2856032C2

DE2856032C2 -

Info

Publication number: DE2856032C2
Application number: DE2856032A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: COULTHARD JOHN GUISBOROUGH CLEVELAND GB
Current assignee: COULTHARD JOHN GUISBOROUGH CLEVELAND GB
Priority date: 1978-01-03
Filing date: 1978-12-23
Publication date: 1990-02-08
Also published as: DE2856032A1; US4248085A; NL7900793A; JPS54101377A; GB2011621A; GB2011621B

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der Geschwindigkeit einer Relativbewegung zwischen einem ersten Körper und einem zweiten Körper bzw. einem Strömungsmittel mittels zwei im Betrieb am ersten Körper angebrachten Detektoren zur Erfassung von Störsignalen, welche von Unregelmäßigkeiten im Strömungsmittel oder am zweiten Körper herrühren.

Eine Vorrichtung ähnlicher Art ist bekannt (DE-OS 25 44 821), die einer physikalischen Struktur eines zu messenden Objektes entsprechende Signale erzeugt, die der Relativgeschwindigkeit des Objekts entsprechen. Aus den um eine bestimmte Laufzeit gegeneinander verschobenen Signalen wird Korrelationsfunktion unter Verwendung einer Modellaufzeit des Objektes zwischen den beiden Meßfühlern erzeugt und ausgewertet, um beispielsweise Meßobjekte wie Walzbleche auf einer Walzstraße geschwindigkeitsmäßig erfassen zu können, wobei die zur Geschwindigkeitsmessung abgetastete Oberfläche der Fläche eine Rauhigkeit aufweist und infolge der Abtastung zwangsläufig statistisch schwankenden Werte erzeugt werden. Um zu verhindern, daß die Regelkreise der Schaltungen der bekannten Vorrichtung sich dabei auf ein Nebenmaximum der Korrelationsfunktion einstellen, wurde ein weiterer Meßfühler in Bewegungsrichtung des Meßobjekts nahe des ersten Meßfühlers angeordnet, so daß zunächst die Geschwindigkeit des Meßobjekts als Anfangsbedingung für einen Korrelator vorgegeben werden konnte, wobei zwischen der Messung der Grob- und Feingeschwindigkeit ein erheblicher, nachteiliger Schaltungsaufwand notwendig war. Mit der bekannten Vorrichtung konnte eine Einstellung auf falsche Maxima der Korrelationsfunktion zur Vermeidung der erwähnten Nachteile auf verhältnismäßig einfache Weise vermieden werden.

Um die Durchflußgeschwindigkeit eines Strömungsmittels durch eine Rohrleitung nach dem Kreuz-Korrelations-Verfahren zu ermitteln, sind jedoch andere Kriterien als bei der aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtung maßgebend.

Es hat sich bei der Messung von Fließgeschwindigkeiten eines Strömungsmittels herausgestellt, daß auch unter Einsatz bekannter Rechner, die mit geeigneten Rechengeschwindigkeiten arbeiten, eine brauchbare Korrelationskurve nur erzielt werden kann, indem man das Korrelationsverfahren einige Sekunden andauern läßt, so daß eine Anzahl von Kurvenpunkten der Korrelationskurve erzeugt werden kann. Hierzu muß man die Rechenergebnisse in einem einen Mittelwert bildenden Speicher eine gewisse Zeit (Integrationszeit) addieren. Um zu einer vorgegebenen Lösung des Scheitelwertes der Korrelationskurve zu kommen, ist die erforderliche Integrationszeit um so größer, je geringer die Durchflußgeschwindigkeit oder eine zu messende Objektgeschwindigkeit (Schiffsgeschwindigkeit) ist.

Erfahrungen mit der Durchflußmessung von Flüssigkeiten haben gezeigt, daß bei unter 2 m/sec liegenden Geschwindigkeiten die notwendige Integrationszeit zur Gewinnung einer brauchbar genauen Schätzung der Fließgeschwindigkeit zu lang sein kann. Nachteilig ist, daß solche Verzögerungen Instabilität nach sich ziehen, wenn der Durchflußmesser Teil eines in einem geschlossenen Kreis arbeitenden Systems ist, wie man ihn in Betriebsanlagen findet.

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Messen der Geschwindigkeit einer Relativbewegung zwischen einem ersten und zweiten Körper bzw. einem Strömungsmittel zu schaffen, die auch bei niedriger Geschwindigkeit des Körpers bzw. Strömungsmittels (unter 2 m/sec) das Meßergebnis gegenüber den bisher bekannten Vorrichtungen bzw. Verfahren schnell zur Verfügung stellt, und zwar mit verhältnismäßig einfachen Mitteln, so daß sich die Vorrichtung auch ohne weiteres zum Einsatz in geschlossenen Betriebssystemen eignet.

Gelöst wird die Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß den Detektoren Korrelatoren zugeordnet sind, welche mittels der durch die Detektoren erfaßten Störsignale Daten für mindestens zwei Kreuz-Korrelations- der Auto-Korrelationskurven erzeugen, und durch eine Kombinationsschaltung, die mit den von den Korrelatoren erzeugten Daten eine kombinierte Kreuz-Korrelation oder Auto-Korrelationskurve bilden, aus der sich die Geschwindigkeit der Relativbewegung errechnet läßt.

Hierbei kann die Vorrichtung mindestens zwei Paare von zusammengehörigen Detektoren enthalten, wobei die Detektoren eines jeden Paares im Betrieb an Orten angebracht werden, die in einer Richtung parallel zu der Richtung, in der die Relativbewegung auftritt, auseinanderliegen. Dabei sind den entsprechenden Paaren von Detektoren Kreuz-Korrelatoren zugeordnet, welche aus den vom zugehörigen Detektorpaar erzeugten Störsignalen Daten für die Schaffung einer Kreuz-Korrelations-Kurve erzeugen.

In der Praxis können die zwei Detektoren eines jeden Detektorpaares in genannter Ausrichtung einer Entfernung voneinander haben, die gleich oder im wesentlich gleich dem Abstand der Detektoren der anderen Detektorenpaare ist. Vorzugsweise liegt keiner der Detektoren, bezogen auf die generelle Ausrichtung, am gleichen Ort wie ein anderer Detektor. So können n Detektoren vorgesehen sein, welche in der Meßrichtung auseinanderliegen und n-1 Paare von zusammengehörigen Detektoren bilden.

Alternativ kann im Betrieb ein erster Detektor eines jeden Paares an einem ersten Ort entlang der Meßrichtung und zweiter Detektor eines jeden Paares an einem vom ersten Ort abgelegenen zweiten Ort in Meßrichtung angeordnet werden, wobei jeder Detektor Störungen erfaßt, die von den vom anderen Detektor am gleichen Ort erfaßten Störungen verschieden sind.

Zum Korrelieren kann man Auto-Korrelatoren verwenden, welche Daten zur Erzeugung einer Auto-Korrelationskurve aus den von jedem Detektor erfaßten Störsignalen liefern.

Jeder Detektor kann ein Infrarot-Detektor, ein piezo- elektrischer Detektor, ein Heißdraht-Anemometer, ein kapazitiver Detektor oder auch ein optischer Detektor sein, sofern solche Detektoren in der Lage sind, Störsignale aufzunehmen, die in einem Strömungsmittel durch thermische Änderungen, Druckänderungen, Turbulenz, elektrostatische Eigenschaftsänderungen oder Inhomogenitäten des Strömungsmittels entstehen.

Ein elektrisch leitendes Strömungsmittel läßt sich auch einem Magnetfeld aussetzen, wobei dann jeder Detektor eine Elektrode sein kann, die eine im Strömungsmittel autretenden Spannung erfaßt, und dann die fluktuierende Komponente das zu korrelierende Signal bildet.

Auch kann man ein magnetisierbares Strömungsmittel einem Magnetfeld aussetzen, wobei dann jeder Detektor eine Hall-Effekt-Sonde oder ein induktiver Sensor ist, damit eine im Strömungsmittel entstehende Spannung erfaßt wird.

Jeder Detektor kann auch ein abgestimmter Oszillator sein, dessen Abstimmung durch die Nähe eines Metalles beeinträchtigt wird.

Jedem Detektor läßt sich ein Sender für Ultraschall-, elektromagnetische oder Nuklear-Strahlung zuordnen, wobei dann jeder Detektor so ausgelegt ist, daß er ein Signal vom zugeordneten Sender empfängt, nachdem das ausgesendete Signal das Strömungsmittel durchquert hat oder vom zweiten Körper oder dem Strömungsmittel reflektiert wurde, wobei das von jedem Detektor erfaßte Störsignal das Signal vom zugehörigen Sender modulierte.

Die einzelnen Sender können mit sichtbarer, unsichtbarer, Laser-Strahlung, einer gepulsten Laser- oder auch elektromagnetischen Radar-Strahlung arbeiten.

Mit besonderen Mitteln lassen sich im Strömungsmittel oder am zweiten Körper Störstellen erzeugen, wobei dann jeder einzelne Detektor derart ausgebildet ist, daß er diese Störstellen erfaßt.

Beim ersten Körper kann es sich um ein vom Strömungsmittel durchströmtes Rohr oder eine Leitung handeln, wobei dann die einzelnen Detektoren an der Leitung oder dem Rohr an in Längsrichtung aufeinanderfolgenden Stellen montiert sind. Beim ersten Körper kann es sich auch um einen stationären Gegenstand und beim Strömungsmittel um den innerhalb oder außerhalb eines Schornsteines aufsteigenden Rauch handeln, wobei dann die Detektoren optisch arbeiten und Inhomogenitäten im Rauch erfassen oder aber auch auf Infrarot-Strahlung ansprechen, um aufgeheizte Oberflächen oder heiße Strömungsmittel zu erfassen. Auch kann der erster Körper ein Flugzeug oder ein Schiff sein, wobei dann in diesem Falle die Detektoren am Flugzeug oder am Schiff an Orten angebracht werden, die in Fortbewegungsrichtung auseinanderliegen. Ferner besteht die Möglichkeit, mit einem stationären ersten Körper und einem bewegten zweiten Körper, beispielsweise einem heißen Stahlband, zu arbeiten, welches Inhomogenitäten auf der Oberfläche aufweist oder Infrarot- oder Ultraschall-Strahlung aussendet.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise veranschaulicht sind.

In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 einen Rohrleitungsabschnitt in Verbindung mit Sende- und Empfangsstationen und zugehörigen Schaltungsteilen gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 die Anwendung eines Kurveneinpaßverfahrens zur Bestimmung des wahren Scheitelpunktes einer Kreuz-Korrelations-Kurve aus der Schaltung der Fig. 1,

Fig. 3A bis 3C abgewandelte Ausbildungen von Sender und Empfänger in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung und

Fig. 5A bis 5J verschiedene Sender- und Empfängerausbildungen für die erfindungsgemäße Vorrichtung.

Die Vorrichtung gemäß Fig. 1 ist ein Durchflußmesser, für den das Kreuz-Korrelations-Verfahren verwendet wird, um die Fließgeschwindigkeit einer Flüssigkeit in einer Rohrleitung zu messen. Diese Messung basiert auf der Erfassung der Bewegung von Störungen in der Flüssigkeit entlang von vier Orten, die mit Abstand entlang der Rohrleitung angeordnet sind. Diese Störungen in der Flüssigkeit führen zu Störsignalen, die an jedem einzelnen Ort erfaßt, verarbeitet und dann mit den Störsignalen am anderen Ort bzw. den anderen Orten kreuz-korreliert werden. Hieraus ergeben sich drei Datengruppen, von denen jede zur Erzeugung einer Kreuz-Korrelations-Kurve geeignet ist. In der Praxis werden die drei Datengruppen addiert, um eine kombinierte Kreuz- Korrelations-Kurve zu bilden. Der Scheitelwert dieser Kurve entsteht zu einer Verzögerungszeit τ m, die gleich der Zeit ist, die eine Störung benötigt, um sich zwischen zwei benachbarten Orten weiter zu bewegen. Die Durchflußgeschwindigkeit wird dann errechnet, indem man den Abstand zwischen zwei benachbarten Orten durch τ m dividiert.

Wie Fig. 1 zeigt, gehören zur erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Rohrabschnitt 1 zum Anschluß an eine bestehende Rohrleitung und vier Sende- und Empfangsstationen, nämlich in Strömungsrichtung gesehen eine vordere Station A, zwei Mittelstationen B und C und eine hintere Station D. Diese Stationen liegen mit Abstand hintereinander an dem Rohrabschnitt 1. Die Abstände zwischen den Stationen A und B, B und C und C und D sind untereinander gleich.

An jeder der vier Stationen des Rohrabschnittes 1 befindet sich zunächst ein Ultraschallsender Ta, Tb, Tc oder Td mit jeweils einem Übertrager und einem dem Übertrager zugeordneten Treiberkreis. Die einzelnen Übertrager senden in die an dieser Station vorbeifließende Flüssigkeit eine Ultraschallstrahlung. Den einzelnen Sendern Ta, Tb, Tc oder Td ist je ein Empfänger mit zugeordnetem Detektor Ra, Rb, Rc oder Rd zugeordnet, welcher die durch die Flüssigkeit gemäß einer Sehne oder einem Durchmesser des Rohrabschnittes 1 hindurchgeschickte Strahlung oder die von der Flüssigkeit reflektierte Strahlung aufnimmt.

Demodulatoren Da, Db, Dc oder Dd zur Erfassung der auf die durch den Rohrabschnitt 1 übertragenen Ultraschall- Strahlung überlagerten Störsignale sind jeweils mit den Ausgängen der Detektoren Ra, Rb, Rc oder Rd verbunden. An die Ausgänge der Demodulatoren, die Amplitude, Phasenlage oder sonstige Modulationen erfassen können, sind an auf die Polarität ansprechende 1-Bit-Probennehmer Sa, Sb, Sc bzw. Sd angeschlossen. Zu jedem Probennehmer gehört ein Nulldurchgang-Detektor, der dann in Abhängigkeit von der Polarität jeder Probe ein digitales Ausgangssignal liefert, das als logische 1 oder 0 dargestellt wird. Die Probennahme erfolgt mit Impulsen eines Uhr- oder Takt-Impulsgebers 3. Die Impulse des Impulsgebers 3 werden den Probenehmern Sa bis Sd über einen Frequenzteiler 5 zugeführt, dessen Ausgangsimpulse mit einer Frequenz aufeinander folgen, die gleich der Uhrfrequenz geteilt durch die Anzahl der errechneten Korrelationspunkte ist. Beispielsweise bedürfte eine Probennahmefrequenz, die das Nyquist Theorem von 2,5 kHz erfüllt, eine Uhrfrequenz von 320 kHz erfordern, wenn 128 Korrelationspunkte zu errechnen sind. Die Anzahl der Korrelationspunkte läßt sich variieren, wenn auch die Uhrfrequenz entsprechend geändert wird.

An die Probennehmer Sa bis Sd sind drei Verzögerungsleitungen D 1, D 2 und D 3 angeschlossen, die jeweils von einem Bit eines Acht-Bit-128-Wort-Direkt-Zugriffsspeicher gebildet werden.

So ist der Ausgang des Probennehmers Sa an der vorderen Station A mit einer ersten Stufe in einer 128-Stufen- Verzögerungsleitung D 1 verbunden. Ein erster mit dieser Verzögerungsleitung D 1 verbundener Multiplizierer 7 liegt mit einem ersten Eingang unmittelbar am Ausgang des Probennehmers Sb der Station B. Ein zweiter Eingang des Multiplizierers 7 ist mit einem Schalter 9 verbunden, der im Betrieb den Multiplizierer 7 der Reihe nach mit dem Probennehmer Sa der Station A und anschließend mit jedem der 128 Plätze der Verzögerungsleitung D 1 verbindet. Der Schalter 9 ist mit dem Uhrimpulsgeber 3 verbunden und liefert eine Folge von Sieben-Bit-Adressensignalen zum Adressieren jeder der 128 Plätze der Verzögerungsleitung D 2. Wenn ein Platz gelesen wird, gelangt der am Platz gespeicherte Datenwert zum zweiten Eingang des Multiplizierers 7.

Der Ausgang des Probennehmers Sb ist ebenfalls mit einer ersten Stufe der zweiten 128stufigen Verzögerungsleitung D 2 verbunden. Ein zweiter Multiplizierer 11 liegt mit seinem ersten Eingang an einem Ausgang des Probennehmers Sc der Station C, während ein zweiter Eingang im Betrieb der Reihe nach über eine Schaltvorrichtung 13 mit dem Probennehmer Sb und den entsprechenden Stufen der zweiten Verzögerungsleitung D 2 verbunden wird.

Schließlich ist die dritte Verzögerungsleitung D 3 mit dem Ausgang des Probennehmers Sc und über den Schalter 17 mit einem dritten Multiplizierer 15 verbunden, dessen erster Eingang an den Probennehmer Sd der Station D verbunden ist.

Die Impulse zur Betätigung der Schalter 9, 13, 17, welche die einzelnen Multiplizierer 7, 11 und 15 mit den entsprechenden Stufen der zugehörigen Verzögerungsleitungen D 1, D 2 und D 3 verbinden, erhält man unmittelbar von dem vorerwähnten Uhrimpulsgeber 3. Die Verbindung zum zweiten Eingang eines jeden Multiplizierers 7, 11 und 15 wird daher mit einer Frequenz von 320 kHz geschaltet, die dem 128fachen der Frequenz entspricht, mit der die Probennahme durchgeführt wird, damit letztlich eine 128-Punkte- Korrelations-Kurve gewonnen werden kann.

Die Ausgänge des ersten und zweiten Multiplizierers 7 bzw. 11 gelangen in einen digital-arbeitenden Addierer 19, dessen Ausgang zusammen mit dem Ausgang des dritten Multiplizierers 15 in einen zweiten Addierer 21 eingegeben werden. Falls noch weitere Kanäle verwendet werden, müssen zusätzliche Addierer vorgesehen werden.

Ein Sechzehn-Bit-128-Wort-Korrelator-Speicher 23 liegt an den Ausgängen des zweiten Addierers 21. Eine Schaltvorrichtung 25 verbindet der Reihe nach die Ausgänge des Addierers 21 mit den entsprechenden Stufen des Speichers 23. Bei der Schaltvorrichtung 25 handelt es sich um einen Sechzehn-Bit-Addierer, der aus einer Reihe von sechzehn Logikschaltungen besteht, von denen jeweils eine den sechzehn Eingängen zu den entsprechenden Speicherplätzen des Speichers 23 zugeordnet ist. Zu jeder Logikschaltung gehört ein Kippkreis, dessen D-Eingang mit dem zugehörigen Speichereingang und dessen Ausgang mit einem Eingang eines Addierers verbunden ist. Ein zweiter Eingang für jeden Addierer ist mit den Ausgängen der Addiererkreise 21 und ein dritter Eingang mit dem Addierer verbunden, der dem unmittelbar vorangehenden Bit zugeordnet ist. Schließlich ist ein Ausgang eines jeden Addierers mit einem Eingang eines UND-Schaltkreises verbunden. Ein zweiter Eingang eines jeden Schaltkreises ist mit einem Uhrimpuls-Eingang und ein Ausgang des Schaltkreises mit dem zugehörigen Eingang des Speichers verbunden.

Weitere nicht dargestellte Schaltelemente sorgen dafür, daß dem Speicher 23 die adressierenden Uhrimpulse derart geliefert werden, daß die Speicherplätze der Reihe nach abgetastet werden.

Schließlich sorgt ein ebenfalls nicht dargestellter Microcomputer dafür, die im Speicher 23 eingegebenen Daten zu analysieren, in diese Daten eine Kurve einzupassen und die Scheitelwertstelle zu errechnen, und damit dann auch die Geschwindigkeit bei Kenntnis der Übertragerabstände.

Bei Verwendung des vorerwähnten Durchflußmessers ergeben sich durch Störungen in der die Rohrleitung durchfließenden Flüssigkeit Störsignale, die der Ultraschall-Strahlung überlagert werden, die von jedem der vier empfangsseitigen Übertrager Ra bis Rd in vorerwähnter Weise empfangen werden. Die jedem einzelnen Übertrager zugeordneten Demodulatoren Da, Db, Dc bzw. Dd lösen die Störsignale aus den Ultraschall-Frequenzsignalen heraus und speisen sie in die zugehörigen Probennehmer Sa, Sb, Sc bzw. Sd ein. Am Ausgang eines jeden Probennehmers entsteht dann ein Signal, welches je nach der momentanen Polarität des empfangenden Störsignals eine logische 1 oder 0 ist. Die Probennahme erfolgt mit einer Frequenz von 2,5 kHz oder irgendeiner anderen Frequenz, die zu einem Signalspektrum führt, welches das Nyquist-Probennahme-Theorem erfüllt. Die von jedem der Probennehmer Sa bis Sc erzeugten Signale gelangen in die zugehörigen Verzögerungsleitungen D 1, D 2 und D 3, wo sie entsprechend dem Uhrtakt von einer Stufe zur nächsten mit Probennahmefrequenz weitergegeben werden, obwohl in der Praxis ein Direktzugriffspeicher verwendet und Verzögerungen durch Schalten der Adressenleitung bewirkt werden können.

Wie schon zuvor erwähnt, liegt ein Eingang des ersten Multiplizierers 7 unmittelbar am Ausgang des Probennehmers Sb, während ein zweiter Eingang der Reihe nach mit dem Ausgang des Probennehmers Sa und den verschiedenen Stufen der ersten Verzögerungsleitung D 1 verbunden wird. Die Verbindungen zum zweiten Eingang des Multiplizierers werden mit einer Frequenz geschaltet, die gleich dem 128fachen der Probennahmefrequenz ist. Demzufolge bleibt das Ausgangssignal aus dem Probennehmer Sb ausreichend lange auf dem gleichen logischen Zustand, damit dieser Ausgang der Reihe nach mit dem Ausgangssignal aus dem Probennehmer Sa und dann mit jedem der Bits der verschiedenen Stufen der ersten Verzögerungsleitung D 1 multipliziert werden kann. Dies heißt mit anderen Worten, daß eine Folge von 128 Signalen am Ausgang des ersten Multiplizierers 7 erzeugt wird, wobei das erste Signal dieser Folge das Produkt aus Ausgangssignalen aus den Probennehmern Sa und Sb darstellt. Jedes der übrigen Signale in der Folge verkörpert das Produkt von Ausgangssignal des Probennehmers Sb mit einem Signal, welches zuvor von dem Probennehmer Sa zur ersten Verzögerungsleitung D 1 übertragen wurde bei stetig größer werdenden zeitlichen Längen. Die Signalfolge aus dem ersten Multiplizierer 7 stellt somit Daten dar, aus denen eine Korrelations-Kurve erzeugt werden kann.

Zur Erzeugung einer Korrelations-Kurve geeignete Daten sind ebenfalls erhältlich an den Ausgängen der zweiten und dritten Multiplizierer 11 bzw. 15 und weiteren, sofern solche verwendet werden.

Im ersten Addierer 19 wird jedes Signal aus dem ersten Multiplizierer 7 zu dem Signal addiert, welches zur gleichen Zeit vom zweiten Multiplizierer 11 erzeugt wird. Die Summe der dem ersten Addierer 19 zugeführten beiden Signale gelangt dann zum zweiten Addierer 21, wo eine zusätzliche Addition des Signals vom dritten Multiplizierer 15 erfolgt. Im Endeffekt wird an den Ausgängen des zweiten Addierers 21 eine Folge von 128 Signalen erzeugt, von denen jedes die Summe der Signale darstellt, die zur gleichen Zeit durch die ersten, zweiten und dritten Multiplizierer 7, 11 bzw. 15 erzeugt werden. Jedes der drei Signale in einer Summe stellt für sich allein das Produkt von zwei Signalen dar, von denen das eine gegenüber dem anderen entsprechend der Zeitcharakteristik der Summe verzögert ist.

Die Ausgänge des zweiten Addierers 21 werden der Reihe nach über die Schaltvorrichtung 25 den 128 Speicherplätzen des Korrelationsspeichers 23 zugeführt. Wenn die sechzehn Bits an einem Platz in dem Speicher 23 mit dem Schaltkreis 25 verbunden sind, wird der vorhandene Speicherinhalt eines Platzes zunächst über den Kippkreis dem Addierer im zugehörigen Logikkreis zugeführt, dann werden das Ausgangssignal am zweiten Eingang des Addiererkreises und ein Übertragsignal vom vorangehenden Addiererkreis im Schaltkreis 25 zum bestehenden Speicherinhalt addiert, bis dann schließlich die Ausgänge aller Addiererkreise im Schaltkreis 25 in die Speicherplätze eingeschrieben sind. Auf diese Weise entstehen in dem Korrelationsspeicher 23 Daten von jedem einzelnen der Multiplizierer. Diese Daten sind geeignet, eine kombinierte Kreuz-Korrelations-Kurve aufzutragen. Bei der Bildung einer solchen Kurve wird die Größe des Speicherwertes an jedem der 128 Speicherplätze als Ordinate aufgetragen, um einen Punkt der Kurve zu liefern, wobei dann die Abszisse dieses Punktes die Verzögerungszeit zwischen jedem Signalpaar ist, dessen Produkt dieser Speicherstelle zugeführt wurde.

Wie schon zuvor erwähnt, sorgt ein Microcomputer für die Analyse des Inhaltes des Speichers 23. Die Verwendung eines Microcomputers ist dadurch bedingt, daß die Kreuz-Korrelations-Kurve zu bestimmten Werten der Verzögerungszeit errechnet wird. Häufig deckt sich jedoch der Durchgang durch den Scheitelwert nicht genau mit einer der Verzögerungszeiten, die bei der Errechnung der Korrelations-Kurve verwendet wurden. Um den wahren Scheitelwert zu bestimmen, kann man in gewissem Umfange interpolieren; das genaueste Verfahren ist jedoch darin zu sehen, eine mathematische Kurve mit Hilfe eines Microprozessors in die errechneten Punkte "einzupassen". Das Ergebnis einer solchen Kurveneinpassung zeigt die Fig. 2. Das Kurveneinpaßverfahren vergrößert auch die Ansprechgeschwindigkeit des Systems, weil eine "gültige" Kurve (d. h. eine Kurve mit genau definiertem Scheitelpunkt) sogleich bei ihrer Erzeugung erfaßt und analysiert werden kann. Dieses Verfahren kann aber auch verwendet werden zur Analyse asymmetrischer oder Stör-Korrelationskurven oder Kurven, die von einem Strudel abgeleitet werden, welchen ein wirbel-bildender Körper erzeugt, so daß Korrelations- Kurven mit vielfachem Scheitelpunkt entstehen. Die Kurvendaten können auch zu anderen Plätzen übertragen werden, um dort weiter analysiert zu werden, beispielsweise in Form einer exponentiellen Mittelwertbildung oder Fournier- Analyse, wobei man dann die Phasen-Frequenz-Eigenschaften des Kreuz-Energiespektrums verwenden kann, um die Geschwindigkeit aller Signalfrequenzkomponenten zu bestimmen. In diesem Zusammenhange läßt sich auch eine Digital-Filterung vornehmen, um unerwünschte Spektralkomponenten auszuscheiden oder Korrekturfaktoren einzubringen. Schließlich kann man auch den Korrelationsspeicher freimachen, damit dort eine neue Kurve aufgebaut werden kann.

Nachdem einmal die Korrelations-Kurve bekannt ist, kann man mittels der Verzögerungszeit τ m, zu der der Scheitelwert auftritt, die Durchflußgeschwindigkeit aus der Gleichung U = ^L/τ m gewinnen, wobei L der Abstand zwischen jedem Paar von benachbarten Stationen und τ m die Verzögerungszeit ist, welch letztere dem Scheitelwert der Kreuz-Korrelations-Kurve entspricht, den man durch die Kurven-Einpaß-Analyse gewinnt.

Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 3A befindet sich eine Reihe von Ultraschallsendern T 1, T 2 und T 3 an Punkten, die gegenüber der Achse eines Rohrabschnittes 31 einer ersten Station winkelmäßig gegeneinander versetzt sind. Jedem der Sender T 1 bis T 3 ist ein empfangsseitiger Detektor R 1, R 2 oder R 3 zugeordnet. Diese Detektoren befinden sich ebenfalls an der ersten Station und sind so angeordnet, daß sie Strahlungen empfangen können, die der zugehörige Sender über eine Sehne des Rohrabschnittes überträgt. Eine zweite Station, die in Strömungsrichtung hinter der ersten Station liegt, weist ebenfalls eine entsprechende Reihe von zugehörigen Sendern T ′ 1 bis T ′ 3 und empfangsseitigen Detektoren R′ 1 bis R′ 3 auf. Jeder der Sender T ′ 1 bis T ′ 3 der zweiten Station hat die gleiche winkelmäßige Ausrichtung wie die zugehörigen Sender T 1, T 2 oder T 3 der ersten Station.

Dies gilt ebenfalls für die zugehörigen empfangsseitigen Übertrager. Die von jedem einzelnen empfangsseitigen Detektor R′ 1, R′ 2 oder R′ 3 an der zweiten Station empfangenen Störsignale bezieht sich somit auf die gleichen Störungen, wie die Störsignale, die an den zugehörigen empfangsseitigen Detektoren R 1, R 2 oder R 3 der ersten Station empfangen werden. Die von jedem Paar zusammengehöriger empfangsseitiger Detektoren R 1 und R′ 1, R 2 und R′ 2 und R 3 und R′ 3 empfangenen Störsignale werden kreuzkorreliert, um eine Datengruppe zu erzeugen, aus denen sich dann die Kreuz-Korrelations-Kurve herstellen läßt. Die Fig. 3C zeigt eine Anordnung mit drei Sendern T 1 bis T 3 und drei Detektoren R 1 bis R 3 zur Messung des Durchflusses in unterschiedlichen Tiefen eines offenen Kanals. Die zugehörigen Sender und Detektoren einer zweiten Station sind nicht dargestellt.

Fig. 3B zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der jeder empfangsseitige Detektor diametral gegenüberliegend zu dem zugehörigen Sender angeordnet ist.

Schnellere Errechnungen der Korrelations-Kurve sind dadurch möglich, daß man mehr als vier Sende- und Empfangsstationen angeordnet. Wenn n Stationen vorhanden sind und jedes Paar benachbarter Stationen gleich weit auseinander liegt, ergeben sich n-1 Datengruppen zur Erzeugung der Kurve, so daß, verglichen mit der Auswertung eines einzigen Paares, die Auswertung in einer Zeit möglich ist, welche um den Faktor kleiner ist.

Der Abstand zwischen benachbarten Paaren von Stationen braucht nicht gleich zu sein, sofern man solche Abstandsunterschiede und somit Unterschiede in der Verzögerungszeit berücksichtigt, bevor die Daten in den Korrelationsspeicher eingegeben werden.

Auch ist es nicht unbedingt erforderlich, jede Zwischenstation als eine eines Paares mit jeder der benachbarten Stationen zu verwenden.

Die Fig. 5A und 5B zeigen die Anwendung von Ultraschall- Sendern und -Empfängern bzw. Detektoren für eine Meßanordnung gemäß Fig. 1 in Verbindung mit einer bewegten Oberfläche oder einem sich bewegenden Strömungsmittel. Gemäß Fig. 5A können Ultraschall- oder elektromagnetische Detektoren und im Falle der Fig. 5B Ultraschall-, elektromagnetische oder auf Kernstrahlung ansprechende Detektoren bzw. Empfänger verwendet werden, sofern von den Sendern die entsprechende Strahlung geliefert wird. Bei der Strahlung kann es sich um gepulste elektromagnetische Strahlungen, um kontinuierliches, sichtbares oder unsichtbares, Laserlicht, um eine Doppler- Laserstrahlung oder um eine Doppler-elektromagnetische Radarstrahlung handeln. Es kann auch, wie Fig. 5D zeigt, jeder Sender an das Strömungsmittel eine Spannung anlegen, wobei dann jeder Empfänger so ausgebildet ist, daß er ein Signal bezüglich der elektrischen Leitfähigkeit des Strömungsmittels erzeugt. Verwendet man einen divergierenden Strahl, können in Verbindung mit einem einzigen Sender auch mehrere Empfänger vorgesehen sein. Die Ultraschallsender können auch phasengesteuerte Übertragergruppen (Fig. 5G) enthalten, um den Brennpunkt der Strahlung zu variieren. Auch ist es möglich, die Sender mit phasen-modulierten oder Pseudozufall- Binärfolgen zu aktivieren, wobei die Modulation oder die Binärfolge so gewählt ist, daß stehende Schallwellen zerstört werden.

Wie Fig. 5C zeigt, kann man die elekrostatischen Eigenschaften eines Strömungsmittels erfassen oder aber es lassen sich Signale erzeugen, welche die Eigenschaften kernmagnetischer Resonanz wiedergeben (Fig. 5I). Wenn das Strömungsmittel magnetische Partikel enthält, wie es bei einem Eisenerz- Schlamm oder einem Erz auf einem Förderer der Fall ist, läßt sich die Anordnung so treffen, daß Signale erzeugt werden, welche die Anwesenheit von Eisen oder Nicht-Eisenmetallen kennzeichnen. Fig. 5E zeigt eine Vorrichtung, bei der ein leitendes Strömungsmittel durch ein oder mehrere magnetische Felder hindurchläuft und an entsprechend angeordneten Elektroden Spannungen induziert.

Sofern das durch das Prüffeld laufende Material selbst magnetisch ist, wie beispielsweise Eisenerz, kann man Schwankungen der magnetischen Eigenschaften mit Hall- Effekt-Sonden erfassen, oder aber auch induktiv arbeitende oder sonstige Sensoren, die brauchbare Signale liefern, verwenden. In ähnlicher Weise kann man, wie Fig. 5F zeigt, das Prinzip der Metalldetektion so anwenden, daß entlang eines Rohres oder einer Leitung gefördertes Eisen oder Nicht-Eisen-Material erfaßt wird, um die geeigneten Signale zu liefern.

Abweichend hiervon können in das Strömungsmittel oder auf die Flüssigkeitsoberfläche Fremdkörper eingebracht oder aufgebracht werden, beispielsweise radioaktive Partikel, thermische Störer, leitende Strömungsmittel, optisch erfaßbare Markierungen usw. Die Fremdkörper können nach dem Gesetz des Zufalls oder des Pseudo-Zufalls verteilt sein. Alle vorerwähnten Störungen lassen sich mit den vorstehend beschriebenen Detektoren erfassen. Die Kreuz-Korrelation kann zwischen den Störern und den Detektoren vorgenommen werden, um ein Maß für die Störungsdurchlaufzeit zwischen dem Punkt der Einfügung und dem Detektor zu gewinnen.

Eine weitere Alternative liegt darin, die Sender fortzulassen und Empfänger zu verwenden, die auf Druck-, thermische, optische oder Dichte-Änderungen in dem benachbarten Strömungsmittel ansprechen oder aber auch die erzeugte Bewegung elektromagnetischer, akustischer oder Ultraschallsignale berücksichtigt, wie es die Fig. 5A und 5H zeigen. Wenn es sich darum handelt, die Geschwindigkeit zu messen, mit der der Rauch innerhalb oder außerhalb eines Schornsteines aufsteigt, kann man elektro-optische Vorrichtungen in Verbindung mit Fernrohren verwenden, um die Aufwärtsbewegung von Inhomogenitäten zu erfassen. Schließlich lassen sich, wie vorerwähnt, andere Ausführungsformen der Erfindung dazu verwenden, die Geschwindigkeit eines Flugzeuges oder Schiffes zu messen, wobei dann die Impulsechotechnik mit Radar oder Ultraschall zum Einsatz kommt. Sender und/oder Empfänger befinden sich dann an einer Reihe von in Bewegungsrichtung hintereinander liegenden Punkten des Schiffsrumpfes oder der Tragflügel. Auch hier werden die Signale von benachbarten Empfängerpaaren kreuzkorreliert und dann zusammenaddiert.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei der es sich um einen Wirbel-Durchflußmesser gemäß Fig. 5J handelt, erfaßt man die hinter einem Störkörper erzeugten Wirbel an zwei oder mehr verschiedenen Orten, welche in Längsrichtung eines Rohres, durch das die Flüssigkeit strömt, mit Abstand angeordnet sind. Die Erfassungsorte können auch gegenüber der Achse des Rohres winkelmäßig gegeneinander versetzt sein. Hierbei gehört zu jedem Detektor ein Auto-Korrelator. Die Ausgänge der Auto-Korrelatoren werden mit Addiererkreisen kombiniert, einem Speicher zugeführt, um dann für die Bildung einer kombinierten Auto-Korrelations-Kurve genauso zu dienen, wie es bei einer kombinierten Kreuz-Korrelations-Kurve gemäß Fig. 1 der Fall war.

Bei einer weiteren Ausführungsform wird jede Kreuz- Korrelations-Kurve oder kombinierte Kreuz-Korrelations- Kurve an einem gesonderten Speicherplatz gespeichert, um diese Kurven dann später beispielsweise unter Verwendung von Computer-Software zu kombinieren. Auf diese Weise können unterschiedliche Arten von Detektoren (beispielsweise ein auf das Wasser und ein auf das Ufer gerichteter Detektor) verwendet werden, um die Geschwindigkeit eines Schiffes gegenüber dem Wasser und dem Ufer zu bestimmen.

Die gesamte Mehrkanal-Korrelations-Schaltung der Fig. 1 läßt sich als ein einteiliger IC herstellen. Bei einigen Anwendungen, insbesondere für Signale von begrenzter Bandbreite erfolgt die Multiplikation, die Addition und die Speicherung durch einen Microcomputer. Die Multiplizierkreise der Fig. 1 lassen sich ersetzen durch exklusive NOR-Schaltelemente, da man von einer vollkommenen Korrelation sprechen kann, wenn die zwei zu multiplizierenden Signale beide 0 oder 1 sind. Wenn Signale niedriger Frequenzen kreuzkorreliert werden müssen, kann man solche Multiplikationen, Additionen und Speicherungen mit dem gleichen Microprozessor oder aber mit einem anderen Microprozessor, der für diesen Zweck programmiert ist, durchführen.

Bei einer anderen Ausführungsform verwendet man einen einzigen Korrelator in Verbindung mit zwei oder mehr empfangsseitigen Detektoren, wobei diese Detektoren der Reihe nach mit dem Eingang des Korrelators nach einem Zeitteilungs-Multiplexverfahren verbunden werden.

Die Verzögerungsleitungen D 1 bis D 3 der Fig. 1 lassen sich durch Schieberegister ersetzen.

Fig. 4 der Zeichnung zeigt eine Mehrkanalanordnung, die genau wie die Anordnung der Fig. 1 zum Messen der Durchflußgeschwindigkeit einer Flüssigkeit in einem Rohr verwendet werden kann.

Wie diese Fig. 4 zeigt, ist eine Gruppe von sechs Eingangskanälen A, B, C, D, E und F vorgesehen, welche mit den entsprechenden nicht dargestellten empfangsseitigen Detektoren an auseinanderliegenden Orten eines nicht dargestellten Rohres, durch das die Flüssigkeit fließt, verbunden sind. Jeder der Kanäle A bis F ist mit einem Festkontakt an jedem von sechs Schaltern S 1 bis S 6 angeschlossen.

Ein beweglicher Kontakt jeder der Schalter S 1 bis S 6 führt zu einem benachbarten Paar von Kreuz-Korrelatoren einer Gruppe, die insgesamt fünf Kreuz-Korrelatoren C 1 bis C 5 enthält. Jeder dieser Kreuz-Korrelatoren besteht aus einer Verzögerungsleitung und einem Multiplizierer entsprechend den Verzögerungsleitungen D 1 bis D 3 und den Multiplizierern 7, 11 und 15 der Fig. 1. Am Ausgang eines jeden der Kreuz-Korrelatoren C 1 bis C 5 liegt ein zugehöriger Betriebsarten-Steuerschalter MCS 1, MCS 2, MCS 3, MCS 4 oder MCS 5.

Die Betriebsarten-Steuerschalter MCS 1 bis MCS 5 koppeln die Kreuz-Korrelatoren C 1 bis C 5 mit binären Addiererkreisen 41, 42, 43 und 44. Die Ausgänge der Addierer 41, 44 und 42 sind mit entsprechenden sechzehn Bit-Addiererkreisen verbunden. An jeden der sechzehn Addiererkreise schließt sich ein Korrelationsspeicher an, der dem Speicher 23 der Fig. 1 entspricht. Die Ausgänge der Korrelationsspeicher führen dann zu einem nicht dargestellten Mikrocomputer.

Die Schaltungsanordnung gem. Fig. 4 arbeitet genauso wie die der Fig. 1, indem sie die Eingangssignale von den empfangsseitigen Detektoren erfaßt, aus ihnen Proben entnimmt und den Kreuz-Korrelatoren C 1 bis C 5 zuführt, um dann die Ausgänge der Kreuz-Korrelatoren in den Addiererkreisen 41 bis 45 zu kombinieren, damit dann die kombinierten Korrelationskurven erzeugt werden können.

Bei der Anordnung gemäß Fig. 4 können jedoch die Schalter S 1 bis S 6 so betätigt werden, daß ein Signal aus einem beliebigen empfangsseitigen Detektor mit dem Signal aus irgendeinem anderen empfangsseitigen Detektor kreuz-korreliert oder auch mit sich selbst auto-korreliert wird. Dieses führt dazu, daß man vorwärts oder rückwärts gerichtete Relativgeschwindigkeiten messen kann, wobei sich der Bereich der relativen Geschwindigkeitsmessung ausdehnen läßt, indem man bei höheren Geschwindigkeiten die Kreuz-Korrelation zwischen empfangsseitigen Detektoren vornimmt, die einen größeren Abstand voneinander haben. Die Betriebsarten-Steuerschalter MCS 1 bis MCS 5 legen durch ihre entsprechende Betätigung fest, wie die einzelnen Gruppen von Korrelationsdaten mit den Addiererkreisen 41 bis 44 zusammenaddiert werden. Die Verwendung dieser unterschiedlichen Betriebsarten ist von besonderem Vorteil, wenn es sich darum handelt, die Strömung in tiefen Kanälen oder Flüssen zu messen, oder wenn es sich darum handelt, Relativgeschwindigkeiten zwischen Detektoren und Oberflächen zu messen.

Die Anordnung gemäß Fig. 4 kann auch so betätigt werden, daß die Kreuz-Korrelations-Daten der verschiedenen Detektoren in verschiedenen Speichern gespeichert werden, wobei die gespeicherten Daten zusammenaddiert und unabhängig voneinander oder in gewünschter Weise kombiniert werden, so daß man einzelne oder aufeinander bezogene Geschwindigkeiten messen kann. Beispielsweise lassen sich mit Detektoren an einem Schiff in einem fließenden Strom gewonnene Messungen dazu verwenden, um die Geschwindigkeit des Schiffes gegenüber dem Wasser und gegenüber dem Flußbett unabhängig zu messen.

Als Beispiel sei erwähnt, daß bei einer Betriebsart der Anordnung gemäß Fig. 4 die Eingangskanäle A bis F mit Detektoren verbunden sind, die mit gegenseitigem Abstand entlang eines Rohrabschnittes angeordnet sind. In diesem Falle befinden sich die Schalter S 1 bis S 6 in den in Fig. 4 dargestellten Schaltstellungen und es sind sämtliche Betriebsarten- Steuerschalter MCS 1 bis MCS 5 eingeschaltet. Das kombinierte Kreuz-Korrelations-Datum ergibt sich dann als

A × B + B × C + C × D + D × E + E × F,

wobei unter A × B verstanden werden soll A kreuz-korreliert mit B.

Gemäß einem zweiten Beispiel liegen die mit den Kanälen A und D verbundenen Detektoren bezüglich der Flußrichtung an der gleichen Stelle, genauso wie dies auch gilt für die mit den Kanälen B und E bzw. den mit den Kanälen C und F verbundenen Detektoren. Die Betriebsarten-Steuerschalter MCS 1, MCS 2, MCS 4 und MCS 5 sind angeschaltet. Hierbei ergibt sich das kombinierte Kreuz-Korrelations-Datum als

A × B + B × C + D × E + E × F.

Schließlich sei noch erwähnt, daß, sofern die Detektoren für die Kanäle A, C und E an einer Stelle und die Detektoren für die Kanäle B, D und F an einer anderen Stelle liegen und die Betriebsarten-Steuerschalter MCS 1, MCS 3 und MCS 5 eingeschaltet sind, das Kreuz-Korrelations-Datum lautet

A × B + C × D + E × F.

Claims

1. Vorrichtung zum Messen der Geschwindigkeit einer Relativbewegung zwischen einem ersten Körper und einem zweiten Körper bzw. einem Strömungsmittel mittels mindestens zwei im Betrieb am ersten Körper angebrachte Detektoren zur Erfassung von Störsignalen, welche von Unregelmäßigkeiten im Strömungsmittel oder am zweiten Körper herrühren, dadurch gekennzeichnet, daß den Detektoren (R) Korrelatoren (7, 9, D₁; 11, 13, D₂) zugeordnet sind, welche mittels der durch die Detektoren erfaßten Störsignale Daten für mindestens zwei Kreuz-Korrelations- oder Auto-Korrelations-Kurven erzeugen, und durch eine Kombinationsschaltung (19, 21), die mit den von den Korrelatoren (7, 9, D₁; 11, 13, D₂) erzeugten Daten eine kombinierte Kreuz-Korrelations- oder Auto-Korrelations-Kurve bilden, aus der sich die Geschwindigkeit der Relativbewegung errechnen läßt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens zwei Paare von zusammengehörigen Detektoren (R₁, R₁), die im Betrieb innerhalb eines jeden Paares an Orten angebracht sind, die parallel zur Relativbewegungsrichtung einen Abstand voneinander haben, wobei den entsprechenden Detektorenpaaren (R₁, R₂) Kreuz-Korrelatoren zugeordnet sind, welche aus den vom zugehörigen Detektorpaar (R₁, R₂) erzeugten Störsignalen Daten zur Bildung einer Kreuz-Korrelations-Kurve liefern.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Detektoren (R) eines jeden Detektorpaares parallel zur Relativ-Bewegungsrichtung einen Abstand voneinander haben, der im wesentlichen gleich dem Abstand der Detektoren (R) in den anderen Detektorenpaaren ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß keiner der Detektoren (R) bezogen auf die Meßrichtung am gleichen Ort wie ein anderer Detektor liegt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß n Detektoren (R) vorgesehen sind, welche in der Meßrichtung auseinanderliegen und n-1 Paare von zusammengehörigen Detektoren bilden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Detektor (R) eines jeden Paares an einem ersten Ort entlang der Meßstrecke (1) und ein zweiter Detektor eines jeden Paares an einem vom ersten Ort in Meßrichtung abgelegenen zweiten Ort angeordnet ist, wobei jeder Detektor Strörungen erfaßt, die von den vom anderen Detektor am gleichen Ort erfaßten Störungen verschieden sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrelatoren Auto-Korrelatoren sind, welche aus den von jedem Detektor (R) erfaßten Störsignalen Daten zur Erzeugung einer Auto-Korrelations-Kurve bilden.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrelations-Vorrichtung einen einzigen Korrelator (7, 9, D₁) enthält und eine Schaltvorrichtung (25) vorgesehen ist, welche die Ausgänge der Detektoren (R) dem Korrelator (7, 9, D₁) der Reihe nach zuführt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Schaltvorrichtung, mit der selektiv jeder einzelne Detektor (R) mit einer Mehrzahl von Korrelatoren (7, 9, D₁) verbunden werden kann, und eine weitere Umschaltvorrichtung zur selektiven Kombination der Daten eines beliebigen Korrelators mit den von beliebigen anderen Korrelatoren erzeugten Daten.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, gekennzeichnet durch einen Zwischenspeicher für die Daten am Ausgang des Daten-Kombinations-Kreises.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 10, gekennzeichnet durch einen Mikroprozessor, welcher mit der Kombinationsschaltung verbunden und so ausgelegt ist, daß er in die aufgetragenen Daten der Kombinationsschaltung (19, 21) eine mathematische Kreuz-Korrelations- oder Auto-Korrelations- Kurve einpaßt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoren (R) wahlweise Infrarot-Detektoren, piezoelektrische Detektoren, Heißdraht-Anemometer, kapazitive Detektoren oder optische Detektoren sind, welche Störsignale aufnehmen können, die in einem Strömungsmittel durch thermische Änderungen, Druckänderungen, Turbulenz, elektrostatische Eigenschaftsänderungen oder Inhomogenitäten des Strömungsmittels entstehen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 11 zur Verwendung bei elektrisch leitenden Strömungsmitteln, gekennzeichnet durch einen auf das Strömungsmittel einwirkenden Magnetfelderzeuger in Verbindung mit einer Detektorelektrode, die eine im Strömungsmittel entstehende Spannung erfaßt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 11 zur Verwendung bei magnetisierbaren Strömungsmitteln, gekennzeichnet durch einen auf das Strömungsmittel einwirkenden Magnetfelderzeuger in Verbindung mit einer Hall-Effekt-Sonde oder einem induktiven Sensor, welche eine im Strömungsmittel entstehende Spannung erfassen.

15. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoren (R) abgestimmte Oszillatoren sind, deren Abstimmung durch die Nähe von Metall gestört wird.

16. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoren (R) mit Sendern (T) für Ultraschall-, elektromagnetische oder Nuklear-Strahlung zusammenarbeiten und durch Störungen modulierte Signale vom zugeordneten Sender empfangen, nachdem diese das Strömungsmittel durchquert haben oder vom zweiten Körper oder dem Strömungsmittel reflektiert wurden.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Sender (T) mit sichtbarer Strahlung, unsichtbarer Strahlung, Laser-Strahlung, gepulster Laserstrahlung oder auch elektromagnetischer Radar-Strahlung arbeiten.

18. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 11, gekennzeichnet durch eine Anordnung zum Erzeugen von Unregelmäßigkeiten oder Störstellen im Strömungsmittel oder am zweiten Körper in Verbindung mit Detektoren (R), die diese Störstellen erfassen.