DE3147197A1 - Verfahren und vorrichtung zur durchfuehrung von stroemungsmessungen an stroemenden medien nach der ultraschall-doppler-methode - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur durchfuehrung von stroemungsmessungen an stroemenden medien nach der ultraschall-doppler-methode

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DE3147197A1 DE19813147197 DE3147197A DE3147197A1 DE 3147197 A1 DE3147197 A1 DE 3147197A1 DE 19813147197 DE19813147197 DE 19813147197 DE 3147197 A DE3147197 A DE 3147197A DE 3147197 A1 DE3147197 A1 DE 3147197A1
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Description

• ·■■ · · ·
3T47197
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT ^ (©- Unser Zeichen Berlin und München VPA 81 P 5117 DE
Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung von Strömungsmessungen an strömenden Medien nach der Ultraschall-Doppler-Methode
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Durchführung von Strömungsmessungen an strömenden Medien nach der Ultraschall-Doppler-Methode gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Sie bezieht sich ebenso auf eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens,
Mit der Ultraschall-Doppler-Methode lassen sich bekanntlich Strömungsmessungen derart durchführen, daß man im Endergebnis die Strömungsgeschwindigkeit, den Strömungsquerschnitt oder den Volumenstrom erhält. Der Volumenstrom Q strömender Medien ergibt sich bei beliebig ausgebildetem Geschwindigkeitsprofil bekanntlich zu Q=F · v, wobei F die Querschnittsfläche der Strömung und ν einen Mittelwert der Strömungsgeschwindigkeit darstellen.
Der Mittelwert ν läßt sich nach einer Ultraschall-Doppler-Methode ermitteln, wie sie z.B. in der DE-AS 17 91 191 beschrieben ist. Die Querschnittsfläche F kann beispielsweise nach Art der DE-AS 18 12 017 auf dem Umweg über die Ermittlung eines Gefäßradius ebenfalls nach der Ultraschall-Doppler-Methode gemessen werden. Andere Meßmöglichkeiten außerhalb der Ultraschall-Doppler-Methode sind ebenfalls anwendbar. Alle bekannten Methoden zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit ν und der Querschnittsfläche F haben, abgesehen davon, daß einige (insbesondere DE-AS 18 12 017) relativ ungenau und deshalb mit Meßfehlern behaftet sind,
Kue 5 Kof /26.11.1981
3U7197
- «■"-"" ^ " VPA 81 P 5117 DE den Nachteil der Abhängigkeit vom Einstrahlwinkel des Ultraschalls in das strömende Medium. Diesem Problem konnte bisher nur, zumindest was die Messung der Strömungsgeschwindigkeit betrifft, dadurch begegnet werden, daß entweder der Winkel mit zusätzlichem technischen. Aufwand explizit gemessen wurde (z.B. DE-PS 23 41 476 oder DE-PS 25 55 134) oder durch eine Zweistrahlkreuznessung (z.B. gemäß DE-PS 17 98 104) der Winkel eliminiert wurde. Eine winkelunabhängige Querschnittsmessung konnte dabei aber immer noch nicht durchgeführt werden.
Was den Volumenstrom Q betrifft, so läßt sich dieser allerdings winkelunabhängig nach einem solchen Doppler-Verfahren ermitteln, wie es z.B. im Aufsatz "An Ultrasonic Technique for Unambiguous Measurement of Blood Volume Flow" von C.F.Hottinger und J.D.Meinai in der Zeitschrift "Ultrasonics Symposium Proceedings, IEEE Cat. No. 74 CHO 896-1SU, 1974, beschrieben ist. Nach diesem Verfahren, das auch Gegenstand des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 ist, ergibt sich der Volumenstrom Q nach der Beziehung:
Q = (v · cos <x ) · -£ - 5sl (1)
wobei P ,, die gemessene Leistung der Doppier signale aus einem ersten Dopplersignaleinzugsgebiet mit dem Volumen Vm-| und der Dicke d und P die gemessene Dopplersignalleistung aus einem zweiten Dopplersignaleinzugsgebiet mit dem Volumen V darstellen. Die Winkelgeschwindigkeit ν ist zwar mit dem Kosinus des ^instrahlwinkels ex des Ultraschalls in das strömende Medium behaftet. Da die Größe ν · cos oc jedoch als Geschwindigkeitskomponente in Schallausbreitungsrichtung direkt gemessen wird, findet man den Volumenstrom Q ohne zusätzliche Winkelmessung. Ein ähnliches Verfahren zur Messung des Volumenstroms Q nach der Ultraschall-Doppler-
-O- VPA 81 P 5117 DE Methode ist auch in der DE-PS 24 61 264 beschrieben. Hier ergibt sich der Volumenstrom Q unabhängig vom Einstrahlwinkel des Ultraschalls in das strömende Medium bei Messung an gekrümmt verlaufenden Strömungsgefäßen, da in einem solchen Falle die Meßanordnung so eingestellt werden kann, daß der Einstrahlwinkel bezüglich der Strömungsrichtung nahezu Null ist. Bei jedem anderen Einstrahlwinkel ergibt sich jedoch der Volumenstrom lediglich nach der Beziehung:
VP0
Q = (v · sin «).-£· p5£ (2)
wobei P wieder die Leistung der Dopplersignale aus dem zweiten Dopplersignaleinzugsgebiet mit dem Volumen V und Po die Leistung von Dopplersignalen darstellt, die aus einem dritten Dopplersignaleinzugsgebiet mit der Breite b stammen.
Nach dem Verfahren des Aufsatzes von C.F.Hottinger und J.D.Meindl sowie nach dem Sonderfall der DE-PS 24 61 läßt sich zwar der Volumenstrom direkt winkelunabhängig messen; will man jedoch gleichzeitig auch noch die Strömungsgeschwindigkeit ν und/oder den Strömungsquerschnitt F ermitteln, so muß selbst im Falle des Verfahrens des Aufsatzes von C.F.Hottinger und J.D. Meindl eine winkelabhängige Messung durchgeführt werden, da die Blutflußgeschwindigkeit bzw. die Querschnittsfläche der Strömung vom Einstrahlwinkel o( nach einer Kosinusbeziehung abhängig sind. Zum allgemeinen Fall der DE-PS 24 61 264 wurde bereits erwähnt, daß die Messung des Volumenstroms Q nur dann möglich ist, wenn gleichzeitig auch die Strömungsgeschwindigkeit ν in Kombination-mit sin <X gemessen wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein solches Verfahren aus der Ultraschall-Doppler-Technik anzugeben-, bei dem ohne
VPA 81 P 5117 DE allzu großen technischen Mehraufwand wenigstens die Strömungsgeschwindigkeit und/oder die Strömungsquerschnittsfläche und möglichst gleichzeitig auch noch der Volumenstrom völlig unabhängig vom Einstrahlwinkel des Ultraschalls in das strömende Medium gemessen werden können.
Die Aufgabe wird, ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Art, erfindungsgemäß durch Hinzufügung der Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patintanspruchs 1 gelöst. Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich aus Anspruch 5.
Die Erfindung kombiniert in vorteilhafter Weise" die beiden aus dem Aufsatz von C.F.Hottinger und J.D.Meindl sowie aus der DE-PS 24 61 264 bekannten Meßverfahren in der Weise, daß sich durch entsprechende Verknüpfung der sich aus beiden Verfahren ergebenden Leistungen eine winkelunabhängige Messung der Strömungsquerschnittsfläche F und/oder der Strömungsgeschwindigkeit ν ergibt. Geht man davon aus, daß die Merkmale a) und b) des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 Teil jenes Verfahrens sind, das von C.F.Hottinger und J.D.Meindl stammt, so läßt sich aus b) bei entsprechender Verhältnisbildung aber auch noch zusätzlich der Volumenstrom Q nach der Beziehung (1) winkelunabhängig messen. Damit lassen sich dann aber sowohl ν und F als auch Q gleichzeitig winkelunabhängig erfassen. Die Merkmale a) und b) des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 sind also Teilmexitmäle des Verfahrens von C.D.Hottinger und J.D.Meindl. Die Merkmale c) und d) des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 sind hingegen Teilmerkmale eines Verfahrens, wie es in der DE-PS 24 61 264 unter Schutz gestellt ist.
Der überraschende und erhebliche Vorteil der Erfindung liegt jedoch nicht schon allein in der Kombination der
- ZT- ή O - VPA 81 P 5117 DE
Teilmerkmale a) und b) des einen Verfahrens mit den
Teilmerkmalen c) und d) des anderen Verfahrens; er ergibt sich vielmehr erst aufgrund einer derartigen Kombination bei Hinzufügung des Merkmals e), wodurch die winkelunabhängige Bestimmung auch noch der Strömungsgeschwindigkeit und/oder der Strömungsquerschnittsfläche erst ermöglicht wird.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung soll also das erste Dopplersignaleinzugsgebiet so eingestellt
sein, daß es vom Kosinus des Abstrahlwinkels abhängt,
während das dritte Dopplersignaleinzugsgebiet so eingestellt sein soll, daß es vom Sinus des Einstrahlwinkels abhängt. Aus den erhaltenen Leistungen sowie den bekannten Größen aller Signaleinzugsgebiete (also auch jenen des gemeinsamen zweiten Signaleinzugsgebiets)
läßt sich dann die Strömungsquerschnittsfläche F unter Verwendung des Satzes des Pythagoras so ermitteln, daß sich die Strömungsquerschnittsfläche F nach folgender Gleichung ergibt:
d- x2 , b ν2'
Die Strömungsgeschwindigkeit ν ergibt sich in einfachster Weise nach der Beziehung ν = ^, indem für Q die
Gleichung (.1) und für F die Gleichung (3) eingesetzt
werden. Es ergibt sich dann für die Strömungsgesehwindigkeit die Beziehung:
ν = %L · ί/(ρ*-)2 + G5^)2- (v coscx ) (4) d Pm1 Pm2
Da ν cos o< wieder nur die direkt meßbare Geschwindigkeitskomponente in Schallrichtung darstellt, erhält man die Strömungsgeschwindigkeit ν direkt winkelunabhängig lediglich durch Messung der beiden Dopplersignallei-
3H7197
VPA 81 P 5117 DE stungen P^ und P^ aus dem ersten und aus dem dritten Dopplersignaleinzugsgebiet.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Aüsführungsbeispiels anhand der Zeichnung und in Verbindung mit den restlichen Unteransprüchen.
Es zeigen:
10
Figur 1 die Erfindung in der prinzipiellen Funktionsweise,
Figur 2 ein Prinzipschaltbild zur Durchfuhr rung des erfindungsgemäßen Meßver
fahrens .
Die Figur 1 zeigt einen Ultraschall-Doppler-Applikator 1, so wie er im Prinzip auch im Aufsatz von C.F.Hottinger und J.D.Meindl bzw. in der DE-PS 24 61 264 beschrieben ist. Der Applikator 1 umfaßt demnach ein Trägerteil 2, z.B. aus Kunststoff, an dessen Applikationsfläche ein kleinerer zentraler Ultraschallschwinger 3 sowie ein großflächigerer Ultraschallschwinger 4, der den kleineren zentralen Ultraschallschwinger 3 umgibt, angeordnet sind. Der Applikator 1 liegt auf der Körperoberfläche 5 eines Patienten auf, an dem Blutströmungsmessungen beispielsweise an der dargestellten Blutader 6 durchgeführt werden sollen. Die Blutader 6 hat die Querschnittsfläehe F. Die mittlere Strömungsgeschwindigkeit des Blutes in der Ader ist mit ν dargestellt.
Der kleinere zentrale Ultraschallschwinger 3 des Applikators 1 erzeugt einen schmalen ersten Ultraschallstrahl 7, der im folgenden als Eichstrahl bezeichnet wird. Beide Ultraschallschwinger, d.h. der kleinere
Ä-1%- VPA 81 P 5117 DE zentrale Ultraschallschwinger 3 und der ihn umgebende großflächigere äußere Ultraschallschwinger 4, erzeugen zusammen hingegen einen gegenüber dem Eichstrahl dickeren zweiten Ultraschallstrahl 8, der im folgenden als Hauptstrahl bezeichnet wird. ¥ie anhand des Prinzipschaltbildes der Figur 2 noch näher erläutert wird, enthält die Verarbeitungsschaltung für die Dopplersignale, die vom Ultraschall-Doppler-Applikator 1 empfangen werden, drei elektronische Zeittore, mittels deren Torzeiten sich der Signal empfang auf drei speziell selektierte Tiefenbereiche im untersuchten Objekt einstellen läßt, Nach Figur 2 gilt die Toröffnungszeit T beispielsweise für den Eichstrahl 7 des zentralen Ultraschallschwingers 3. In Verbindung mit T sowie dem äußeren Umfang des Eichstrahls wird also vom Eichstrahl 7 in der bekannten Weise und wie in Figur 1 dargestellt, ein innerhalb der Blutströmung liegendes Probevolumen V herausgeschnitten, das dem zweiten Signaleinzugsgebiet des Patentanspruchs 1 entspricht. Die Torzeiten T. und T-gelten hingegen für den Hauptstrahl 8. T . ist dabei nach dem Aufsatz von C.F.Hottinger und J.D.Meindl so angelegt, daß sich in Kombination mit dem äußeren Umfang des Hauptstrahls 8 das in Figur 1 dargestellte punktierte Meßvolumen V1 der Blutader 6 ergibt. Die Torzeit Tm2, die nach der Lehre der DE-PS 24 61 264 eingestellt ist, führt hingegen in Verbindung mit den äußeren Abmessungen des Hauptstrahls 8 zu einem Meßvolumen Vp der Blutader 6, wie es in Figur 1 strichpunktiert gezeichnet ist. Das Meßvolumen V1 entspricht dabei wieder dem Volumen des ersten Dopplersignalexnzugsgebiets und daß Meßvolumen Vp dem Volumen des dritten Dopplersignal einzugsgebi et s gemäß Patentanspruch 1. P , P1 und sind wieder die Leistungen, die die Dopplersignale
haben, die aus den Volumen V , V1 und Vp empfangen werden, b und d sind wieder die vorstehend schon be-
»66* ·
3U7197
- ^~Ί3- VPA 81 P 511? DE
schriebenen sowie auch in der Figur 1 angedeuteten weiteren Größen der einzelnen Volumina. Die Dicke d des Meßvolumens V^ in Schallstrahlrichtung soll vorzugsweise der Abmessung a des Probevolumens in S cha'Il strahlrichtung (T >, = T ) entsprechen. Beide Abmessungen d und a können aber auch unterschiedlich sein. Die.Torzeit Tp kann zwischen einem Minimalwert, der lediglich sicherstellt, daß das rohrförmige Volumen Vp in Schallrichtung nicht beschnitten wird, und Unendlich liegen. 10
Nach der Meßmethode des Aufsatzes von C.F.Hotting.er und J.D.Meindl ergibt sich also der Volumenstrom Q unter Berücksichtigung des Meßvolumens P-. nach der eingangs schon erwähnten Beziehung (1). Nach der Meßmethode der DE-PS 24 61 264 erhält man hingegen unter Berücksichtigung des Meßvolumens Pp den Volumenstrom Q nach der ebenfalls eingangs schon erläuterten Beziehung (2).
Wird unter Berücksichtigung der Beziehung F = r aus
ν Gleichung (1) nach der Fläche F aufgelöst, so erhält man die Beziehung:
F = cos«· ^ · p3l (5)
Für die Gleichung (2) ergibt sich entsprechend 25
F = sin* - ^
Unter Anwendung des Satzes des Pythagoras können beide Gleichungen für die Fläche wie folgt miteinander kombiniert werden:
(p^2- · —)2 + (^- · γ-)2 · = 1 (7) m1 ρ m2 P
Aus Gleichung (7) erhält man dann nach erneuter Auflösung die Querschnittsfläche F der Blutader nach der ein-
■3U71.97
^ VPA 81 P 5117 DE
gangs schon genannten Beziehung (J5). Diese Beziehung für die Fläche F ist unabhängig vom Einfallswinkel « . Sie beinhaltet nur noch die zu messenden Dopplersignalleistungen P , P1 und Pp aus den drei unterschiedlichen Signaleinzugsgebieten. Die Systemgrößen b, d und V sind bekannt. Damit kann also, wie erwünscht, die Querschnittsfläche F unabhängig von ihrer zufälligen Gestalt und Winkellage und ihrer gegebenenfalls pulsa-· torisch bedingten zeitlichen Änderung ausschließlich mittels Doppler-Technik gemessen werden,im Gegensatz zum Meßverfahren der DE-AS 18 12 017, das zum Funktionieren immer unpathologische kreisrunde Gefäßquerschnitte voraussetzt.
Die mittlere Strömungsgeschwindigkeit ν erhält man aus der Beziehung ν = ψ durch Einsetzen der Gleichungen (1) und (3) in der Form der eingangs aufgeführten Gleichung (4).
Im Prinzipschaltbild der Figur 2 ist der Ultraschall-Doppler-Applikator über die Sende- und Empfangsleitung mit einer Signalweiche 10 verbunden. Über diese Signalweiche werden den Schwingern 3 und 4 des Applikators 1 zu deren Erregung im Sendefall Hochfrequenzsendeimpulse eines Hochfrequenzsenders 11 mit vorgeschaltetem Sendetor 12 zugeleitet. Di.e aus dem Körperinnern anfallenden Ultraschallechosignale werden vom Dopplerapplikator 1 empfangen und als rückgewandelte elektrische Signale wiederum über die Weiche 10 einem Empfangsverstärker 13 zugeleitet. Von dort gelangen die elektrischen Echosignale auf die vorstehend schon erwähnten drei" Empfangstore 14, 15 und 16 mit den Torzeiten T , Tm1 und Tm2-· Diese Tore lassen nur Signale aus den erwünschten drei Signaleinzugsgebieten V , ? , und V- hindurch. Die hindurchgelassenen Signale gelangen auf Modulatoren 17, 18, 19 mit Ausgangstiefpässen 20, 21, 22., wo durch Demodula-
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VPA 81 P 5117 DE tion in üblicher Weise die niederfrequenten Dopplersignale erhalten werden. Diese niederfrequenten Dopplersignale gehen dann zur Leistungsmessung auf Leistungsbildner 23, 24 und 25. Die anfallenden Leistungen P , Pm^ und Pp werden in der dargestellten Weise auf Rechnereinheiten 26, 27 und 28 gegeben. Die Reehnereinheit 26 berechnet nach Gleichung (1) die Strömungsquerschnittsfläche F der Ader 6, die Rechnereinheit 27 errechnet nach Gleichung (4) entsprechend die mittlere Strömungsgeschwindigkeit ν des Blutes in der Ader und die Rechnereinheit 28 errechnet unabhängig vom Einstrahlwinkel den Volumenstrom Q. Der Block 29 ist eine zentrale Steuereinrichtung.
2 Figuren
12 Patentansprüche
Leerseite

Claims (12)

  1. 3 U 71 97
    - Vf - VPA 81 P 5117 DE Patentansprüche
    1/ Verfahren zur Durchführung von Strömungsmessungen an strömenden Medien, insbesondere Blut in seinen Gefäßen, nach der Ultraschall-Doppler-Methode, bei dem
    a) aufgrund unterschiedlicher erster und zweiter Formgebung des Ultraschallstrahles zwei im Umfang unterschiedliche und aufgrund erster und zweiter Signaltoreinstellung gegebenenfalls auch in der in Schallrichtung liegenden Ausdehnung unterschiedliche Dopplersignaleinzugsgebiete für die Strömung einstellbar sind, wobei wenigstens das erste Signaleinzugsgebiet in vorgebbarer Weise vom Einfallswjnkel des Ultraschallstrahls in das Untersuchungsgebiet abhängig ist,
    b) die Leistungen der aus dem ersten und zweiten Signaleinzugsgebiet anfallenden Dopplersignale gemessen werden,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    c) zusätzlich zu dem schon vorhandenen ersten und zwei-"ten Dopplersignaleinzugsgebiet (Vm1 bzw. V) aufgrund dritter entsprechender Formgebung des Ultraschallstrahls und/oder dritter unterschiedlicher Signaltoreinstellung auch noch ein drittes Dopplersignaleinzugsgebiet (V_p) einstellbar ist, das, verglichen mit dem ersten Signaleinzugsgebiet (V-,), in komplementärer Weise vom Schalleinfallswinkel abhängig ist,
    d) die Leistung (Pn.?) der aus diesem dritten Signaleinzugsgebiet (Vp) stammenden Dopplersignale ebenfalls gemessen wird,
    .=. .;. -:..: .I. 3H7197
    S-
    VPA 81 P 5117 DE e) die sich aus b) und d) ergebenden Leistungen (P , ]?m1 , Pmp) zusammen mit weiteren bekannten Größen der Signaleinzugsgebiete so miteinander verknüpft werden, daß sich unter Aufhebung der Winkelabhängigkeit direkt die Strömungsquerschnittsfläche (F) und/ oder die Strömungsgeschwindigkeit (v) ergibt,
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das erste Dopplersignaleinzugsgebiet (V*) so eingestellt ist, daß es vom Kosinus des Einstrahlwinkels ( **> ) abhängt, während das dritte Dopplersignaleinzugsgebiet (V ?) so eingestellt ist, daß es vom Sinus des Einstrahlwinkels ( << ) abhängt und daß aus den erhaltenen Leistungen sowie den bekannten Größen der Signaleinzugsgebiete die Strömungsquerschnittsfläche (f) unter Verwendung des Satzes des Pythagoras ermittelbar ist.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e -
    kennzeichnet, daß die Strömungsquerschnittsfläche (F) nach der Gleichung
    F =
    25
    m2
    ermittelt wird, wobei V das Volumen des zweiten Signaleinzugsgebiets und P die Leistung der aus diesem Gebiet anfallenden Doppler signale sowie P .. die Leistung der aus dem ersten Signaleinzugsgebiet V >. und P ~ die Leistung der aus dem dritten Signaleinzugsgebiet V- anfallenden Dopplersignale und d die Abmessung des ersten Signaleinzugsgebiets in SchallStrahlrichtung und b die Breite bzw. den Durchmesser des dritten Signaleinzugsgebiets darstellen.
    VPA 81 P 5117 DE
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die mittlere Strömungsgeschwindigkeit ν aus den gemessenen Leistungen P >, und Pp sowie den Systemgrößen b und d nach der Beziehung
    5s") + (ρ5") ' (V COS «Χ )
    ml m2
    ermittelt wird.
  5. 5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem Ultraschall-Doppler-Applikator (1), der die beiden Ultraschallstrahlen (7, 8) mit unterschiedlichem Umfang erzeugt, sowie mit Leistungsmessern (21, 20) zur Erfassung der Leistungen (Pm1 , P_) der Dopplersignale, die aus dem ersten Signaleinzugsgebiet (V-.) una dem zweiten Signaleinzugsgebiet (V) stammen, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (16, Umfang Ultraschallstrahl) zum Einstellen eines dritten Dopplersignaleinzugsgebiets (V p) in komplementärer Weise zum Winkel des ersten Signaleinzugsgebiets (V„^) und durch einen nachgeschalteten weiteren Leistungsmesser (25), der die Leistung (P p) der aus dem dritten Signaleinzugsgebiet (V p) stammenden Dopplersigriale erfaßt, sowie mit Rechnereinheiten (26, 27), die aus den sich ergebenden Leistungen (P , P ,, ,Pp) zusammen mit Systemparametern (V , b, d) unter Aufhebung der Winkelabhängigkeit direkt die Strömungsquerschnittsfläche (F) und/oder die Strömungsgeschwindigkeit (v) errechnen.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn· zeichnet, daß die Einrichtung zur'Einstellung des Volumens (V p) des dritten Signaleinzugsgebiets ein Empfangstor (16) umfassen kann, dessen Torzeit (T «) zwischen einem Minimalwert, der lediglich sicherstellt, daß das Volumen (Vp)- in Schallrichtung nicht beschnitten wird, und Unendlich liegt. .
    -Λ-
    VPA 81 P 5117 DE
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß auch im Falle des Volumens (V-,) des ersten Signaleinzugsgebiets und des Volumens (V ) des zweiten Signaleinzugsgebiets die Ausdehnung der Volumina in Schallstrahlrichtung durch elektronische Empfangstore (14, 15) mit entsprechend vorwählbaren Torzeiten (T-,, T) einstellbar sind.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch g e kennzeichnet, daß für den Fall des ersten und des zweiten Signaleinzugsgebiets die Torzeiten (T 1", T) der zugeordneten elektronischen Empfangstore (14,15) gleich groß gewählt sind, so daß beide Signaleinzugsgebiete (V-j, V ) in Ab strahl richtung des Ultraschalls dieselbe Dicke (d) aufweisen.
  9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, d a durch gekennzeichnet, daß den Leistungsmessern (23, 24, 25) drei Rechnereinheiten (26, 27,
    28) nachgeschaltet sind, von denen die erste (26) die Strömungsquerschnittsfläche (F) nach der im Anspruch 3 niedergelegten Gleichung errechnet.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e kennzeichnet, daß die zweite Rechnereinheit
    (27) die Strömungsgeschwindigkeit (v) nach der im Anspruch 4 niedergelegten Gleichung errechnet.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, ■ d a d u r c h gekennzeichnet, daß die dritte Rechnereinheit (28) den Volumenstrom (Q) nach der Beziehung
    errechnet, wobei ν · cos o< jedoch die direkt in Schall strahlrichtung gemessene Geschwindigkeitskomponente ist
    1 .L O J. 3U7197
    '- " VPA 81 P 5117 DE
  12. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschall-Doppler-Applikator (1) einen kleineren zentralen Ultraschallschwinger (3) und einen großflächigeren Ultraschallschwinger (4), der den kleineren zentralen Ultraschallschwinger umgibt, umfaßt, wobei der kleinere zentrale Ultraschallschwinger (3) mit seinem Umfang den Umfang des Volumens (V ) des zweiten Signaleinzugsgebiets und der Umfang des den zentralen Ultraschallschwinger umgebenden äußeren Ultraschallschwingers (4) unter Einschluß des zentralen Ultraschallschwingers (3) die Umfange der Volumina (V'-,, Vp) des ersten und des dritten Signaleinzugsgebiets festlegt.
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