DE3331837A1

DE3331837A1 - Process and device for determining the length of a sound path

Info

Publication number: DE3331837A1
Application number: DE19833331837
Authority: DE
Inventors: Joachim 6530 Bingen Frank
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-09-03
Filing date: 1983-09-03
Publication date: 1985-04-04
Also published as: DE3331837C2

Abstract

The subject of the invention is a process for determining the length of a sound path, in which the travel time of a sound signal (S2) along the sound path is measured. The invention is distinguished by the change in the travel time of the sound signal (S2) caused by a change in the length of the sound path being measured by evaluating the phase shift of the received signal in comparison with the transmitted signal. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Be-The invention relates to a method and a device for loading

stimmung der Länge eines Schallweges.tuning of the length of a sound path.

Hierbei betrifft die Erfindung zunächst ein Verfahren zur Bestimmung der Länge eines Schallweges, bei dem die Laufzeit eines Schallsignals entlang des Schallweges gemessen wird.The invention initially relates to a method for determination the length of a sound path in which the transit time of a sound signal is along the Sound path is measured.

Ein solches Verfahren ist z.B. aus der DE-OS 26 20 437 bekannt.Such a method is known from DE-OS 26 20 437, for example.

Dort wird von einem Schallsender ein Schallsignal abgegeben. Gleichzeitig dazu wird im Schallempfänger ein Zähler gestartet. Sobald nun das Schallsignal vom Sender zum Empfänger gelangt ist, gibt der Empfänger an den Zähler ein Signal ab, infolgedessen der Zähler angehalten wird. Die vom Zähler ausgezählte Zeit ist somit die Laufzeit des Schallsignals entlang des Schallweges vom Sender zum Empfänger.There a sound signal is emitted by a sound transmitter. Simultaneously to do this, a counter is started in the sound receiver. As soon as the sound signal from The transmitter has reached the receiver, the receiver sends a signal to the meter, as a result the counter is stopped. The time counted by the counter is thus the transit time of the sound signal along the sound path from the transmitter to the receiver.

Entsprechend arbeiten die Verfahren, bei denen vom Schallsender auf ein beabstandetes Objekt ein Schallsignal geworfen wird, von wo es auf einen Empfänger reflektiert wird. Auch hierbei wird die Laufzeit des Schallsignals entlang des Schallweges vom Sender über das Objekt zum Empfänger ausgezählt.The procedures used by the sound transmitter work accordingly A sound signal is thrown at a distant object, from where it is sent to a receiver is reflected. Here, too, the travel time of the sound signal is along the sound path counted from the sender via the object to the receiver.

Diese Verfahren besitzen jedoch eine schlechte Genauigkeit, weil die zeitlichen Impuls grenzen des Schallsignales in der Praxis nicht scharf gestaltet werden können, sondern einen Übergangsbereich beinhalten. Dementsprechend unbestimmt ist Anfang und Ende des Schallsignales und infolgedessen auch die vom Schallsignal benötigte Laufzeit. Schließlich kann eine scharfe Abgrenzung eines Schallsignals schon aus physikalischen Gründen infolge der unvermeidlichen Dispersion eines Schallsignals nach unterschiedlichen Frequenzen in einem realen Medium nicht erzielt werden.However, these methods have poor accuracy because the temporal impulse limits of the sound signal are not sharply designed in practice but contain a transition area. Accordingly indefinite is the beginning and end of the sound signal and consequently also that of the sound signal required running time. Finally, there can be a sharp demarcation of a sound signal for physical reasons due to the inevitable dispersion of a sound signal cannot be achieved according to different frequencies in a real medium.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangsgenannten Gattung zu schaffen, das gleichwohl eine wesentlich höhere Genauigkeit ergibt, nämlich bis in die Größenordnung von Bruchteilen einer Wellenlänge des gewählten Schallsignals.The invention is based on the object of a method of the aforementioned To create a genre, which is nevertheless an essential higher accuracy results, namely up to the order of fractions of a wavelength of the selected Sound signal.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Änderung der Laufzeit des Schallsignals infolge einer Änderung der Länge des Schall weges durch Auswertung der Phasenverschiebung des Empfangssignals gegen über dem Sendesignal gemessen wird. Bevorzugterweise wird dazu ein kontinuierliches Schallsignal verwendet, das monofrequent ist und somit keiner Dispersion unterliegt. Die Funktionsweise dieses Verfahrens ist folgendermaßen zu verstehen: Vergrößert man z.B. die Länge des Schallweges, so wird das Einlaufen der vom Sender ausgestrahlten Wellen im Empfänger um eine gewisse Zeit at verzögert. Die Vergrößerung der Länge des Schallweges steht mit dieser beobachteten Zeitverzögerung 4t nach der Formel t c = im Zusammenhang; Darin bedeutet c die Schallgeschwindigkeit.This object is achieved in that the change in the running time of the Sound signal as a result of a change in the length of the sound path through evaluation the phase shift of the received signal compared to the transmitted signal is measured. A continuous sound signal that is monofrequent is preferably used for this purpose and is therefore not subject to any dispersion. How this procedure works is to be understood as follows: If, for example, the length of the sound path is increased, so the arrival of the waves emitted by the transmitter in the receiver by one delayed for a certain time. The increase in the length of the sound path is associated with this observed time delay 4t according to the formula t c = in context; In this c means the speed of sound.

Entsprechendes gilt für eine Verkürzung der Länge des Schallweges mit umgekehrten Vorzeichen.The same applies to shortening the length of the sound path with opposite signs.

Wendet man dieses Verfahren z.B. in atmosphärischer Luft an, so sind Änderungen der Schallgeschwindigkeit infolge von Temperaturänderungen und Druckänderungen der Luft zu besorgen. Würde man solche Änderungen der Schallgeschwindigkeit nicht berücksichtigen, so ergäben sich dementsprechende Meßfehler. Um dies auszuschließen wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Änderung der Laufzeit des Schallsignals bezüglich der Laufzeit eines Referenzschallsignals entlang eines Referenzschallweges konstanter Länge gemessen. So würde man bei einer zunehmenden Schallgeschwindigkeit und ungeänderter Meßstrecke 6s nach der vorgenannten Formel eine Abnahme der Zeitdifferenz ,6t und somit eine scheinbar kleinere Längenänderung des Schallweges beobachten. Bei zunehmender Schallgeschwindigkeit sinkt jedoch entsprechend die Laufzeit des Referenzschallsignals entlang des Referenzschallweges konstanter Länge. Infolgedessen wird die Zeitbasis für die Ausmessung der Laufzeitänderung at des Schallsignals in dem Maße verkürzt, in dem auch die Laufzeitänderung des Schallsignals selbst verkürzt wird. Im Ergebnis beobachtet man daher gleichwohl die tatsächliche Längenänderung des Schallweges.If this method is used, for example, in atmospheric air, then Changes in the speed of sound due to changes in temperature and pressure changes to get the air. Such changes in the speed of sound would not be possible take into account, this would result in corresponding measurement errors. To rule this out in the method according to the invention, the change in the transit time of the sound signal with regard to the transit time of a reference sound signal along a reference sound path measured constant length. This is how you would with an increasing speed of sound and unchanged measuring distance 6s according to the above formula, a decrease in the time difference , 6t and thus observe an apparently smaller change in length of the sound path. However, as the speed of sound increases, the running time of the decreases accordingly Reference sound signal along the reference sound path of constant length. Consequently becomes the time base for measuring the change in transit time at of the sound signal in this scale shortened, in which also the change in transit time of the sound signal itself is shortened. As a result, however, the actual one is observed Change in length of the sound path.

Insbesondere zur Durchführung des bzw. der erfindungsgemäßen Verfahren betrifft die vorliegende Erfindung des weiteren eine Vorrichtung zur Bestimmung der Länge eines Schallweges mit einem Schallsender, der ein kontinuierliches Schallsignal entlang eines Schallweges an einen Schallempfänger abgibt, der einen an die Sendefrequenz zeitgleich gekoppelten ersten Zähler besitzt. Vorrichtungen für eine solche verzögerungsfreie Ankopplung sind z.B.In particular for carrying out the method (s) according to the invention The present invention also relates to a device for determination the length of a sound path with a sound transmitter that sends a continuous sound signal emits along a sound path to a sound receiver, which sends one to the transmission frequency has the first counter coupled at the same time. Devices for such instantaneous Coupling are e.g.

aus der DE-OS 26 40 437 bekannt. Dort wird ein Zähler z.B. über ein Kabel oder eine Infrarotstrecke an den Schallsender zeitgleich gekoppelt und im gleichen Augenblick, in dem der Schallsender beginnt, ein Schallsignal abzugeben, wird dem Zähler ein Startsignal aufgegeben, so daß er beginnt loszulaufen.from DE-OS 26 40 437 known. There is a counter e.g. via a Cable or an infrared path coupled to the sound transmitter at the same time and in the the same instant at which the sound transmitter begins to emit a sound signal, a start signal is given to the counter so that it begins to run.

Diese Vorrichtung gestattet jedoch entsprechend dem ihm zugrundeliegenden Verfahren, wie weiter oben schon beschrieben, nur eine verhältnismäßig ungenaue Abstandsmessung zwischen Sender und Empfänger.However, this device allows according to the underlying Method, as already described above, is only a relatively imprecise one Distance measurement between transmitter and receiver.

Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, daß der Schallempfänger einen ersten, von der Sendefrequenz getakteten Zähler sowie einen an das Schallsignal gekoppelten zweiten Zähler besitzt, und daß der erste Zähler und der zweite Zähler an einen Intervallzähler zur Bestimmung der Zeitdifferenz zwischen den Nulldurchgängen der beiden Zähler geschaltet sind.According to the invention it is therefore proposed that the sound receiver a first counter clocked by the transmission frequency and one connected to the sound signal coupled second counter, and that the first counter and the second counter to an interval counter to determine the time difference between the zero crossings of the two counters are switched.

Diese Vorrichtung arbeitet nun erfindungsgemäß folgendermaßen: Der Schallsender gibt bevorzugterweise ein Dauersignal ab, mit welchem der Takt eines zyklisch laufenden ersten Zählers im Empfänger in an sich bekannter Weise (z.B. über eine Infrarotstrece, eine Richtfunkstrecke oder drahtgebunden) direkt synchronisiert wird.This device works according to the invention as follows: The Sound transmitter preferably emits a continuous signal, with which the clock of a cyclically running first counter in the receiver in a manner known per se (e.g. via an infrared path, a radio link or wired) is synchronized directly.

Zusätzlich wiid jedoäh das Schallsignal, nachdem es den Schallweg von Schallsender zum Schallempfänger durchlaufen hat, auf einen zweiten Zähler gekoppelt und hier ebenfalls ausgezählt. Zu Beginn der Messung werden nun die beiden Zähler gleichzeitig gestartet, wonach sie völlig synchron laufen. Wird nun der Abstand des Schallempfängers vom Schallsender geändert, also die Länge des Schallweges verändert, so erfährt der zweite Zähler über den Schallempfänger den bekannten Dopplereffekt. Infolgedessen wird er schließlich mit einer zeitlichen Differenz zu dem ersten Zähler stehen, der ja zeitlich fest an den Schallsender gekoppelt ist. Diese Zeitdifferenz dt multipliziert mit der Schallgeschwindigkeit ergibt wiederum die Änderung der Länge des Schallweges as. Hierzu ist in dem Schallempfänger der Intervallzähler vorgesehen, an den die beiden Zähler geschaltet sind, so daß der Intervallzähler die Zeitdifferenz zwischen den Nulldurchgängen der beiden Zähler bestimmen kann.In addition, however, the sound signal after it has passed the sound path has passed through from the sound transmitter to the sound receiver, coupled to a second counter and also counted here. At the beginning of the measurement, the two counters are now started at the same time, after which they run completely synchronously. Will now be the distance of the sound receiver changed by the sound transmitter, i.e. the length of the sound path changed, the second counter experiences the well-known Doppler effect via the sound receiver. As a result, it will eventually be with a time difference to the first counter which is permanently linked to the sound transmitter. This time difference dt multiplied by the speed of sound results in the change in Length of the sound path as. For this purpose, the interval counter is in the sound receiver provided to which the two counters are connected, so that the interval counter can determine the time difference between the zero crossings of the two counters.

Um auch bei dieser Vorrichtung unabhängig von Änderungen der Schallgeschwindigkeit zu sein, wird bevorzugterweise jedoch dem Zähler zur Intervallzeitmessung eine Taktfrequenz von einem Oszillator aufgegeben, dessen frequenzbestimmende Rückkopplung über ein Referenzschallsignal entlang eines Referenzschallweges konstanter Länge erfolgt. Die Meßzeit Ot zwischen den Nulldurchgängen der beiden Zähler ist die Laufzeit des Schallsignals für den Weg bs, der der Änderung des Abstandes zwischen Sender und Empfänger seit dem gleichzeitigen Start der beiden Zähler ("Nullabstand") entspricht: tut = as / c (Schallgeschwindigkeit c) Bei zunehmender Schallgeschwindigkeit wird t also kleiner, jedoch steigt ebenso die Frequenz des Referenzschallsignals entlang des Referenzschallweges konstanter Länge, da die Rückkopplung dafür sorgt, daß entlang des Referenzschallweges im Ergebnis keine Phasenänderung eintritt, also eine entsprechend höhere Schallfrequenz umläuft. So steht die Frequenz f des Referenzschallsignals zur Schallgeschwindigkeit c in der Beziehung f = c / L .In order to be independent of changes in the speed of sound even with this device to be, however, a clock frequency is preferably given to the counter for interval time measurement abandoned by an oscillator, its frequency-determining feedback via a Reference sound signal takes place along a reference sound path of constant length. The measuring time Ot between the zero crossings of the two counters is the running time of the Sound signal for the path bs, the change in the distance between the transmitter and Receiver since the simultaneous start of the two counters ("zero distance") corresponds to: tut = as / c (speed of sound c) With increasing speed of sound thus t becomes smaller, but the frequency of the reference sound signal also increases along the reference sound path of constant length, as the feedback ensures that no phase change occurs as a result along the reference sound path, that is a correspondingly higher sound frequency rotates. This is the frequency f of the reference sound signal to the speed of sound c in the relationship f = c / L.

wobei die Wellenlänge ?> des Referenzschallsignals durch die Länge des Referenzschallweges festgelegt ist. Der mit der Frequenz f getaktete Intervallzeitmesser zählt im Zeitintervall bt die Impulszahl C #S #S z = f . #t = # . C # , welche also von c unabhängig ist. Die Anzeige entspricht somit direkt der Länge der Meßstrecke in Einheiten der konstanten Wellenlänge 1 des Referenzschallsignals. Wird noch zusätzlich die Taktfrequenz f des Intervallzeitmessers um einen Faktor n vervielfacht, so erhält man z = n f at = n also den n-ten Teil der Wellenlänge des Referenzschallsignals als Maßeinheit. Bei der bevorzugten Verwendung von Ultraschall ist z.B. eine Auflösung von 0,1 mm leicht erreichbar Die Erfindung sei noch anhand von Ausführungsbeispielen, die in Zeichnungen dargestellt sind, erläutert. Es zeigt: Fig. 1 die schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 2 die schematische Darstellung eines schallgeschwin digkeitskompensierten Sch allempf ängers, Fig. 3 die schematische Darstellung einer Vorrichtung, bei der die Schallgeschwindigkeitskompens ation im Schallsender integriert ist. where the wavelength?> of the reference sound signal by the length of the reference sound path is specified. The interval timer clocked with the frequency f counts the number of pulses C #S #S z = f in the time interval bt. #t = #. C #, which one is independent of c. The display therefore corresponds directly to the length of the measuring section in units of the constant wavelength 1 of the reference sound signal. Will be added the clock frequency f of the interval timer is multiplied by a factor n one z = n f at = n thus the nth part of the wavelength of the reference sound signal as a unit of measure. For example, the preferred use of ultrasound is resolution easily achievable from 0.1 mm. The invention is also based on exemplary embodiments, which are shown in drawings, explained. It shows: Fig. 1 the schematic Representation of a device according to the invention, Fig. 2 the schematic Representation of a sound velocity compensated alarm recipient, Fig. 3 the schematic representation of a device in which the speed of sound compensation ation is integrated in the sound transmitter.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Grundprinzips der Erfindung dargestellt. Mit den Bezugszeichen SS ist der Schallsender, mit SE ist der Schallempfänger gekennzeichnet. In dem Schallsender SS ist der Oszillator O zur Erzeugung der Schallfrequenz angeordnet. Sein Ausgangssignal wird über die Verstärker V verstärkt. Der eine Verstärker V übergibt das Signal unmittelbar auf eine zeitgleich an den ersten Zähler ZI ankoppelnde Leitung; Sie ist als Referenzsignal Sl gekennzeichnet. Diese Leitung kann z.B. ein elektrisches Kabel, eine Infrarotsendestredke oder auch sonstige elektromagnetische Koppelstrecke sein. Somit ist der erste Zähler Zl zeitgleich an den Schallsender angekoppelt. Der andere Verstärker des Oszillators betreibt einen Sendewandler SW, der das Schallsignal S2 erzeugt. Dieses Schallsignal S2 wird vom Empfangswandler EW empfangen und auf den zweiten Zähler Z2 gekoppelt. Zwischen dem Sendewandler SW und dem Empfangswandler EW liegt demnach der Schallweg dessen Änderung bestimmt werden soll. Mit Hilfe des Schalters S können der erste Zähler Zl und der zweite Zähler Z2 zeitgleich zurückgesetzt werden. Der erste Zähler Zl und der zweite Zähler Z2 sind an den Intervallzähler D geschaltet. Dieser Intervallzähler D bestimmt die Zeitdifferenz zwischen den Nulldurchgängen der beiden Zähler Zl und Z2 und zeigt diese Zeitdifferenz in geeigneten Einheiten in der Anzeige A für den Benutzer an.In Fig. 1 is a device for implementing the basic principle of the invention shown. With the reference symbol SS is the sound transmitter, with SE the sound receiver is marked. The oscillator is located in the sound transmitter SS O arranged to generate the sound frequency. Its output signal is via the Amplifier V amplified. One amplifier V transfers the signal immediately a line coupling to the first counter ZI at the same time; It is used as a reference signal Marked Sl. This line can, for example, be an electrical cable or an infrared transmitter or other electromagnetic coupling path. So is the first counter Zl coupled to the sound transmitter at the same time. The other amplifier of the oscillator operates a transmission transducer SW which generates the sound signal S2. This sound signal S2 is received by the receiving transducer EW and coupled to the second counter Z2. The sound path accordingly lies between the transmitting transducer SW and the receiving transducer EW whose change is to be determined. With the help of switch S the first Counter Zl and the second counter Z2 are reset at the same time. The first counter Z1 and the second counter Z2 are connected to the interval counter D. This interval counter D determines the time difference between the zero crossings of the two counters Zl and Z2 and shows this time difference in suitable units in display A for the User.

Wird der Schaltweg zwischen dem Sendewandler SW und dem Empfangswandler EW geändert, so wird im Ergebnis der zweite Zähler Z2 um eine Zeitdifferenz gegenüber dem mit dem Schallsender SS zeitgleich zählenden ersten Zähler Zl laufen; diese Zeitdifferenz wird von dem Intervallzähler D als Maß für die Änderung des Schallweges des Schallsignals 52 ermittelt.Is the switching path between the transmitting transducer SW and the receiving transducer EW changed, the result is the second counter Z2 by a time difference compared to it the first counter Zl, which counts at the same time as the sound transmitter SS, is running; these The time difference is used by the interval counter D as a measure of the change in the sound path of the sound signal 52 is determined.

In Fig. 2 ist dargestellt, wie dem Intervallzähler D eine Taktfrequenz aufgegeben wird, die sich entsprechend der Schallgeschwindigkeit ändert. Dazu ist ein Referenzschallweg konstanter Länge L vorgesehen, in dem das Referenzschallsignal RS zwischen einem Empfangswandler EW und einem Sendewandler SW umläuft. Dieser Referenzschallweg dient zur Rückkopplung über den Rückkoppelverstärker R. Auf der Seite des Sendewandlers wird das Referenzsignal ausgekoppelt und über einen Frequenzvervielfacher n als Taktfrequenz dem Intervallzähler D aufgegeben. Die Schleife vom Sendewandler SW über das Referenzschallsignal RS entlang des Referenzschallweges, über den Empfangswandler EW zu dem Rückkoppelverstärker R und von diesem wieder zum Sendewandler SW stellt somit die Rückkoppelschleife eines Oszillators dar, dessen Frequenz von derjenigen des Referenzschallsignals RS bestimmt wird.In Fig. 2 it is shown how the interval counter D a clock frequency is abandoned, which changes according to the speed of sound. Is to a reference sound path of constant length L is provided in which the reference sound signal RS rotates between a receiving transducer EW and a transmitting transducer SW. This reference sound path is used for feedback via the feedback amplifier R. On the side of the transmitter converter the reference signal is decoupled and via a frequency multiplier n as Clock frequency given up to the interval counter D. The loop from the transmitter converter SW via the reference sound signal RS along the reference sound path, via the receiving transducer EW to the feedback amplifier R and from this again to the transmission transducer SW thus represents the feedback loop of an oscillator whose frequency differs from that of of the reference sound signal RS is determined.

Bei der technischen Realisation des Verfahrens nach Fig. 3 erfolgt die Erzeugung des Referenzschallsignals im Schallsender SS.In the technical implementation of the method according to FIG. 3 takes place the generation of the reference sound signal in the sound transmitter SS.

Die Referenzfrequenz fl wird zugleich als Sendefrequenz für die Signale S1 und S2 verwendet und im Empfänger nach Aufbereitung des Empfangssignals in einem Wechselspannungsverstärker mit nachgeschaltetem Schmitt-Trigger aus dem Empfangssignal S1 ausgekoppelt. Die Frequenz fl wird in bekannter Weise mit Hilfe eines PLL-Kreises vervielfacht und dem Intervallzähler als Taktsignal der Frequenz f2=n fl zugeleitet.The reference frequency fl is also used as the transmission frequency for the signals S1 and S2 used and in the receiver after processing the received signal in one AC voltage amplifier with downstream Schmitt trigger from the received signal S1 decoupled. The frequency fl is determined in a known manner with the aid of a PLL circuit multiplied and fed to the interval counter as a clock signal of frequency f2 = n fl.

Bei dieser Ausführungsform ist ein gesonderter Oszillator zur Erzeugung des Sendesignals nicht mehr nötig, insbesondere jedoch bewirkt die phasenstarre Kopplung zwischen der Frequenz fl des Schallsignals und der Vergleichsfrequenz f2 zur Intervallzeitmessung eine hohe Genauigkeit und Stabilität der Meßwertanzeige. Ansonsten entspricht diese Ausführungsform derjenigen in Fig. 1.In this embodiment there is a separate oscillator for generation of the transmission signal is no longer necessary, but in particular causes the phase-lock Coupling between the frequency fl of the sound signal and the comparison frequency f2 high accuracy and stability of the measured value display for interval time measurement. Otherwise this embodiment corresponds to that in FIG. 1.

Für eine Auflösung von 0,1 mm benötigt der Intervallzähler eine Taktfrequenz von ca. 3,5 MHz, wenn man als Schallgeschwindigkeit c etwa 350 m/sek ansetzt. Mit noch höheren Taktfrequenzen lassen sich demnach noch bessere Auflösungen zur Beobachtung der Längenänderung des Schallweges erzielen. Bei sehr geringen Abständen zwischen dem Sendewandler und dem Empfangswandler des Schallweges kann es wegen Ubersteuerungen zu geringfügigen Abweichungen von der sonst beobachteten, strengen Linearität der erfindungsgemäßen Längenänderungsbestimmung kommen. Falls erforderlich kann man dem jedoch durch einen Regelkreis Abhilfe schaffen, der das Sendesignal bei geringem Abstand dämpft. Sofern man nicht nur Längenänderungen sondern absolute Entfernungen beobachten will bringt man den Empfangswandler zunächst in einen definierten Abstand zum Sendewandler; dazu kann an dem Empfangswandler z.B. ein genormter Abstandsstab zum Anlegen an den Sendewandler angeordnet sein. Man synchronisiert die Zähler mit Hilfe der Taste S, die beim Anlegen des Empfängers an den Sender z.B. automatisch ausgelöst werden könnte und führt sodann den Empfangswandler vom Sendewandler weg bis zu, der Stelle, deren Entfernung vom Sendewandler bestimmt werden soll. Damit erzeugt man die für das erfindungsgemäße Meßprinzip erforderliche Längenänderung des Schall-Weges, die erfindungsgemäß dabei gemessen wird. Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Meßprinzips ist, daß auch sehr. kleine Längenänderungen bei relativ großen Entfernungen hervorragend und absolut genau meßbar sind.The interval counter requires a clock frequency for a resolution of 0.1 mm of approx. 3.5 MHz, if the speed of sound is c about 350 m / sec applies. With even higher clock frequencies, therefore, even better ones can be achieved Achieve resolutions for observing the change in length of the sound path. With very small distances between the transmitting transducer and the receiving transducer of the sound path there may be slight deviations from the otherwise observed, strict linearity of the length change determination according to the invention come. If if necessary, however, this can be remedied by a control loop that allows the Transmit signal attenuates at a short distance. Unless you just change length but If you want to observe absolute distances, you first bring the receiving transducer in a defined distance from the transmitter transducer; for this purpose, e.g. a standardized spacer bar can be arranged to be placed on the transmitter transducer. Man synchronizes the counters with the help of the S key when creating the receiver to the transmitter could e.g. be triggered automatically and then leads the receiving transducer away from the transmitter converter up to the point, the distance of which from the transmitter converter is determined shall be. This produces the one required for the measuring principle according to the invention Change in length of the sound path, which is measured according to the invention. A special The advantage of the measuring principle according to the invention is that also very. small changes in length can be measured excellently and with absolute precision at relatively large distances.

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Claims

Method and device for determining the length of a sound path PATENT CLAIMS 1. Method for determining the length of a sound path in which the transit time of a sound signal (S2) is measured along the sound path, thereby characterized in that the change in the transit time of the sound signal (S2) as a result of a Changing the length of the sound path by evaluating the phase shift of the received signal is measured against the transmission signal.

2. The method according to claim 1, characterized in that a continuous Sound signal is used.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the Change in the transit time of the sound signal (S2) with respect to the transit time of a reference sound signal (RS) is measured along a reference sound path of constant length (L).

4. Device for determining the length of a sound path with a Sound transmitter (SS), which sends a sound signal (S2) along a sound path to a Sound receiver (SE) emits, the one synchronized with the transmission signal (S1) first counter (Z1), characterized in that the sound receiver (SE) has a second counter (Z2) coupled to the received signal cis2), and that the first counter CZl) and the second counter (Z2) to an interval counter (D) Determination of the time difference between the zero crossings of the two counters (Z1, Z2) are switched.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the interval counter receives its clock frequency from an oscillator whose frequency-determining feedback More constant along a reference sound path via a reference sound signal (RS) Length (L).

6. Device according to claims 1 to 5, characterized in that that it works with ultrasound.