DE3827913A1

DE3827913A1 - Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der geschwindigkeit einer stroemung

Info

Publication number: DE3827913A1
Application number: DE19883827913
Authority: DE
Inventors: Kurt Dr Jansen
Original assignee: Battelle Institut eV
Current assignee: Battelle Institut eV
Priority date: 1988-08-17
Filing date: 1988-08-17
Publication date: 1990-02-22
Also published as: WO1990002099A1; DE3827913C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Geschwindigkeit einer Strömung sowie eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens und geht aus von einem optischen Verfahren mit den Merkmalen im Oberbegriff das Patentanspruchs 1 bzw. einer Vorrichtung mit den Merk malen im Oberbegriff des Patentanspruchs 7.

Optische Meßverfahren gestatten die Bestimmung der Aus breitungsgeschwindigkeiten und Strömungseigenschaften von Strömungen, beispielsweise Gas- oder Flüssigkeits strömungen, in denen Teilchen oder andere Streuzentren sich mit der gleichen Geschwindigkeit bewegen wie die Strömung, durch einen berührungsfreien Zugriff auf das Meßmedium.

Ein bekanntes optisches Verfahren stellt die Laser- Doppler Anemometrie dar, bei dar durch die Überlagerung zweier Laserstrahlen am Meßort ein Interferenzmuster er zeugt wird. Durchfliegt ein Teilchen dieses Interferenz muster, so ist im Streulichtspektrum des Teilchens eine Frequenzkomponente detektierbar, daran Lage im Spektrum proportional zur Strömungsgeschwindigkeit ist. Dieses Verfahren ermittelt Geschwindigkeiten über die Frequenz messung aufgrund seines kleinen Meßvolumens mit hoher Ortsauflösung. Ist jedoch die Kenntnis über die mittlere Strömungsgeschwindigkeit mit unbekanntem Strömungsprofil erwünscht, so kann dieses Verfahren mit nur selektiver Ortsauflösung nicht herangezogen werden.

Das ebenfalls bekannte Lichtzonenanemometer ermittelt mittlere Geschwindigkeiten eines Strömungsquerschnitts durch die Parallelprojektion eines Strichgitters in die Strömung. Teilchen die das Streifenmuster durchfliegen, erzeugen Streulicht mit einer bevorzugten Frequenzkompo nente, deren Frequenz wiederum von der Ausbreitungsge schwindigkeit der Teilchen und der Gitterkonstanten ab hängt. Zeitlich leicht schwankende Streuteilchenkonzen trationen und große Streuteilchen können jedoch Störungen verursachen. Auch wird bei großer Streuteilchendichte das Signal/Rausch Verhältnis immer geringer, da viele Streu teilchen gleichzeitig Signale mit in der Regel statistisch verteilter Phasenlage aussenden.

Ferner ist vorgeschlagen worden, als statistische Aus wertemethode Korrelationsverfahren zur Geschwindigkeits bestimmung heranzuziehen. Zum Beispiel kann über die Bildung der Kreuzkorrelationsfunktion zweier Signale von in Strömungsrichtung räumlich getrennt angeordneten Meß aufnehmern die Laufzeit von Strömungsinhomogenitäten bestimmt werden. Die zu ermittelnde Geschwindigkeit ergibt sich aus dieser Laufzeit als mittlere Geschwindigkeit über den bekannten Meßsondenabstand.

Die Kreuzkorrelationsfunktion kann auch von Signalen zweier Meßaufnehmer gebildet werden, auf die aus zwei kleinen Meßvolumen herrührende Streustrahlung projiziert wird. Zur Bildung der Meßvolumen werden z.B. zwei Laser strahlen fokussiert. Zur Aufspaltung eines Laserstrahls in zwei nichtparallele Strahlen und zu deren Fokussierung in den beiden Meßvolumen sowie für die exakte Projektion des Streulichts von den Volumen auf die Meßaufnehmer sind jedoch aufwendige Anordnungen und Justierungen optischer Bauelemente erforderlich.

Unabhängig von der Art und Weise der Gewinnung der Meß signale für die Kreuzkorrelationsanalyse sind zudem stets zwei Detektoren notwendig. Außerdem wird für die Signalauswertung der beiden Detektorsignale eine relativ große Datenmenge benötigt, so daß in manchen Fällen eine Off-line Auswertung über eine Zwischenspeicherung aufgrund des endlichen Speicherplatzes nicht möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 7 ein neues Verfahren bzw. eine neue Vorrichtung zur Be stimmung der Geschwindigkeit einer Strömung mit geringst möglichem technischen Aufwand und Anforderungen an die Auswerteeinheit anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der Patentan sprüche 1 bzw. 7 gelöst.

Im erfindungsgemäßen Verfahren, das die Laufzeitbestimmung mit Hilfe der Autokorrelationsfunktion eines einzigen Signals bildet, ist die Notwendigkeit zweier Detektoren vermieden. Es reichen eine einfache Aufspaltung der Strahlung in zwei Parallelstrahlen und anschließende Detektierung mit einem Aufnehmer aus, um die erforderliche Information der Streuzentrenlaufzeit durch Bildung der Autokorrelationsfunktion zu gewinnen. Hierzu sind in der erfindungsgemäßen Vorrichtung lediglich ein Kollimator und eine Doppellochblende vorzusehen. Als Auswertesignal dient das von beiden Teilstrahlen herrührende Summensignal einer optoelektronischen Empfangseinheit.

Insbesondere im Durchstrahlmeßverfahren liefert ein einziges im Kurzschluß betriebenes Fotoelement, dessen Fläche beide Teilstrahlen erfaßt, ein Meßsignal aus reichender Amplitude ohne erforderliche Nachverstärkung.

Da nur ein Meßsignal zu erfassen und auszuwerten ist, ist die Datenmenge im Vergleich zur Anwendung des Kreuz korrelationsverfahrens um die Hälfte herabgesetzt, wodurch die Bedingungen für eine Off-line Verarbeitung verbessert sind d.h. die Anforderung an den Speicherplatz herabge setzt ist.

Sowohl die geringe Anzahl optischer Bauelemente im Strahlengang als auch die reduzierte Empfangseinheit mit nur einem Detektor mit gegebenenfalls einem nachge schalteten Verstärker sowie die Notwendigkeit nur eines Analog/Digitalwandlers bedingen geringe Hardwarekosten. Auch sind die Abmessungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung hierdurch gering.

Gegenüber dem Lichtzonenanemometer sind große oder zeitlich schwankende Streuteilchenkonzentrationen und das Auftreten großer Streuteilchen als Störgrößen im statistischen er findungsgemäßen Verfahren ohne Bedeutung. Ein von vielen Streuteilchen oder Streuzentren anderer Art, wie z.B. Dichteschwankungen, herrührendes Signal ist bei der Bildung der Autokorrelationsfunktion gerade erwünscht. Zufällige zeitliche Korrelationen von Signalanteilen mitteln sich dann durch die Integralbildung der Autokorrelations funktion besonders gut heraus.

Im Gegensatz zur Laser-Doppler Anemometrie gestattet das erfindungsgemäße Verfahren die Bestimmung der mittleren Strömungsgeschwindigkeit in einem größeren Querschnitt bei Strömungen auch mit unbekanntem Strömungsprofil.

Neben der Verwendung von beispielsweise Halogenlampen oder Gaslasern empfiehlt sich für die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das Verfahren insbesondere ein Halbleiter laser als Strahlungsquelle, der klein und kompakt ist und dessen Strahlung im Gegensatz zum Gaslaser nicht auf geweitet werden muß.

Bei kleinen sich genügend schnell bewegenden Streuzentren ermöglicht bereits die Autokorrelationsfunktion die Be stimmung der Laufzeit aus der Lage eines relativen Maximums. Ansonsten ergibt sich die Laufzeit nach zwei maliger Differenzierung und nach Invertierung der Auto korrelationsfunktion, nachdem das Hauptmaximum bei der Zeitverschiebung Null eliminiert worden ist, anhand der Lage des daraufhin auftretenden neuen Hauptmaximums auch bei größeren Streuteilchen mit guter Genauigkeit.

Bei stark schwankender Teilchendichte ist die Anwendung einer automatischen Verstärkungsregelung (AGC) im An schluß an die Empfangseinheit empfehlenswert, wodurch sich auch bei länger andauernden Messungen stets automatisch eine optimale Meßbereichsauflösung einstellt.

Bei Auftreten von Mehrfachstreuung und besonders bei Messungen mit optisch transparenten Teilchen, wie z.B. Wassertropfen, kann es nötig sein, eine weitere Blende mit zwei Öffnungskanälen unmittelbar vor der Empfangseinheit einzusetzen. Diese Blende bewirkt eine Winkelselektion der auftreffenden Strahlung. Es wird nur die Strahlung von der Blende durchgelassen, die aus dem gewünschten, für die Untersuchung ausgewählten Winkelbereich kommt. Störungen von Streulicht aus einem anderen Winkelbereich werden somit verhindert.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2A ein mit der Vorrichtung nach Fig. 1 gemessenes Signal in Abhängigkeit von der Zeit für ein einzelnes, kleines die Laserteilstrahlen durchquerendes Teilchen,

Fig. 2B die normierte Autokorrelationsfunktion des Signals aus Fig. 2A aufgetragen gegen die Zeitverschiebung,

Fig. 2C die aufbereitete normierte Autokorrelations funktion des Signals aus Fig. 2A,

Fig. 3A ein mit der Vorrichtung nach Fig. 1 gemessenes Signal in Abhängigkeit von der Zeit für ein einzelnes größeres Streuteilchen,

Fig. 3B die normierte Autokorrelationsfunktion des Signals aus Fig. 3A,

Fig. 3C die aufbereitete normierte Autokorrelations funktion des Signals aus Fig. 3A,

Fig. 4A ein mit der Vorrichtung nach Fig. 1 gemessenes Signal in Abhängigkeit von der Zeit für durch das Meß volumen frei fallende Sandkörner,

Fig. 4B die normierte Autokorrelationsfunktion des Signals aus Fig. 4A,

Fig. 4C die aufbereitete normierte Autokorrelations funktion des Signals aus Fig. 4A und

Fig. 5 den zeitabhängigen Verlauf ermittelter Ge schwindigkeitswerte für den Meßzeitbereich aus Fig. 4A.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in Fig. 1 als schematisches Blockschaltbild dargestellt. Als Strahlungsquelle dient ein Halbleiterlaser (4) mit einer Kollimatoroptik (5) und einer optischen Leistung von 3 mW, wobei die Wellenlänge der Laserstrahlung im optischen Bereich oder im nahen Infrarot liegt. Für die weiter unten gezeigten Meßergebnisse wurde eine Wellenlänge von 870 nm gewählt. Eine nicht dargestellte in das kompakte Halbleiterlaserbauelement integrierte Monitordiode erlaubt mit Hilfe eines elektronischen Regelkreises (3) die Steuerung und Stabilisierung der Laserleistung, so daß eine Temperaturstabilisierung der Laserdiode nicht nötig ist. Eine Schwankung der Laserleistung ist im übrigen für das erfindungsgemäße Meßverfahren ohne Bedeutung, so daß die Regelung ausschließlich dem Schutz der Laserdiode dient. Der die Kollimatoroptik verlassende Laserstrahl hat einen kreisförmigen Querschnitt mit einem Durchmesser von 5 mm und wird durch die in Fig. 1 gezeigte Blende (6) in zwei parallele Teilstrahlen zerlegt. Die Blende weist zwei quadratische Öffnungen auf, die jeweils eine Kantenlänge von 1 mm besitzen. Die Mittelpunkte der Öffnungen liegen 4 mm auseinander. Dieser Abstand ist möglichst groß gewählt worden. Er ist durch die Abmessungen des Laserstrahldurchmessers begrenzt. Bei Verwendung eines Gaslasers werden für die Erzeugung der Teilstrahlen zusätzliche optische Elemente benötigt. Diese erübrigen sich beispielsweise bei Halogenlichtquellen.

Die Empfangseinheit der Meßvorrichtung weist ein großflächiges Si-Fotoelement (7) mit den Abmessungen 20 mm ×9 mm auf. Der Kurzschlußstrom eines Fotoelements ist eine lineare Funktion der Beleuchtungsintensität und ist ebenfalls proportional zur bestrahlten Fläche. Vom Fotoelement wird also die Summenintensität der beiden Laserteilstrahlen in einen hierzu proportionalen Kurzschlußstrom umgesetzt, der durch eine Vorverstärker stufe (8) in eine Meßspannung gewandelt wird. Treten Streuzentren z.B. Streuteilchen durch die beiden Teilstrahlen (1, 2), so ist deren Laufzeit über den Teilstrahlabstand u.a. als Information im Meßsignal enthalten. In Fig. 1 sind die Geschwindigkeit der Teilchen und deren Strömungsrichtung senkrecht zur Ausbreitungs richtung der Parallelstrahlen ebenfalls angedeutet.

Eine zweite Verstärkerstufe (9) enthält einen Hochpaß, einen Tiefpaß und ein Sperrfilter der Güte 17 und reduziert das Meßsignalspektrum jeweils auf den für die Auswertung benötigten Frequenzbereich. Das Sperrfilter ist auf die Frequenz von 50 Hz abgestimmt, so daß das Meßsignal von Störeinflüssen weitgehenst befreit ist. Der Nachverstärker kann wahlweise mit einer konstanten Verstärkung oder mit einer AGC-Schaltung betrieben werden (automatic gain control). Der Vorteil der AGC-Schaltung liegt in der auch bei länger andauernden Messungen unter wechselnden Meßbedingungen sich automatisch einstellenden optimalen Meßbereichsauflösung. Die Verstärkerausgangs spannungen werden durch einen Analog/Digitalwandler (10) digitalisiert und über eine schnelle Datenübertragung einem Rechner (11) bzw. einem Mikroprozessor mit Anzeige einheit übergeben.

Die Anforderungen an den Rechner bzw. Mikroprozessor bzgl. der zu verarbeitenden Datenmenge und der Abtastrate hierfür werden durch die jeweils zu messenden Strömungsgeschwindigkeiten vorgegeben. Beispielsweise soll bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 2 m/s die Mindestabtastfrequenz, die proportional zur maximal auftretenden Geschwindigkeit ist, nicht kleiner als 2 kHz bei den oben gewählten Abmessungen sein. Da jedoch nur das Meßsignal eines einzigen Fotoelements auszuwerten ist, ist auch bei Off-line Auswertungen der Meßzeitbereich durch die zu verarbeitende Datenmenge nicht zu stark eingeschränkt. Reicht die Speicherkapazität dennoch nicht aus, so kann entsprechend zwischengespeichert werden bzw. eine On-line Auswertung durchgeführt werden. Für Labormessungen kann auf die Nachverstärkung meist verzichtet werden, während z.B. insbesondere bei langen Übertragungsleitungen zwischen Vorverstärker und Rechner, wie sie in Produktionsbetrieben häufig vorkommen, auftretende Störeinflüsse mit Hilfe des Nachverstärkers möglichst zu eliminieren sind.

Das in der hier gezeigten Vorrichtung angewandte Durchstrahlmeßverfahren, bei dem die durch Streuung im Meßvolumen modifizierten Strahlen im Anschluß an das Meßvolumen erfaßt werden, ergeben sich mit dem Fotoelement bereits ohne Nachverstärkungsmaßnahmen auswertbare Summensignale. Beim Auftreten von Mehrfachstreuung und bei Anwesenheit von optisch transparenten Teilchen in der Strömung (z.B. Wassertropfen) wird vorzugsweise eine weitere Blende mit zwei Durchtrittskanälen vor dem Fotoelement angeordnet, die eine Winkelselektion bewirkt.

Die im Meßsignal enthaltene Information der Laufzeit von Streuzentren durch die Laserteilstrahlen (1) und (2) wird durch eine Berechnung der Autokorrelationsfunktion mit anschließender Aufbereitung ermittelt. Die vom Fotoelement (7) erfaßte Gesamtlichtintensität I ergibt sich für den Kurzschlußbetrieb des Fotoelements zu

mit
i: Intensitätsdichte
r: Ortskoordinate
t: Zeit
A: Fotoelementfläche.

Für die in Fig. 1 gezeigte Anordnung ergibt sich damit:

I(t) = I₁(t) + I₂(t) (2)

wobei I _1,2 der Intensität des Laserteilstrahls (1) bzw. (2) entspricht. Die Autokorrelationsfunktion der Intensität I₁ bzw. die Kreuzkorrelationsfunktion aus den Intensitäten I₁ und I₂ seien durch

definiert, wobei unter I ₁ und I ₂ nunmehr der gleichan teilsfreie Signalanteil verstanden wird und T den Be obachtungszeitraum, a den Teilstrahlabstand und τ eine Zeitverschiebung angeben. Der Einfachheit halber werden dennoch die gleichen Symbole beibehalten.

Für eine beliebige, jedoch eingefrorene Streuteilchenver teilung, die sich durch die Teilstrahlen bewegt, läßt sich die Autokorrelationsfunktion C der durch das Photoelement gemessenen Gesamtintensität wie folgt berechnen. Dabei wird mit τ ′=a/v die Laufzeit bezeichnet; v kennzeichnet die Teilchengeschwindigkeit. Es gilt für diesen Sonderfall:

Mit Gleichung (2) und (3) erhält man:

Sind die Korrelationsfunktionen C ₁₁ (τ) und C ₁₂ (t ′, τ) bzgl. τ so schmalbandig, daß ihre Funktionsverläufe in einem C-τ Diagramm nicht überlappen, so folgt für die auf C( t, τ= 0) normierte Autokorrelationsfunktion

Aus der Gleichung (8) läßt sich der prinzipielle Verlauf von K (τ ′, τ) unmittelbar ablesen: K (τ ′, τ) besitzt bei τ = 0 ein absolutes Maximum der Höhe 1, ist symmetrisch bzgl. τ = 0 und besitzt zwei Nebenmaxima der Höhe 0,5 bei τ = τ ′ und τ = -τ ′. Die Lage eines dieser Nebenmaxima ist zu bestimmen, so daß über die Beziehung

die Strömungsgeschwindigkeit angegeben werden kann.

Da in der Realität keine unendlichen Meßzeiten zur Verfügung stehen und der Beobachter bei instationären Strömungsvorgängen einen zeitlich aufgelösten Geschwindigkeitsverlauf ermitteln möchte, wird eine Kurzzeitkorrelationsfunktion definiert. An Stelle der Gleichung (6) erhält man

Die Gleichungen (3) und (4) ändern sich analog. Die Korrelationsfunktionen sind nun nicht mehr nur von der Zeitverschiebung τ, sondern auch vom Beobachtungszeitpunkt t _c und dem Beobachtungszeitraum 2T abhängig.

Es ergeben sich die im folgenden erläuterten Ergebnisse für die auf der Grundlage der obigen Überlegungen mit Hilfe der in Fig. 1 skizzierten Vorrichtung durchgeführten und ausgewerteten Messungen.

Die Fig. 2A zeigt den gemessenen zeitlichen Verlauf des Fotoelementsignals zu einem Zeitpunkt, zu dem ein einzelnes Streuteilchen die Laserteilstrahlen durchquert. Das Streuteilchen besitzt in Strömungsrichtung eine Abmessung <3 mm, da in Fig. 2A deutlich zu sehen ist, daß der Teilcheneintritt in den Teilstrahl 2 erst stattfindet, nachdem das Streuteilchen den Strahl 1 verlassen hat. Die vom Rechner bestimmte normierte Autokorrelationsfunktion (AKF) K( t′, τ) ist in Fig. 2B dargestellt. Die Kurve entspricht in etwa dem vorher für einen Sonderfall abgeschätzten AKF-Verlauf, da die für den besprochenen Spezialfall getroffenen Voraussetzungen von kleinen Streuteilchen bzw. Streuzentren mit genügend großer Ausbreitungsgeschwindigkeit ausreichend erfüllt werden. Um die bereits in Fig. 2B ablesbare Lage des Nebenmaximums deutlicher hervorzuheben, werden die Daten der normierten AKF durch entsprechende Software aufbereitet. Die normierte AKF wird zweimal nach der Zeitverschiebung τ differenziert und invertiert. Danach werden die nicht interessierenden negativen Anteile und die des Hauptmaximums bei der Zeitverschiebung Null entfernt. Somit ist die weitere Ermittlung der Laufzeit τ′ auf eine einfache Maximumbestimmung reduziert. Die Fig. 2C gibt die in besonderer Weise aufbereiteten Daten wieder. Die Laufzeit des Streuteilchens ist der Funktion mit ungefähr 3 ms zu entnehmen. Dies entspricht nach Gleichung (9) mit dem vorliegenden a-Wert einer Geschwindigkeit von etwa 1,3 m/s.

Messungen mit einem Streuteilchen, dessen Abmessungen größer als 3 mm sind, zeigt die Folge der Fig. 3A bis 3C. Das Teilchen schattet nacheinander beide Teilstrahlen vom Fotoelement ab, so daß die gemessene Gesamtintensität auf Null sinkt. Dies hat zur Folge, daß die berechneten Korrelationfunktionen der Teilstrahlintensitäten, siehe Gleichung (3) und (4), in Fig. 3B überlappen. Ausgeprägte Nebenmaxima sind der gezeigten Autokorrelationsfunktion nicht mehr zu entnehmen. Das gleiche wie das anhand der Fig. 2A bis 2C erläuterte Datenaufbereitungsverfahren liefert jedoch auch für diesen Fall deutlich die Laufzeit des Teilchens, siehe Fig. 3C. Die Tatsache, daß die Laufzeit fast identisch mit der des zuvor erläuterten Falles ist, ist zufällig.

Bei der dritten dargestellten Messung werden Bedingungen, wie sie z.B. bei der Druckluftförderung von Teilchen vorkommen, simuliert, indem aus etwa 22 cm Höhe frei fallende Sandkörner das Meßvolumen auf einer Breite von 20 cm durchqueren. Das Meßsignal (Fig. 4A) zeigt starke Schwankungen aufgrund der großen Teilchenzahl, die die Laserteilstrahlen durchqueren. Für ein kleines Zeitfenster aus den dargestellten Meßdaten zeigen die normierte AKF und die aufbereitete normierte AKF auch für diese Vielteilchenmessung deutlich die charakteristische Zeitverschiebung (Laufzeit), die im Meßsignal enthalten ist (Fig. 4B+4C). Läßt man dieses Zeitfenster über die gesamte Meßzeit gleiten, kann ein zeitabhängiger Geschwindigkeitsverlauf, wie in Fig. 5 dargestellt, angegeben werden. Es ist der Figur zu entnehmen, daß die Geschwindigkeit der Sandkörner am Meßort um den Mittelwert von 2,12 m/s mit zufriedenstellender Auflösung schwankt.

Alle Messungen sind, wie es Fig. 1 zeigt, jeweils im Durchstrahlverfahren aufgenommen worden. Je nach Meßobjekt und Meßbedingungen kann jedoch auch der Reflexionsanteil des Streulichts unter einem geeigneten Winkel ausgenutzt werden, wie bereits weiter oben erwähnt wurde.

Neben der Anwendung von Geschwindigkeitsmessungen von Gasen und Flüssigkeiten, in Strömungskanälen aller Art und Mehr phasen- und Partikelströmungen eignen sich das erfindungs gemäße Verfahrung und die Vorrichtung auch zur Überwachung und Steuerung von Transportvorgängen (Fertigungsstraßen, Fließbänder) in der Industrie.

Claims

1. Verfahren zur Bestimmung der Geschwindigkeit einer Strömung, in welchem Strahlung im sichtbaren oder infra roten Bereich nach Durchtritt oder Reflexion durch die Streuzentren enthaltende Strömung mit einer optoelektro nischen Empfangseinheit gemessen wird und die von der Empfangseinheit gelieferten Meßsignale unter Anwendung eines Korrelationsverfahrens zur Gewinnung der Laufzeit der Streuzentren durch die Strahlung ausgewertet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlung in ein paralleles Strahlenbündel um gesetzt wird, das daraufhin vor Durchtritt oder Reflexion durch die Strömung in zwei parallele Teilstrahlen zerlegt wird, daß mit der optoelektronischen Empfangseinheit jeweils die Summenintensität beider Teilstrahlen gemessen wird und daß von dem gemessenen Summensignal die Auto korrelationsfunktion gebildet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Autokorrelationsfunktion des Meßsignals zweimal nach der Zeit differenziert wird und daß nach Invertieren der Funktion und nach Eliminieren des Hauptmaximums bei der Zeitverschiebung Null die Lage des daraufhin vor liegenden, neuen Hauptmaximums bestimmt wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlung eines Halbleiterlasers verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das gemessene Summensignal vorverstärkt und wahlweise mit gleichzeitiger Filterung bei fester Verstärkung oder automatisch geregelter Verstärkung vor der Digitalisierung nachverstärkt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtparallelen Anteile der Strahlung unmittel bar vor der Empfangseinheit ausgeblendet werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Summenintensität mit einem im Kurzschluß be triebenen Fotoelement gemessen wird.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An spruch 1 mit einer Strahlung im sichtbaren oder infra roten Bereich aussendenden Strahlungsquelle, einer opto elektronischen Empfangseinheit und einer eine Korrela tionsfunktion der von der Empfangseinheit gelieferten Meßsignale bildenden Auswerteeinheit, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung im Anschluß an die Strahlungsquelle (4) eine Kollimatoroptik (5) aufweist, der eine Doppel lochblende (6) nachgeschaltet ist, die die durchtretende Strahlung in zwei parallele Teilstrahlen zerlegt, daß die optoelektronische Empfangseinheit (7, 8, 9) dazu ausgelegt ist, die Summenintensität der Teilstrahlen nach Durchtritt oder Reflexion durch die Strömung zu messen, und daß die Auswerteeinheit (9, 10, 11) die Autokorrela tionsfunktion des Meßsignals bildet und aus dieser die Laufzeit der Streuzentren in der Strömung über die Teil strahldistanz ermittelt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (4) ein Halbleiterlaser ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangseinheit ein beide Teilstrahlen erfassendes Fotoelement (7) aufweist, dessen Kurzschlußstrom gemessen wird.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangseinheit einen Vorverstärker (8) und eine wahlweise nachzuschaltende Filtereinheit (9) mit Haupt verstärker und/oder automatischer Verstärkungsregelung (AGC) aufweist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit einen Analog/Digitalwandler (10) und einen Mikroprozessor mit Anzeigeeinheit oder Rechner (11) autweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (3) zur Intensitätsregelung der Halbleiterlaserstrahlung vorgesehen ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausblendung nichtparalleler Strahlungsanteile eine weitere, der Empfangseinheit (7, 8, 9) vorgeschaltete dickere Blende mit zwei Durchtrittskanälen vorgesehen ist.