DE3923349C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenes Verfahren zur Bestimmung des Empfangszeitpunktes in ein Übertragungsmedium abgestrahlter Ultraschallsignale und Anordnungen zur Durchführung der Verfahren.

Zur Messung der Werte bestimmter Parameter, Eigenschaften oder Zustände eines gasförmigen, flüssigen oder festen Mediums werden häufig Ultraschallsignale vorgesehen, die in der Gestalt von begrenzten Schwingungspaketen mehrfach wiederholt in dieses Medium abgestrahlt werden. Die Parameter des von dem Medium über­ tragenen Ultraschallsignales, insbesondere dessen Ausbreitungsge­ schwindigkeit, werden von den augenblicklich bestehenden Parametern des Mediums so beeinflußt, daß aus den dadurch aufgetretenen Änderungen der Parameter der übertragenen Ultraschallsignale augenblicklich bestehende Werte von Parametern des Übertragungs­ mediums bestimmt werden können. Bei solchen Messungen ist es vielfach erforderlich, an einem bestimmten Empfangsort der Meßan­ ordnung den genauen Empfangszeitpunkt der dort empfangenen Ultraschallsignale festzustellen.

Aus der deutschen Patentschrift 26 51 142 ist eine Anordnung zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit eines flüssigen Mediums bekannt, die in einem von dem Medium durchflossenen Meßrohr eine schräg zur Strömungsrichtung verlaufende Ultraschallübertragungs­ strecke als Meßstrecke enthält. In diese Übertragungsstrecke wer­ den abwechselnd in beide Übertragungsrichtungen Ultraschallsigna­ le in der Gestalt eines aus mehreren Schwingungen hoher Schwin­ gungsfrequenz bestehenden Schwingungspaketes abgestrahlt. Aus der Wiederholfrequenz der abwechselnd an den beiden Enden der Ultra­ schallübertragungsstrecke empfangenen Ultraschallsignale wird je ein Schwingungssignal gebildet. Der Phasenversatz der beiden Schwingungen wird bei der bekannten Meßanordnung zur Auswertung der Messung verwendet.

Auch aus der DE-OS 29 50 862 ist ein im wesentlichen dem zuvor beschriebenen Verfahren entsprechendes Verfahren zur Bestimmung der Laufzeit eines Ultraschall-Schwingungspaketes bekannt, bei dem die Verzögerung des Schwingungspaketes aus der Messung der Phasenverschiebung des mittleren Teiles, d. h. des eingeschwungenen Bereiches des Schwingungspaketes bestimmt wird. Die Messung ist dabei so eingestellt, daß der einer Verzerrung des Ultraschall­ signales entsprechende Ein- und Ausschwingbereich des Schwingungs­ paketes bei der Messung nicht erfaßt wird, da sie diese Messung stören. Die Messung der Phasenverschiebung erfordert jedoch gemäß der Druckschrift Schwingungspakete sehr großer Länge, bei­ spielsweise in der Größenordnung von einem Meter. Deshalb ist es bei dem angegebenen Meßverfahren notwendig, in der Meßstrecke sogenannte Schallspeicherstrecken in der Gestalt von längeren Rohren anzuordnen, in denen sich die Ultraschallsignale unbe­ einflußt von der Meßstrecke ausbreiten können.

Andererseits ist aus der DE-PS 33 47 420 ein Verfahren zur Bestimmung des Empfangszeitpunktes eines Ultraschallsignales bekannt, bei dem das Ultraschallsignal nur aus einem einzigen Impuls besteht. Um einen Meßfehler aufgrund der bei der Übertragung der Impulse auf der Ultraschallstrecke verursachten Signaldynamik und asymmetrischen Verformung der Impulse weitgehend zu beseitigen, werden für die Impulse, die einen jeweiligen Schwellwert überschreiten, die Fußpunkte festgestellt, insbeson­ dere der Fußpunkt der Rückflanke.

Bei einem aus der DE-OS 28 53 170 bekannten Meßverfahren werden Ultraschallsignale verwendet, die aus mehreren zu einem Schwingungspaket aneinandergereihten Schwingungen bestehen. Zur Bestimmung des Empfangszeitpunktes dieser Schwingungspakete wird am Empfangsort das Ultraschallsignal in ein elektrisches Auswertsignal umgewandelt und die Amplitude der ersten Halbwelle des Auswertsignales gemessen und gespeichert. Aus dem gespeicherten Amplitudenwert wird ein um einen voreingestellten Quotienten niederer Bezugspegel gebildet, mit dem das um einen bestimmten Zeitbetrag verzögerte Auswertsignal verglichen wird. Zu dem Zeitpunkt, an dem die erste Schwingung des verzögerten Auswertsignals diesen Bezugspegel überschreitet, wird eine Schalt­ flanke eines Schaltimpulses gebildet, die den Empfangszeitpunkt des empfangenen Ultraschallsignals am Empfangsort markiert. Um Störanzeigen zu vermeiden, ist bei dem bekannten Verfahren ein sogenannter Anzeigeerwartungsbereich vorgesehen. Nur innerhalb dieses Bereiches kann ein Empfangszeitpunkt ermittelt werden. Eine zusätzliche Amplitudenkontrollschwelle soll verhindern, daß Stör­ impulse einen Empfangszeitpunkt eines Ultraschallsignales vor­ täuschen.

Wie weiter oben schon erläutert, sind die ersten Schwingungshalb­ wellen eines Schwingungspaketes für eine genaue Messung des Empfangszeitpunktes eines Ultraschallsignales ungeeignet, da sie in einem durch undefinierte Verzerrungen gestörten Bereich des Einschwingungsbereiches des empfangenen Ultraschallsignales liegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur genauen Bestimmung des Empfangszeitpunktes von in ein Übertra­ gungsmedium abgestrahlter Ultraschallsignale am Empfangsort der Ultraschallübertragungsstrecke anzugeben. Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 oder 2 angegebenen Merkmale gelöst. Die das Verfahren betreffen­ den Unteransprüche kennzeichnen vorteilhafte Ausgestaltungen der Verfahren nach der Erfindung. In den eine Anordnung betreffenden Ansprüche sind vorteilhafte Anordnungen zur Durchführung eines Verfahrens nach der Erfindung angegeben.

Die Erfindung geht davon aus, daß die elektroakustischen Wandler, die die Ultraschallsignale in das Übertragungsmedium abstrahlen, ein bestimmtes Ein- und Ausschwingverhalten aufweisen. Dadurch erhalten die von den elektroakustischen Wandlern erzeugten und empfangenen Schwingungspakete eine für die Übertragungsstrecke der Ultraschallsignale charakteristische Gestaltung, beispiels­ weise einen bestimmten Einschwingbereich mit Schwingungen ständig zunehmender Amplitude und einen eingeschwungenen Bereich mit Schwingungen konstanten Amplitudenwertes.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung wird der Schaltpegel so bemessen, daß er eine bestimmte Halbwelle des Einschwingungsbe­ reiches mit großer Sicherheit erfaßt. Damit wird verhindert, daß der Empfangszeitpunkt der Ultraschallsignale an unterschiedlichen Schwingungen ihrer Schwingungspakete detektiert wird. Erste Schwingungen des Einschwingbereiches eines Schwingungspaketes eines übertragenen Ultraschallsignales können durch Kontinuitäts­ störungen des Übertragungsmediums innerhalb der Übertragungs­ strecke der Ultraschallsignale so gestört werden, daß sie nicht mehr für eine Zeitbestimmung detektierbar sind. In diesem Fall kann insbesondere bei Differenzmessungen mit verhältnismäßig kleinen Zeitdifferenzen ein Jittereffekt der zu messenden Zeit­ differenz auftreten, der zu einer unerwünschten Unsicherheit des Meßergebnisses führt.

Soll die Genauigkeit der Messung des Empfangszeitpunktes eines Ultraschallsignales noch weiter erhöht werden, ist es vorteil­ haft, den Empfangszeitpunkt durch einen Nulldurchgang einer Schwingung des elektrischen Schwingungspaketes zu bestimmen, der unabhängig vom Verhältnis der Amplitude der den Schaltpegel erst­ mals überschreitenden Halbwelle des Schwingungspaketes zum Wert des Schaltpegels ist.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand vorteilhafter Ausführungs­ beispiele näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines einem elektroaktustischen Wandler nachgeschalteten Signaldetektors,

Fig. 2 Diagramme 2a) bis 2d) zur Darstellung der Wirkungsweise eines in Fig. 1 dargestellten Signaldetektors und der Umwandlung der Ultraschallsignale während der Übertragung,

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines weiteren einem elektroakustischen Wandler nachgeschalteten Signaldetektors,

Fig. 4 Diagramme 4a) bis 4c) zur Erläuterung der Wirkungsweise des in Fig. 3 dargestellten Signaldetektors und

Fig. 5 Diagramme 5a) bis 5c) zur Erläuterung des Verfahrens zur Bestimmung des Empfangszeitpunktes eines Ultraschallsignales mit dem in Fig. 3 dargestellten Signaldetektor.

In Fig. 1 ist das Blockschaltbild eines Signaldetektors 1 darge­ stellt, mit dem der Empfangszeitpunkt eines am Empfangsort 4 eines elektroakustischen Schallwandlers 2 eintreffenden und vom Ultraschallwandler 2 in ein etwa maßstäbliches dementsprechendes elektrisches Auswertsignal 5 umgewandelten Ultraschallsignales 3 bestimmt wird. Der elektroakustische Wandler 2 ist so beschaffen, daß das an seinem Ausgang erzeugte elektrische Auswertsignal 5 ein maßstäbliches Abbild des mit dem elektroakustischen Wandler empfangenen Ultraschallsignales 3 ist. Der Signaldetektor enthält einen dem elektroakustischen Wandler nachgeschalteten, an einem Regeleingang 6 regelbaren Signalverstärker 7, der das vom elek­ troakustischen Wandler erzeugte Auswertsignal über den gesamten Regelbereich weitgehend unverfälscht auf die Signalleitung 8 des Signaldetektors überträgt. Zwischen dem Ausgang 9 des Signalver­ stärkers 7 und dessen Regeleingang 6 ist eine Regelschaltung 10 angeschlossen, die die Verstärkung des Signalverstärkers abhängig von der Steuerung durch eine Ablaufsteuerschaltung 11 regelt. Außerdem sind an dem Ausgang 9 des Signalverstärkers zwei Schwellwertschalter 12 und 13 angeschlossen, die ebenfalls von der Ablaufsteuerschaltung 11 wirksam geschaltet werden.

An Hand der Diagramme 2a) bis 2d) der Fig. 2 wird im folgenden das Verfahren erläutert, das zur Bestimmung des Empfangszeitpunk­ tes te eines Ultraschallsignales 3 am Empfangsort 4 eines elek­ troakustischen Wandlers 2 verwendet und mittels des Signaldetek­ tors 1 durchgeführt wird. Das am Empfangsort 4 von dem elektroa­ kustischen Wandler 2 empfangene Ultraschallsignal 3 ist im Dia­ gramm 2b) schematisch dargestellt und besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel aus zwei Schwingungspaketen aneinandergereih­ ter Ultraschallschwingungen 14, nämlich dem Schwingungspaket 15 und einem diesem vorgesetzten Trabantenschwingungspaket 16. Beide Schwingungspakete wurden aus einem elektrischen Signal 17 gebil­ det, das im Diagramm 2a) dargestellt ist und zwei dem Ultra­ schallsignal konforme Impulsschwingungspakete 18 und 19 enthält. Die Amplituden A1 und A2 der Impulsschwingungen 20 dieser beiden Impulsschwingungspakete 18 und 19 weisen ein bestimmtes Verhält­ nis a=A2/A1 auf. Dieses Amplitudenverhältnis a weisen auch die Amplituden A3 und A4 der beiden Schwingungspakete 15 und 16 des Ultraschallsignales 3 in ihren eingeschwungenen Bereichen 21 und 22 auf.

Das am Empfangsort 4 eintreffende Ultraschallsignal 3, das im Diagramm 2b) dargestellt ist, wird von dem elektroaktustischen Wandler 2 in ein abbildungsgleiches elektrisches Signal 5 umge­ wandelt und als solches vom Signalverstärker 7 an dessen Ausgang 9 auf die Signalleitung 8 des Signaldetektors 1 übertragen. Die­ ses Ausgangssignal ist als geregeltes Auswertsignal 23 für einen bestimmten Anfangsregelzustand des Signalverstärkers 7 im Dia­ gramm 2c) dargestellt. Mit Beginn des Aussendens eines Ultra­ schallsignales zum Zeitpunkt t01 wird über eine Steuerleitung 24 die Ablaufsteuerschaltung 11 des Signaldetektors 1 wirksam geschaltet, die über ein Pegelsignal p1 den ersten Schwellwert­ schalter 12 einschaltet. Dieser Schwellwertschalter schaltet den Programmablauf der Ablaufschaltung 11 ein, sobald ein Ausgangssi­ gnal des Signalverstärkers 7 den Pegelwert up1 dieses Pegelsigna­ les p1 überschreitet, was im Diagramm 2c) durch eine Anfangs­ schwingung 25 des Trabantenschwingungspaketes 26 des geregelten Auswertsignales 23 zum Zeitpunkt t11 erfolgt. Durch den Programm­ ablauf der Schaltung 11 wird während eines bestimmten Zeitberei­ ches Tb nach dem Einschaltzeitpunkt t11 die Regelschaltung 10 durch ein Bezugspegelsignal p2 mit dem Pegelwert up2 wirksam geschaltet. Die Regelschaltung 10 vergleicht während dieses Zeit­ bereiches Tb, der so bemessen ist, daß er innerhalb des einge­ schwungenen Bereiches 21 des Trabantensignales 16 des empfangenen Ultraschallsignales 3 liegt, das Ausgangssignal 23 des Signalver­ stärkers 7 mit dem Bezugspegelwert up2 und bildet aus dem Ver­ gleich ein Regelsignal für den Regeleingang 6 des Signalverstär­ kers, das die Verstärkung des Signalverstärkers so einstellt, daß sich die Amplitudenwerte A5 der Schwingungen 27 des auf der Signalleitung 8 befindlichen Trabantenschwingungspaketes 26 auf den Pegelwert up2 des Bezugspegelsignales p2 eingeregelt werden, wie dies im Diagramm 2c) im Zeitbereich Tb schematisch angedeutet ist. In diesem eingeregelten Zustand, in dem die Amplituden A5 der Schwingungen 27 des Trabantenschwingungspaketes 26 den Pegel­ wert up2 des Bezugspegelsignales p2 aufweisen, ist das Verhältnis des Amplitudenwertes A6 der Schwingungen 28 im eingeschwungenen Bereich 22 des zweiten Schwingungspaketes 29 des eingeregelten Auswertsignals 23 zum Pegelwert up2 des Bezugspegelsignales p2 gleich dem Amplitudenverhältnis a=A2/A1 der Amplituden A1 und A2 der beiden Impulsschwingungspakete 18 und 19 des das Ultra­ schallsignal 3 erzeugenden elektrischen Signales 17.

Diese Regeleinstellung der Regelschaltung 10 wird nach Ablauf des Zeitbereiches Tb für das Bezugspegelsignal p2 festgehalten und von der Ablaufsteuerschaltung 11 zu einem Zeitpunkt t14 zwischen dem Ende des Trabantenschwingungspaketes 26 und dem Anfang des zweiten Schwingungspaketes 29 ein Schaltpegelsignal p3 erzeugt, das den zweiten Schwellwertschalter 13 des Signaldetektors 1 wirksam schaltet. Dieser Schwellwertschalter 13 vergleicht die Schwingungen des nun auf die Signalleitung 8 des Signaldetektors 1 gelangenden zweiten Schwingungspaketes 29 mit dem Pegelwert up3 des Schaltpegelsignales p3 und erzeugt an seinem Signalausgang 30 eine Schaltflanke, sobald eine Schwingung 32 dieses zweiten Schwingungspaketes 29 den Pegelwert up3 des Schaltpegelsignales p3 erstmals überschreitet. Dieser Pegelwert up3 des Schaltpegel­ signales p3 ist so bemessen, daß eine bestimmte Schwingung 32 des Einschwingbereiches des zweiten Schwingungspaketes 29 des einge­ regelten Auswertsignales 23, die identisch ist mit dem Ein­ schwingbereich 33 des Schwingungspaketes 15 des empfangenen Ultraschallsignales 3, mit großer Sicherheit diesen Pegelwert up3 erstmals überschreitet. Dieser Schnittpunkt 34 (Diagramm 2c) zum Zeitpunkt t15 bestimmt den Empfangszeitpunkt te des am Empfangs­ ort 4 empfangenen Ultraschallsignales 3 und löst im zweiten Schwellwertschalter 13 die Schaltflanke 31 eines Ausgangssignales 35 als Zeitsignal für den Empfangszeitpunkt te des Ultraschallsi­ gnales 3 aus, wie im Diagramm 2d) dargestellt ist.

Da die die Schaltflanke 31 auslösende Schwingung 32 des eingere­ gelten Auswertsignales 23 durch dieses Bestimmungsverfahren ein­ deutig festgelegt ist, ist auch der Abstand Ts der Vorderflanke 36 dieser Schwingung vom Anfang des empfangenen Ultraschallsigna­ les 3 definiert durch den entsprechenden Abstand Ts der entspre­ chenden Impulsschwingung 37 von Anfang 38 des die Impulsschwin­ gung 37 enthaltenden elektrischen Signals, das das Ultraschallsi­ gnal 3 erzeugt. Dieser Abstand Ts wird von dem durch die Schalt­ flanke 31 bestimmten Empfangszeitpunkt te abgezogen, wenn es erforderlich ist, den wahren Empfangszeitpunkt te0 des empfange­ nen Ultraschallsignales 3 zu bestimmen.

Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Signaldetek­ tors 41 ist zur Bestimmung des Empfangszeitpunktes te eines an einem Empfangsort 4 empfangenen Ultraschallsignales vorgesehen, das nur aus einem Schwingungspaket 15 besteht, und stimmt in wesentlichen Teilen mit dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungs­ beispiel eines Signaldetektors 1 überein. Die Ultraschallsignale 3 werden mit einer bestimmten Wiederholungsfrequenz abgestrahlt und am Empfangsort 4 vom elektroakustischen Wandler 2 empfangen und in ein elektrisches Auswertsignal für den Signalverstärker 7 des Signaldetektors 41 umgewandelt. Von den vom Signalverstärker 7 auf die Signalleitung 8 des Signaldetektors 41 übertragenen, den empfangenen Ultraschallsignalen 3 entsprechenden elektrischen Schwingungspaketen sind vier Schwingungspakete 43.1 bis 43.4 im Diagramm 4a) der Fig. 4 schematisch dargestellt. Mit der Abstrah­ lung jedes Ultraschallsignales wird die Ablaufsteuerschaltung 42 des Signaldetektors 41 über eine Steuerleitung 24 wirksam geschaltet. Die Ablaufsteuerschaltung ihrerseits schaltet die Regelschaltung 10 des Signaldetektors 41 mit einem Bezugspegelsi­ gnal p2 wirksam, wie ebenfalls im Diagramm 4a) angedeutet ist. Die Regelschaltung 10 erzeugt durch einen Vergleich der auf der Signalleitung 8 befindlichen elektrischen Schwingungspakete 43.x mit dem Pegelwert up2 des Bezugspegelsignales p2 ein Regelsignal, das die Verstärkung des Signalverstärkers 7 so regelt, daß die Amplituden A6 der Schwingungen 28 des eingeschwungenen Bereiches 22 der Schwingungspakete 43.1 bis 43.4 auf den Pegelwert up2 des Bezugspegelsignales p2 eingeregelt werden, wie im Diagramm 4a) schematisch angedeutet ist. Außerhalb des Empfanges eines Ultra­ schallsignales, d.h. wenn kein Auswertsignal 43.1 auf der Signal­ leitung 8 des Signaldetektors 41 ist, wird die Verstärkungsein­ stellung für den Signalverstärker 7 bis zum Eintreffen des näch­ sten Auswertsignales 43.2 im Wert der letzten Verstärkungsein­ stellung festgehalten, was durch einen Sample-&-Hold-Kondensator 46 am Regeleingang 6 des Signalverstärkers 7 angedeutet ist.

Erst wenn der Amplitudenwert A6 der Schwingungen 28 des einge­ schwungenen Bereiches 22 des Schwingungspaketes 29 den Pegelwert up2 des Bezugspegelsignales p2 erreicht hat, beispielsweise beim elektrischen Schwingungspaket 43.3, wird mit dem nächsten Bezug­ spegelsignal P2 für das elektrische Schwingungspaket 43.4 auch der Schwellwertschalter 13 wirksam geschaltet. Dies erfolgt bei­ spielsweise durch ein Steuersignal 44 (Diagramm 4b) über eine Steuerleitung 45, so daß der Schwellwertschalter 13 am nächstfol­ genden elektrischen Schwingungspaket 43.4 den Vergleich mit dem Pegelwert up3 des Schaltpegelsignales p3 durchführen kann und beim ersten Überschreiten dieses Pegelwertes am Schnittpunkt 34 eine Schaltflanke 31 seines Ausgangssignales 35 erzeugt (Diagramm 4c).

Das eingeregelte elektrische Schwingungspaket 43.4 ist im Dia­ gramm 5a) der Fig. 5 nochmals ausführlich dargestellt. Die Ampli­ tude A6 der Schwingungen 28 im eingeschwungenen Bereich 22 sind auf den Pegelwert up2 des Bezugpegelsignales p2 eingeregelt. Der Pegelwert up3 des Schaltpegelsignales p3 ist so eingestellt, daß er im Einschwingungsbereich 33 des eingeregelten elektrischen Schwingungspaketes 43.4 eine bestimmte Schwingung 32 mit großer Sicherheit erfaßt, so daß der erste Schnittpunkt 34 dieser Schwingung mit dem Schaltpegel up3 die Schaltflanke 31 im Aus­ gangssignal 35 (Diagramm 5b) des Schwellwertschalters 13 als Emp­ fangszeitpunkt te des empfangenen Ultraschallsignales 3 dar­ stellt. Diese Einstellung des Schaltpegels up3 liegt im darge­ stellten Ausführungsbeispiel deutlich unterhalb dem Bezugspegel up2.

Im allgemeinen liegt der Schnittpunkt 34 der den Schaltpegel up3 zuerst überschreitenden Halbwelle 32 im oberen Teil der Halbwel­ le, der je nach den Störungen auf der Ultraschallübertragungs­ strecke wechselnden Verformungen ausgesetzt ist. Dadurch wandert auch der Schnittpunkt 34 der Halbwelle von Auswertsignal zu Aus­ wertsignal auf der Linie des Schaltpegels up3. Um diese zwar ver­ hältnismäßig geringe Unsicherheit des Empfangszeitpunktes te zu verringern, enthält der Signaldetektor 41 einen an den Ausgang 9 des Signalverstärkers 7 angeschlossenen Nulldurchgangsdetektor 47, der von der Schaltflanke 31 des Ausgangssignales 35 des Schwellwertschalters 13 wirksam geschaltet wird. Dadurch erzeugt der Nulldurchgangsdetektor 47 im dargestellten Ausführungsbei­ spiel an der zweiten Nullstelle 48 der den Schaltpegel up3 zuerst überschreitenden Halbwelle 32 eine Schaltflanke 49 in seinem Aus­ gangssignal 50, wie im Diagramm 5c) dargestellt ist. Diese Schaltflanke 49 bestimmt wegen der geringen Wanderung der Null­ durchgänge des Auswertsignales einen sehr genauen Empfangszeit­ punkt te0 des am Empfangsort 4 empfangenen Ultraschallsignales 3.

Claims (7)

1. Verfahren

• - zur Bestimmung des Empfangszeitpunktes (te) in ein Übertragungs­ medium abgestrahlter Ultraschallsignale (3), von denen jedes Ultraschallsignal (3) wenigstens ein Schwingungspaket (15) enthält, das aus mehreren aufeinanderfolgenden Ultraschall­ schwingungen (14) besteht und eine bestimmte, signalbestimmende Schwingungshalbwelle enthält, und am Empfangsort (4) in ein dem empfangenen Ultraschallsignal entsprechendes elektrisches Auswertsignal (23) umgewandelt wird,
• - bei dem der Empfangszeitpunkt des am Empfangsort empfangenen Ultraschallsignals durch eine Schaltflanke (31) dargestellt wird, die bei einem Vergleich des im elektrischen Auswertsignal enthaltenen elektrischen Schwingungspaketes (29) mit einem Schaltpegelsignal (p3) dann erzeugt wird, wenn die das Signal bestimmende Schwingungshalbwelle (32) des elektrischen Schwingungspaketes erstmals den Pegelwert (up3) des Schaltpegel­ signales überschreitet, und
• - bei dem der Pegelwert dieses Schaltpegelsignales deutlich unterhalb des Amplitudenwertes (A6) einer bestimmten Halbwelle (28) eines elektrischen Schwingungspaketes liegt und mit dem Amplitudenwert einer bestimmten Schwingung des elektrischen Auswertsignales einen bestimmten Quotienten (q) bildet,

dadurch gekennzeichnet,

• - daß für die signalbestimmende Schwingungshalbwelle (32) eine un­ gestörte Halbwelle des Einschwingungsbereiches (33) des Schwingungs­ paketes (15) des Ultraschallsignales (3) bestimmt wird,
• - daß im Ultraschallsignal (3) wenigstens ein eingeschwungener Bereich (21, 22) gebildet wird,
• - daß das elektrische Auswertsignal (23; 43.x) mit einem Bezugspegelsignal (p2) verglichen wird und pegelmäßig so lange verändert wird, bis der Amplitudenwert (A5; A6) der Schwingungen (27; 28) eines bestimmten eingeschwungenen Bereiches (21; 22) des elektrischen Auswertsignales gleich einem bestimmten Pegelwert (up2) des Bezugspegelsignales (p2) ist, und
• - daß der Pegelwert (up3) des Schaltpegelsignales (p3) auf den Amplitudenwert (A6) der Halbwellen (28) des unmittelbar dem Einschwingungsbereich (33) folgenden eingeschwungenen Bereiches (22) des elektrischen Schwingungspaketes (29) des auf den Pegelwert (up2) des Bezugspegelsignales (p2) eingeregelten elektrischen Auswertsignales (23) bezogen wird und so eingestellt wird, daß der die signalbestimmende Schwingungshalbwelle enthaltende Einschwingbereich des auf den Bezugspegel eingeregelten elektrischen Auswertsignales das Schaltpegelsignal (p3) erstmals mit der signalbestimmenden Schwingungshalbwelle (32) überschreitet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach einem bestimmten Nulldurchgang (48) nach dem Zeitpunkt (t15), an dem das elektrische Schwingungspaket (29) mit der signalbestimmenden Schwingungshalbwelle (32) erstmals das Schalt­ pegelsignal (p3) überschritten hat, eine weitere Schaltflanke (49) gebildet wird, die den Empfangszeitpunkt (te0) des am Empfangsort (4) empfangenen Ultraschallsignales (3) darstellt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Bezugspegelsignal (p2) zu vergleichende bestimmte eingeschwungene Bereich des elektrischen Auswertsignales (23) der dem Einschwingungsbereich (33) mit der signalbestimmenden Schwingungshalbwelle (32) des elektrischen Schwingungspaketes (29) folgende eingeschwungene Bereich (22) dieses Schwingungspaketes ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Bezugspegelsignal (p2) zu vergleichende bestimmte eingeschwungene Bereich des elektrischen Auswertsignales (23) ein bestimmter eingeschwungener Bereich (21) des am Empfangsort (4) in ein elektrisches Trabantenschwingungspaket (26) umgewandelten Ultraschall-Trabantenschwingungspaketes (16) ist, das zusätzlich zu dem die signalbestimmende Schwingungshalbwelle (32) enthaltenden Schwingungspaket (15) im Ultraschallsignal (3) übertragen wird.

5. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einem am Empfangsort angeordneten elektro­ akustischen Wandler, der ein empfangenes Ultraschallsignal in ein dem empfangenen Ultraschallsignal entsprechendes elektrisches Auswertsignal umwandelt, dadurch gekennzeichnet,

• - daß ein dem elektroakustischen Wandler (2) nachgeschalteter Signaldetektor (1) in seinem Signalweg (8) einen Signalverstärker (7) enthält, dessen Verstärkung an einem Regeleingang (6) ein­ stellbar ist,
• - daß zwischen dem Ausgang (9) des Signalverstärkers (7) und dessen Regeleingang eine Regelschaltung (10) angeordnet ist, die den vorbestimmten eingeschwungenen Bereich (21) des elektrischen Auswertsignales (23) erfaßt und die Verstärkung des Signalver­ stärkers so einstellt, daß die Amplituden (A5) der Schwingungen (27) dieses Bereiches des geregelten Auswertsignales (23) gleich dem Pegelwert (up3) des Bezugspegelsignales (p3) sind, und
• - daß in eingeregeltem Zustand des Signalverstärkers ein diesem nachgeschalteter Schwellenwertschalter (13) in einem Aus­ gangssignal (35) eine Schaltflanke (31) erzeugt, sobald eine Schwingung (32) des Einschwingbereiches (33) eines auf den Signalweg des Signaldetektors übertragenen elektrischen Schwin­ gungspaketes (29) eines eingeregelten elektrischen Auswertsigna­ les (23) einen bestimmten eingestellten Pegelwert (up3) eines Schaltpegelsignales (p3) überschreitet.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

• - daß an den Signalweg (8) des Signaldetektors (41) der Signal­ eingang eines Nulldurchgangdetektors (47) angeschlossen ist, der von der Schaltflanke (31) des Schwellwertschalters (13) wirksam geschaltet wird, und
• - daß der Nulldurchgangsdetektor bei einem bestimmten Null­ durchgang (48) der Schwingungen des elektrischen Schwingungspake­ tes (29) nach der Schaltflanke (31) des Schwellwertschalters eine Schaltflanke (49) an einem Ausgangssignal (50) erzeugt.