DK166695B1 - Gennemstroemningsvolumenmaaler til flydende medier - Google Patents

Description

i DK 166695 B1

Den foreliggende opfindelse angår en elektronisk gennemstrøm-ningsvolumenmåler af den i krav l's indledning angivne art, som f.eks. anvendes i varmemålere.

Gennemstrømningsvolumenmålere af denne art måler strømnings-5 hastigheden og dermed mængden af et medium gennem et målerør baseret på løbetidsdifferensen mellem to ultralydbølgepakker på f.eks. mere end 100 perioder, der samtidig gennemløber målerøret i modsat retning én gang pr. målecyklus. I et valgt afsnit af de to ultralydbølgepakker bliver i hver periode faseforskydningen α mellem de 10 på vejen gennem målerøret af strømningen forsinkede henholdsvis accelererede ultralydbølger udmålt med en aftastningsfrekvens, og de resulterende impulser bliver omregnet til mængdeenheder.

Et sådant til teknikkens stade svarende apparat er kendt fra CH patentskrift nr. 604.133.

15 Karakteristisk for disse gennemstrømningsvolumenmålere er en foreskreven gennemstrømningsretning af mediet, en evaluerbar faseforskydning α på maksimalt 180°, og en målefejl, som opstår ved, at måleren ved en meget lille eller slet ingen gennemstrømning registrerer for mange mængdeenheder.

2° Denne målefejl begrænser den minimale med forudbestemt nøjag tighed målelige gennemstrømningsmængde.

Formålet med opfindelsen er at forbedre dynamikken af gennemstrømningsvolumenmåleren, dvs. forholdet mellem største og mindste gennemstrømningsmængde ved forudgiven målenøjagtighed, ved undgåelse 25 af årsagerne til den ovennævnte målefejl.

En nøjagtig analyse af målemetoden i henhold til den kendte teknik viser, at der til strømningen af mediet i målerøret adderer sig en lille strømningskomposant i og modsat den forudgivne gennemstrømningsretning, når søjlen af mediet i målerøret som følge af 30 rystelser eller pumpevibrationer sættes i længdesvingninger. De til teknikkens stade svarende apparater registrerer kun den absolutte størrelse af gennemstrømningsmængden baseret på mange målinger af ca. 1 ms varighed, så at apparaterne ved meget lille eller slet ingen gennemstrømning ved svingninger i mediet fejlagtigt viser en gennemstrømningsmængde, den såkaldte skvulpemængde. Denne omstændighed førte til løsning af den stillede opgave ved hjælp af de i krav l's kendetegnende del angivne foranstaltninger.

_Opfindelsen skal herefter forklares nærmere under henvisning til tegningen, hvor DK 166695 B1 2 fig. 1 viser en udførelsesform for en måleanordning til en gennemstrømningsvolumenmåler eller som del af en varmemængdemåler, fi g. 2 et tidsdiagram over en målecyklus, 5 fig. 3 en udførelsesform for en måleenhed og en tælleanord ning, fig. 4 en udførelsesform for en flanketrigget fasedetektor, fig. 5 et tilstandsdiagram for fasedetektoren i fig. 4 og fig. 6 et tidsdiagram over signalerne i måleenheden og 10 tælleanordningen.

Betegnelsen for ind- og udgange af standardiserede logikkredsløb og disses afbildning på tegningen følger "Handbuch fiir Hochfre-quenz- und Elektrotechniker" af C. Rint, bind 3, side 293 til 295, HQthing und Pflaum Verlag, Miinchen, Tyskland. For i og for sig 15 kendte delkredsløb bliver der også henvist til "Advanced Electronic Circuits" af U. Tietze und CH. Schenk, Verlag Springer Berlin Heidelberg, New York 1978, ISBN 3-540-08750-8. Eventuelle i denne forbindelse forekommende med overliggende tværbjælker forsynede bogstaver til angivelse af en logisk inverteret tilstand bliver 20 karakteriseret med indekset "BAR", f.eks. Rg^·

Den i fig. 1 viste gennemstrømningsvolumenmåler, som den f. eks. bruges som en del af en varmemåler, består i det væsentlige af en måleværdi gi ver 1 med et målerør 2, hvori der løber et flydende medium fra en tilslutningsstuds 3 til en tilslutningsstuds 4 i en 25 forudbestemt med en pil 5 angivet strømningsretning, og af måletransducere δ og 7 for ultralyd, en sendeenhed 8, en styreenhed 9, en måleenhed 10 til bestemmelse af en løbetidsdifferens t af ultralydbølgerne, en aftastningsgenerator 11 med frekvensen f2» en tælleanordning 12 med en visningsanordning 13 og en impulsgiver 14 30 med frekvensen fg.

Måletransducerne 6,7 står overfor hinanden og udsender periodisk samtidigt ultralydbølgepakker, dvs. en bølgepakke løber i retning af pilen 5 og en bølgepakke modsat deraf. De ved enden af målerøret 2 værende måletransducere 7 henholdsvis 6 modtager derfor 35 en af strømningen accelereret henholdsvis forsinket ultralydbølgepakke.

Sendeenheden 8 indeholder en oscillator 15 med en frekvens fj.

Et taktsignal 16 fra oscillatoren 15 bliver i den fortrinsvis af en tællekæde bestående styreenhed 9 benyttet til at frembringe et DK 166695 B1 3 kommandos i gnal 17 for en omskifter 18 og et frigivesignal 19 for måleenheden 10 og visningsanordningen 13.

En fortrinsvis smal impuls 20 fra impulsgiveren 14 bringer styreenheden 9 til at påbegynde en målecyklus 21 (fig. 2). Målecyk-5 len består af en sendefase 22, en modtagefase 23 og. en hvilefase 24.

Den efterfølgende impuls afslutter hvilefasen 24, og en ny målecyklus 21' begynder.

Frekvensen fQ af impulserne 20 (fig. 1) bliver fordelagtigt svarende til temperaturen af mediet i målerøret 2 passende ændret 10 til kompensation af den temperaturafhængige lydhastighed af mediet cQ i tilfælde af en ren gennemstrømningsmåler. Ved en varmemængdemåler derimod afhænger frekvensen f af impulserne 2o fortrinsvis yderligere af differensen mellem fremløbstemperaturen af en varmeforbruger og dennes tilbageløbstemperatur.

15 Sendefrekvensen fj føres over den af kommandosignalet 17 styrede omskifter 18 under en forudbestemt varighed, f.eks. under 128 perioder, som et sendesignal 25 over et fælles tilførselspunkt 26 og tilkoblingsled 27 til måletransducerne 6 og 7. Måletransducerne 6 og 7 frembringer i mediet pr. målecyklus 21 (fig.

20 2) hver sin ultralydbølgepakke med den forudbestemte varighed.

Sendefrekvensen fj ligger fortrinsvis i området fra 0,9 til 1,2 MHz.

I fig. 1 bliver det fælles tilførselspunkt 26 fra omskifteren 18 fortrinsvis jordet under modtagefasen 23 (fig. 2). Til evalueringen er det fordelagtigt kun at udnytte en midterdel af den 25 modtagne ultralydbølgepakke, f.eks. de midterste 64 perioder. Denne udvælgelse er forudgivet ved den tidsmæssige beliggenhed og længden af frigivesignalet 19. Fig. 2 viser den tidsmæssige rækkefølge af signalerne 17,19,20,28 og 29 under en målecyklus 21.

De to ultralydbølgepakker gennemløber målestrækningen i måle-30 røret 2 (fig. 1) med hastighederne cQ + cm (i strømningsretningen henført til den med pilen 5 antagne strømningsretning) og cQ - cm (modsat strømmen), hvor cm står for strømningshastigheden af mediet. Måletransduceren 6 modtager den modsat strømmen (=UP stream) indkommende ultralydbølge og frembringer et elektrisk UP-modtagesignal 35 28. Måletransduceren 7 modtager den i strømningsretningen (=D0WN

stream) indkommende ultralydbølge og frembringer et elektrisk DOWN-modtagesignal 29. Så længe cffl har en værdi større end nul, fås en positiv faseforskydning α mellem DOWN-modtagesignalet 29 og UP-modtagesignalet 28. Ifølge CH patentskrift nr. 604.133 gælder i DK 166695 B1 4 2 den første tilnærmelse for løbetidsdifferensen tλ 2*b*cm/c , hvor b står for længden af målestrækningen, og for faséforskydningen α giver dette α = t*fj*360°. Hvis mediet i tiden fra udsendelsen til modtagelsen af ultralydbølgerne strømmer i retning modsat pilen 5, 5 har cm en værdi mindre end nul, og der indstiller sig en negativ værdi for faseforskydningen α.

Hvis UP-modtagesignalet 28 forsinkes i måleenheden 10 af elektroniske midler, bliver der til faseforskydningen α adderet en yderligere konstant positiv faseforskydning 5a, dvs. der indtræder 10 en nul punktsforskydning Γ. Tælleanordningen 12 omformer summen af faseforskydningerne, en fasedifferens α+δα, for hver målecyklus 21 (fig. 2) til en sum af mængdeenheder. Til korrektion af nulpunktsforskydningen Γ formindsker visningsanordningen 13 derefter denne sum med et konstant til den yderligere faseforskydning δα svarende 15 tal og adderer resultatet til de allerede lagrede aflæselige mængdeenheder. Måleenheden 10 (fig. 1) kan derfor også i henseende til pilen 5 konstatere negative strømningshastigheder cm, så længe fasedifferensen α+δα forbliver større end nul.

I henhold til fig. 3 bliver hvert af modtagesignalerne 28 og 29 20 ført til en indgang på en tærskel værdiomski fter 30 henholdsvis 31 i måleenheden 10. Til bestemmelse af løbetidsdifferensen t af de to ultralydbølger måles faseforskydningen α mellem DOWN-modtagesignalet 29 og UP-modtagesignalet 28. Tærskel værdiomskifteren 30 omformer det analoge signal 28 til et digitalt udgangssignal 32, og tærskelvær-25 diomskifteren 31 omformer det analoge signal 29 til et digitalt udgangssignal 33. Hver tærskel værdi omskifter 30 henholdsvis 31 frembringer under den positive halvbølge af modtagesignalet 28 henholdsvis 29 et udgangssignal 32 henholdsvis 33 med logisk "H" og under den negative halvbølge af modtagesignalet 28,29 et udgangs-30 signal med logisk "L".

I et evalueringskredsløb i henhold til den kendte teknik bestemmer signalløbetider i de forskellige portkredsløb den mindste konstaterbare faseforskydning α og dermed den minimale strømning af mediet. Med fordel bliver udgangssignalerne 32 og 33 for den videre 35 signalbehandling imidlertid synkroniseret med aftastningsimpulserne 34 fra aftastningsgeneratoren 11. De logiske tilstande af udgangssignalerne 32 og 33 bliver ved skiftning af den logiske tilstand af aftastningsimpulsen 34 fra "L" til "H" overtaget af de længere nedenfor beskrevne synkroni serings-flip-flop på disses D-indgang.

DK 166695 B1 5

Dermed bestemmer portløbetiderne ikke mere den mindste konstaterbare faseforskydning a, men de en størrelsesorden mindre forberedelsestider for takt- og dataindgangene på synkroni serings-flip-flop'ene og frekvensen f2 af aftastningsimpulserne 34. Da frekvenserne fj og 5 f2 i henhold til kendt teknik ikke må danne hel tal lige forhold, bliver faseforskydningen α trods kvanti seri ngen i enheder af periodevarigheden af aftastningsfrekvensen f2 over en længere måletid bestemt nøjagtigt. Synkroniseringen af signalerne tillader anvendelse af symmetriske firkantimpulser i stedet for snarere nålefor-10 mede i henhold til den kendte teknik og dermed en højere frekvens f2, dvs. måleanordningen kan konstatere mindre mængdeenheder og derfor tælle mere nøjagtigt uden at forlade den strømbesparende CMOS-teknik til evalueringselektronikken. Dette er eksempelvis særlig fordelagtigt til en af et batteri fødet udførelse af måleap-15 paratet.

Synkroniseringen af udgangssignalerne 32 og 33 muliggør desuden en med simple midler tilvejebragt fordelagtig nul punktsforskydning Γ i positiv tælleretning ved forsinkelse af udgangssignalet 32 med n taktperioder i forhold til udgangssignalet 33, hvor n er et positivt 20 hel tal.

Til en sådan synkronisering kan der vælges en fra "Advanced Electronic Circuits" af U. Tietze og CH. Schenk på side 313 kendt D-flip-flop-kreds. I en foretrukken udførelsesform for måleapparatet (fig. 1) er aftastningsimpulserne 34 fra aftastningsgeneratoren 11 25 for den synkrone bearbejdning af signalerne 28,29 ført til en indgang 35 på måleenheden 10 og til en indgang 36 på tælleanordnin-gen 12. Ved hjælp af ledninger 37,38 bliver måleresultatet ført fra måleenheden 10 til tælleanordningen 12. Dertil kræves yderligere en returledning 39 fra tælleanordningen 12 til måleenheden 10.

30 Fig. 3 viser en mulig udførelse af måleenheden 10. Udgangssig nalet 33 fra tærskel værdi omskifteren 31 bliver ført til D-indgangen på en første D-flip-flop 40, og udgangssignalet 32 fra tærskel værdiomskifteren 30 bliver ført til D-indgangen på en anden D-flip-flop 41. Q-udgangen på den første D-flip-flop 40 er forbundet 35 med en indgang på en første IKKE-port 42 og med en indgang 43 på en første flanketrigget fasedetektor 44. Udgangen på IKKE-porten 42 står i forbindelse med en indgang 45 på en anden flanketrigget fasedetektor 46. Q-udgangen på den anden D-flip-flop 41 er forbundet med D-indgangen på et n-trins skifteregister 47, hvor n er et helt DK 166695 B1 6 positivt tal. Signaler på Q-udgangen på skifteregistret 47 bliver ført til en indgang 48 på fasedetektoren 44 og til en indgang på en anden IKKE-port 49. Udgangen på IKKE-porten 49 er forbundet med en indgang 50 på den anden fasedetektor 46. En udgang 51 på den første 5 fasedetektor 44 og en udgang 52 på den anden fasedjtektor 46 står i forbindelse med D-indgangen på en tredie D-flip-flop 53 henholdsvis en fjerde D-flip-flop 54. Over indgangen 35 modtager måleenheden 10 aftastningsimpulserne 34 til synkroniseringen. Disse aftastningsim-pulser 34 fra taktgeneratoren 11 bliver ført til T-indgange på 10 kredsløbskomponenterne 40,41,44,46,47,53 og 54.

Et evalueringskredsløb 55 i måleenheden 10 detekterer værdier af fasedifferensen α+δα i området fra 0° til 360°. Ved den i fig. 3 viste fordelagtige udførelsesform er de to Q-udgange på D-flip-flop 'ene 53 og 54 forbundet med de to indgange på en første 15 NAND-port 56, med de to indgange på en første EKSKLUSIV-ELLER-port 57 og med de to indgange på en første ELLER-port 58. Udgangen på EKSKLUSIV-ELLER-porten 57 står ved hjælp af ledningen 37 i forbindelse med tælleanordningen 12. Returledningen 39 og udgangen på ELLER-porten 58 er forbundet med de to indgange på en anden 20 NAND-port 59, udgangene på de to NAND-porte 56 og 59 er derimod forbundet med de to indgange på en tredie NAND-port 60. Udgangen på NAND-porten 60 er ved hjælp af ledningen 38 ligeledes forbundet med tælleanordningen 12.

En udførelsesform for tælleanordningen 12 er vist i fig. 3. Den 25 har i det første binære tælletrin en af en femte D-flip-flop 61 og en anden EKSKLUSIV-ELLER-port 62 bestående synkrontæller 63 og i det andet tælletrin en af en sjette D-flip-flop 64 og en tredie EKSKLUSIV-ELLER-port 65 bestående anden synkrontæller 66. I den første

synkrontæller 63 er Q-udgangen på D-flip-flop'en 61 og indgangen 37 30 på tælleanordningen 12 ført til de to indgange på EKSKLUSIV-EL

LER-porten 62. Udgangen på porten 62 er forbundet med D-indgangen på D-flip-flop'en 61. Q-udgangen på D-flip-flop'en 61 er også over returledningen 39 ført til en indgang på NAND-porten 59. Ved den anden synkrontæller 66 er Q-udgangen på D-flip-flop'en 64 forbundet 35 med indgangen på de efterfølgende binære tælletrin 67 og en første indgang på den tredie EKSKLUSIV-ELLER-port 65. Indgangen 38 på tælleanordningen 12 er ført til en anden indgang på porten 65.

Udgangen på porten 65 er forbundet med D-indgangen på D-flip-flop'en 64. Q-udgangene på D-flip-flop'ene 61 og 64 samt udgangene på de DK 166695 B1 7 efterfølgende binære tælletrin står i forbindelse med visningsanordningen 12. Over indgangen 36 er T-indgangene på de to D-flip-flop 61 og 64 forbundet med aftastningsgeneratoren 11 som taktgiver.

5 Frigivesignalet 19 bliver ført til en Rg^-indgang på D-flip- flop'ene 40 og 41, fasedetektorerne 44 og 46 og visningsanordningen 13.

Fig. 4 viser en udførelsesform for fasedetektorerne 44 og 46. Nummereringen og betegnelserne for ind- og udgangene på kredsløbet 10 svarer til den samme nummerering og de samme betegnelser for fasedetektoren 44 henholdsvis 46 i fig. 3. Disse fasedetektorer 44 og 46 arbejder synkront med aftastningsimpulserne 34. I fig. 4 er indgangen 35 forbundet med T-indgangen på en syvende D-flip-flop 68, en ottende D-flip-flop 69 og en niende D-flip-flop 70. Frigivesignalet 15 19 bliver ført til RBAR-indgangen på D-flip-flop'ene 68,69 og 70.

Indgangen 43,45 er forbundet med D-indgangen på D-flip-flop'en 68 og med en indgang på en fjerde NAND-port 71. Qg^R-udgangen på D-flip-flop'en 68 er ført til en anden indgang på porten 71. Udgangen på porten 71 er ført til en indgang på den anden ELLER-port 72. Der 20 findes en forbindelse mellem indgangen 48,50, D-indgangen på D- flip-flop'en 70 og indgangen på en tredie IKKE-port 73. Udgangen på porten 73 er forbundet med en indgang på en NOR-port 74, en anden indgang på NOR-porten 74 er forbundet med Q-udgangen på D-flip-flop'en 70. Udgangen på porten 74 er ført til en indgang på en 25 tredie ELLER-port 75 og til en anden indgang på ELLER-porten 72.

Hver udgang på portene 72 og 75 er forbundet med en indgang på en femte NAND-port 76. Der findes en forbindelse mellem udgangen på porten 76 og D-indgangen på D-flip-flop'en 69. Qg^R-udgangen på D-flip-flop'en 69 er ført til en anden indgang på ELLER-porten 75.

30 Q-udgangen på kredsløbet 69 er forbundet med udgangen 51, 52.

Fasedetektoren 44 henholdsvis 46 har otte forskellige af forhistorien afhængige tilstande. I fig. 5 er disse tilstande vist som cirkler 77. I den øverste halvdel af hver cirkel er indtegnet den med et bogstav a,b,c,d,e,f,g og h betegnede tilstand, og i den 35 nederste halvdel står det logiske symbol for signalet på udgangen 51,52 (fig. 4) på kredsløbet. Retningspile 78 (fig. 5) er forsynet med (x,y)-symbolpar 79, hvor x betyder den logiske tilstand af indgangen 43,45 (fig. 4) og y den logiske tilstand af indgangen 48,50 på tidspunktet for forekomsten af aftastningsimpulsen 34. Så DK 166695 B1 8 længe frigivesignalet 19 er i tilstanden "L", er D-flip-flop'ene 68,69 og 70 tilbagestillet, dvs. deres Q-udgange har et logisk "L" og deres Qg^-udgange et logisk "H". Tilstanden af de to fasedetektorer 44 og 46 er "a". Så snart frigivesignalet 19 har tilstanden 5 "H", blivet tilstanden af kredsløbet ved .. forekomsten af aftastningsimpulsen 34 ændret svarende til de logiske tilstande af indgangene 43,48 henholdsvis 45,50. I fig. 5 henviser retningspilen 78 med det tilsvarende symbol par 79 til cirklen 77 med den nye tilstand af fasedetektoren 44 henholdsvis 46.

10 I fig. 3 bliver udgangssignalerne 32 henholdsvis 33 synkroni seret ved hjælp af de af aftastningsimpulserne 34 med aftastnings-frekvensen f2 taktstyrede D-flip-flop 41 henholdsvis 40, da kun det på tidspunktet for den positive flanke af aftastningsimpulserne 34 på D-indgangen liggende udgangssignal 32 henholdsvis 33 fra D-flip-15 flop'en bliver videreført til Q-udgangen på D-flip-flop'en. D-flip-flop'en 40 frembringer på udgangen et DOWN-signal 80 og D-flip-flop'en 41 et UP-signal 81. DOWN-signalet 80 og det i IKKE-porten 42 inverterede signal 80' er indgangssignaler til de to fasedetektorer 44,46. UP-signalet 51 undergår gennem det med n trin udførte skif-20 teregister 47 en forsinkelse svarende til den forudbestemte yderligere faseforskydning Sa på n perioder af aftastningsfrekvensen f2·

Det med n takter forsinkede UP-signal 81 føres som et DD-signal 82 til indgangen 48 på den flanketriggede fasedetektor 44 og som inverteret signal 82' efter IKKE-porten 49 til indgangen 50 på den 25 flanketriggede fasedetektor 46.

Varigheden af forsinkelsen henholdsvis antallet, af trin i skifteregistret 47 afhænger af valget af måleområde. Ved en yderligere konstant faseforskydning δα = 180° er måleområdet for gennemstrømningsmåleren eksempelvis symmetrisk om nulpunktet, dvs.

30 måleren kan i det angivne område måle strømninger af mediet i og modsat retningen af pilen 5 i fig. 1. En udførelsesform med skifteregister 47 (fig. 3) har i dette tilfælde et trinantal svarende til den til det nærmeste hele tal opad- eller nedadrundede halvdel af forholdet f2 til fj.

35 En foretrukken udførelsesform for gennemstrømningsvolumenmåle ren til måling af strømmen i en forudbestemt retning har ved et forhold f2 til fj på ca. 10 et ettrinsskifteregister 47. Følgelig udgør den konstante yderligere faseforskydning δα ca. 30°. Denne udførelse måler derfor i området for en faseforskydning α på ca.

DK 166695 B1 9 -30° til + 330° og når den nødvendige nul punktsforskydning Γ for korrekt at detektere de af vibrationer og rystelser frembragte skvulpemængder uden at indskrænke måleområdet for stærkt.

Ved hver positiv flanke af aftastningsimpulserne 34 ændrer 5 fasedetektorerne 44,46 den logiske tilstand på udgangen 51,52 svarende til den logiske tilstand af signalerne på indgangene 43,45,48, 50 ifølge fig. 5. Et signal på udgangen 53 (f i g. 3) på fasedetektoren 46 er på grund af IKKE-portene 42,49 forskudt 180° i forhold til signalet på udgangen 51 på fasedetektoren 44, men dette 10 er ganske vist først tilfældet fra den anden bearbejdede periode af signalerne 80,81 (frekvens fj). Udgangssignalerne 51 henholdsvis 52 bliver ved den næste positive flanke af aftastningsimpulserne 34 fra D-flip-flop'ene 53 henholdsvis 54 videreført til evalueringskredsløbet 55 som et "-"-signal 83 henholdsvis som et "+"-signal 84.

15 Det tidsmæssige forløb af signalerne ved bearbejdningen i måleenheden 10, som er udrustet med et ettrinsskifteregister 47, er vist i fig. 6. Den venstre halvdel af fig. 6 indeholder signalfunktionerne ved en faseforskydning a mindre end 180° (f.eks. a« 40°), den højre halvdel signalfunktionerne for α større end 180° (f.eks.

20 a «s 280°) umiddelbart efter forekomsten af frigivesignalet 19. Frigivesignalet 19 optræder såvel asynkront til aftastningsimpulserne 34 som til modtagesignalerne 28,29. Nummereringen og betegnelserne for signalerne i fig. 6 svarer til nummereringen og betegnelserne for signalerne i fig. 3.

25 Evalueringskredsløbet 55 har to driftstilstande. For fasedif ferenser a+Sa mellem 0° og 180° tæller det over EKSKLUSIV-ELLER-porten 57 og den første ledning 37 styrede første trin med synkron-tælleren 63 i områderne 0° til a+Sa og 180° til 180°+(α+δα) af hver periode af signalet 84 i takt med aftastningsimpulserne 34. Over-30 førslerne (menterne) af dette tælletrin bliver over returledningen 39 kombineret med ELLER-signal et 86 i NAND-porten 59. Resultatet af denne kombination er et NAND-signal 87. I denne første driftstilstand er resultatet af kombinationen i NAND-porten 56, dvs. et (a > 180°)-signal 85, er altid logisk "H", medens ELLER-signalet 86 på 35 udgangen af ELLER-porten 58 til tidspunktet for overførslen altid er logisk "H". Over NAND-porten 60 og den anden ledning 38 bliver menterne optalt i den anden synkrontæller 66 og de følgende binære tælletrin 67. For fasedifferenser α+δα mellem 180° og 360° befinder evalueringskredsløbet 55 sig i en anden driftstilstand. Den anden DK 166695 B1 10 synkrontæller 66 bliver yderligere over NAND-porten 56 styret af porten 60. ELLER-signalet 86 og menten fra synkrontælleren 63 på returledningen 39 styrer over NAND-porten 59 ved hjælp af NAND-signalet 87 porten 60. I områderne 0° til α+δα-180° og 180° til α+δα 5 af signalet 84 er (a > 180°)-signalet 85 på logisk "L" og signalet på den anden ledning 38 på logisk "H". Synkrontælleren 66 tæller derfor i takten af aftastningsimpulserne 34, medens synkrontælleren 63 er spærret. Da trinnene 63,66 og 67 danner den binære tællekæde i opstigende orden, og synkrontæl!eren 66 danner det andet trin, 10 bliver aftastningsimpulserne 34 talt med den dobbelte vægt i området 0° til α+δα-180° og 180° til α+δα af signalet 84. For de øvrige områder mellem α+δα-180° og 180° henholdsvis α+δα og 360° af signalet 84 er (a > 180°)-signalet 85 og signalet på den første ledning 37 på logisk "H". Den over porten 57 styrede første synkrontæller 63 15 tæller i takten af aftastningsimpulserne 34 og leder menterne til synkrontælleren 66 som i den første driftstilstand. Dermed opnås, at det rigtige antal aftastningsimpulser 34 bliver opsummeret i tælleanordningen 12 i på hinanden følgende halvbølger af signalet 84 for fasedifferenser α+δα fra 0° til 360°.

20 Den af løbetiden for ultralydbølgerne betingede faseforskydning α kan efter hver målecyklus 21 (fig. 2) i visningsanordningen 13 (fig. 3) fås ved subtrahering af den af den yderligere faseforskydning δα frembragte nul punktsforskydning Γ af tællerstanden i tælleanordningen 12. Resultatet af denne subtraktion bliver derefter lagt 25 til tællerstanden af et visningsregister 88. Til et senere tidspunkt bliver trinnene 63,66 og 67 i den binære tællekæde tilbagestillet til nul. Eksempelvis kan impulsen 20 indtræde over en i fig. 1 ikke vist ledning mellem impulsgiveren 14 og tælleanordningen 12, hvorhos den i en ligeledes ikke indtegnet fjerde IKKE-port inverteret impuls 30 20 virker på Rg^-indgangene på tællekædeelementerne 63,66 og 67.

I en foretrukken udførelsesform er skifteregistret 47 et ettrinsregister. Da der i hver målecyklus 21 (fig. 2) anvendes 64 perioder, opsummerer tælleanordningen yderligere 128 aftastningsimpulser, dvs. efter hver målecyklus 21 (fig. 2) skal 35 visningsanordningen 13 (fig. 3) subtrahere nulpunktsforskydningen Γ =128 fra tæl1erstanden af tælleanordningen 12 og addere resultatet i visningsregistret 88.

I en foretrukken udførelsesform for visningsanordningen 13 bliver der derfor til nul punktskorrektion indsat en programmerbar 11 DK 166695 B1 regneenhed, som også kan anvendes til andre korrektioner henholdsvis omregninger. Eksempelvis kan varme- eller gennemstrømningsmængder ved hjælp af forudbestemte, f.eks. tidsafhængige tarifenheder, omregnes til omkostninger, så at en varme- eller gennemstrømnings-5 mængdeaftager direkte kan aflæse forbrugsomkostningerne, eller regneenheden kan lukke en f.eks. til lukning af indgangen til tilslutningsstudsen 3 tjenende elektrisk styrbar ventil, så snart en af en indkasseringsstation forudgiven forbrugsmængde er nået.

10 15 20 25 30 35

Claims (10)

1. Elektronisk gennemstrømningsvolumenmåler til flydende medier med en ultralydmål estrækning i et målerør (2) og to måletransducere 5 (6,7) for ultralyd, som er forbundet med en til frembringelse af en sendefrekvens (fj) tjenende oscillator (15) i en sendeenhed (8) til periodisk gentaget samtidig styring og med en måleenhed (10), som måler den på ultralydmålestrækningen i målerøret (2) ved strømningen af mediet forårsagede løbetidsdifferens af et ultralydsignal mellem 10 den første måletransducer (6) som sender og den anden måletransducer (7) som modtager på den ene side og løbetiden af et ultralydsignal mellem den anden måletransducer (7) som sender og den første måletransducer (6) som modtager på den anden side, en impulsgiver (14) til gentaget udløsning af en målecyklus (21), en styreenhed (9), en 15 aftastningsgenerator (11) og en tælleanordning (12) med en visningsanordning (13) til omformning af den af løbetidsdifferenserne forårsagede faseforskydning (a) af lydbølgerne til enheder proportionale med volumenet af det pr. tidsenhed gennem målerøret (2) strømmende medium og til opsummering og visning af disse enheder, 20 kendetegnet ved, at måleenheden (10) indeholder et kredsløb til forsinkelse af et af måletransduceren (6) modtaget UP-modtagesignal (28) med en yderligere konstant faseforskydning (δα), og at visningsanordningen (13) er udrustet med midler til efter hver målecyklus (21) at foretage en korrektion af den derved opstående 25 nul punktsforskydning (Γ), så at strømninger i begge retninger kan detekteres rigtigt.

2. Gennemstrømningsvol umenmål er ifølge krav 1, kende tegnet ved, at måleenheden (10) indeholder et evalueringskredsløb (55), som udmåler faseforskydningen (a) af lydbølgerne i 30 området mellem 0° og 360°.

3. Gennemstrømningsvol umenmål er ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at måleenheden (10) indeholder et kredsløb (41, 40), som synkroniserer modtagesignalerne (28,29) i måletransducerne (6,7) med aftastningsimpulser (34), hvor aftastningsimpulserne (34) 35 frembringes i aftastningsgeneratoren (11) og sammen med tælleanordningen (12) og visningsanordningen (13) danner et ved hjælp af aftastningsimpulser (34) taktstyret kredsløb.

4. Gennemstrømningsvol umenmål er ifølge krav 3, kende tegnet ved, at et kredsløb, som synkroniserer udgangssignaler 13 DK 166695 B1 (32,33), der frembringes i tærskel værdi omskiftere (30,31) af modtagesignalerne (28,29), med aftastningsimpulserne (34)’ er en ved hjælp af aftastningsimpulser (34) taktstyret D-flip-flop (41,40).

5. Gennemstrømningsvolumenmåler ifølge krav 3 eller 4, k e n-5 detegnet ved, at måleenheden (10) indeholder et n-trins skifteregister (47), som forsinker et af UP-modtagesignalet (28) ved synkronisering ved hjælp af D-flip-flop'en (41) frembragt UP-signal (81) med n aftastningsperioder, hvilket skifteregisters taktfrekvens er aftastningsfrekvensen (fg), hvor n er et positivt helt tal.

6. Gennemstrømningsvolumenmåler ifølge krav 3,4 eller 5, kendetegnet ved, at måleenheden (10) indeholder to flanke-triggede fasedetektorer (44,46).

7. Gennemstrømningsvolumenmåler ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at visningsanordnin- 15 gen (13) indeholder en programmerbar regneenhed.

8. Gennemstrømningsvolumenmåler ifølge krav 7, kendetegnet ved, at til lukning af målerøret (2) er en af den programmerbare regneenhed elektrisk styrbar ventil anbragt på en af tilslutningsstudsene (3,4) til styring af mediumgennemstrømningen.

9. Gennemstrømn i ngsvol umenmål er ifølge krav 8, kende tegnet ved, at en indkasseringsstation, som forud fastsætter forbrugsmængden, er forbundet med den programmerbare regneenhed.

10. Gennemstrømningsvolumenmåler ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at gennemstrøm- 25 ningsvolumenmåleren er en del af en varmemængdemåler. 30 35