DK174756B1 - Fremgangsmåde til måling af flow ved hjælp af en ultralydsflowmåler - Google Patents

Description

- 1 - DK 174756 B1

Fremgangsmåde til måling af flow ved hjælp af en ultralvdsflowmåler

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til måling af flow ved hjælp af en ultra-5 lydsflowmåler. Mere konkret angår opfindelsen en fremgangsmåde til måling af transmissionstider for, og tidsforskellen mellem, et modstrøms og et medstrøms ultralyd ssignal.

Denne tidsforskel er proportional med flowet, og anvendes i transmissionstids-io ultralydsmålere til måling af flowet. Hvis tidsforskellen At bliver længere end varigheden af ultralydssignal-perioden, bliver en nøjagtig måling af tidsforskellen vanskelig på grund af signalets periodicitet. For at undgå dette problem indeholder kendte løsninger målekredsløb, som praktisk talt er uafhængige af varigheden af At, d.v.s. målekredsløbet muliggør målinger på ultralyds-15 flowmålere, hvis At er længere end signalperioden. Et eksempel på kendt teknik indenfor sådanne målemetoder og kredsløb - også kaldet en trigger - beskrives i det følgende, hvor indhyldningskurve for modstrøms- og medstrømssignalet spiller en vigtig rolle.

2 o Den grundlæggende opgave for en trigger i en transmissionstids-ultralyds- flowmåler er at "udpege” ankomsttidspunktet for ultralydssignalet. Det anvendes til måling af både forskellen mellem modstrøms- og medstrømstransmissionstiden og til måling af de to transmissionstider. Ud fra disse værdier kan flowet Q beregnes i overensstemmelse med (1): 25 dj e=*~ M '*2 hvor At er differenstiden, ti og t2 er transmissionstiderne og k en konstant, der afhænger af rørgeometrien. Hvis mediet er kendt, kan målingen af de to 3 o transmissionstider erstattes af en måling af medietemperaturen og en bereg- - 2 - DK 174756 B1 ning af lydhastigheden C ud fra en viden om, at lydhastigheder varierer med temperaturen: (2) Q = kMC* 5 hvor Q er flowet, k er konstanten, At er tidsforskellen og C er lydhastigheden.

Fig. 1 er en illustration af modtagesignaleme - det først ankomne er resultatet af en lydpuls, der bevæger sig i flowretningen 1, det andet er resultatet af lydpulsen, der bevæger sig mod flowretningen, 2.1 det følgende vil betegnelsen ίο nulpunktsgennemgang blive anvendt, i praktiske anvendelser vil dette være signalet nul (midten af det spændingsområde, der bruges i anvendelsen), eller en værdi, der ligger enten lidt over eller lidt under signalet nul. Stadig med henvisning til Fig. 1, er det grundlæggende problem at udløse eller påbegynde tidsmålingskredsløbet ved "samme” nulpunktsgennemgang i modstrøms- og 15 medstrømslydimpulsen, ellers vil en forkert At blive målt. P1 og P2 skal betragtes som samme nulpunktsgennemgang, fordi hver af dem har en afstand på 31/z periode fra modtagelsen af lydpulsen. Også angivet i figuren er lydsignalets periode tsig og tidsforskellen At.

2 o Fig. 2 viser, hvordan en kendt ultralydsflowmåler anvender indhyldningskurven for ultralydssignalet til at opnå bestemmelse af en nulpunktsgennemgang, som er uafhængig af længden af At. Det indgående signal (S1) ensrettes (B1) og resultatet er (S2). Dette signal (S2) sendes igennem et båndpas filter med non-minimum faseforskydning (B2). Non-minimum fasesystemer har den transient- 2 5 egenskab, at deres umiddelbare reaktionsretning er modsat retningen af den endelige værdi - hvis filterparametrene vælges hensigtsmæssigt, resulterer det i at filterudgangen (B2) vil have en veldefineret nulpunktsgennemgang, som angiver modtagetidspunktet. Yderligere vil denne nulpunktsgennemgang være uafhængig af modtagesignalets amplitude. Signalet på filtrets udgang ses som 3 0 (S3). Signalets (S3) nulpunktsgennemgang bestemmes af nulpunktsgennem gangsdetektoren (B3), hvorved dette signal armerer nulpunktsgennemgangs- - 3 - DK 174756 B1 detektoren (B4). Efter armering af nulpunktsgennemgangsdetektoren bestemmes den næste positive (eller negative, afhængig af den aktuelle anvendelse) nulpunktsgennemgang i det oprindelige modtagesignal (S1) af (B4), hvilket resulterer i signalet (S5).

5

Det tidspunkt, hvor signalet (S5) skifter fra lav til høj, måles i forhold til transmissionstidspunktet (eller i forhold til et andet tidspunkt med et kendt forhold til transmissionstidspunktet). Hvis tiden mellem nulpunktsgennemgang af S3 og den efterfølgende nulpunktsgennemgang af S1 er meget kort, er der fare for 1 o bestemmelse af to forskellige nulpunktsgennemgange af S1, forårsaget af til fældig støj. For at undgå dette afgøres, om de to nulpunktsgennemgange ligger for tæt, og hvis det er tilfældet bliver transmissionssignalet, og dermed modtagesignalet, inverteret. Resultatet af det inverterede modtagesignal er, at den tidligere meget lille tidsforskel mellem S3 og S1 nu er tæt på en halv peri-15 ode af modtagesignalet. Man kan vælge at måle transmissionstiden på signal-nulpunktsgennemgangen (S5) eller på nulpunktsgennemgangen af signalet (S4). Efter at have beregnet en tid for et modstrømssignal, som beskrevet ovenfor, anvendes den samme procedure til medstrømssignalet. Ud fra disse to tider bestemmes en differenstid, og flowet Q beregnes.

20

Den beskrevne målemetode fungerer godt i systemer, hvor bredden af Δί er ukendt. Det er tilfældet for en standard ultralydsflowmåler som beskrevet ovenfor, der anvendes til mange forskellige rør med forskellige diametre. Denne type ultralydsflowmålere skal være i stand til at hamle op med en meget stor 2 5 bredde af At. I nogle systemer begrænses bredden af At imidlertid af flowhastigheden og/eller den mekaniske anbringelse af ultralydstransduceme, hvilket betyder, at ultralydsomformeren kan konstrueres efter andre og mindre krævende principper. En sådan begrænsning i At er tilfældet, hvis de to ultralydstransducere, der er monteret i røret, ligger meget tæt på hinanden. Det vil 30 så være kendt, at At for eksempel vil have en maksimumværdi på tys. Yderligere er en ulempe ved den kendte teknik, som beskrevet ovenfor, den forholdsvis omfattende og dermed dyre brug af elektroniske kredsløb. En anden - 4 - DK 174756 B1 svaghed i metoden er afhængigheden af en stabil signalindhyldningskurve.

Hvis for eksempel en enkelt impuls i modtagesignalet har en lavere amplitude på grund af elektrisk støj eller partikler/luftbobler i væsken, skifter indhyld-ningskurven form og som følge deraf beregnes et forkert At.

5 US 4,515,021 beskriver en fremgangsmåde til detektering af ultralydssignaler i en flowmåler. Man ønsker at bestemme den samme nulpunktsgennemgang i hver modtaget lydpuls, og anvender princippet om indhyldningskurven som beskrevet ovenfor ved At større end signalets periodetid, og en metode, hvor der i o enten fratrækkes eller tillægges tiden for en ultralydssignalperiode til det mod tagne ultralydssignal ved At mindre end signalets periodetid. Man udnytter i sidstnævnte tilfælde en forhåndsviden om, at ultralydstransduceme sidder så tæt på hinanden, at At højst svarer til en given tid, fx ultralydssignalets periodetid. Haves et måleresultat der er større end periodetiden fratrækkes periodetiis den, og den aritmetiske rest bruges som udtryk for tidsdifferensen. Denne metode har som ulempe, at man skal have et præcist kendskab til periodetiden.

Ved At større end periodetiden integreres indhyldningskurven matematisk, hvilket øger robustheden overfor amplitude fluktuationer, men konstruktionen vil stadig være følsom overfor variationer i amplituden. En nulpunktsdetek-20 tion som ikke er amplitudefølsom vil være at foretrække.

På grundlag af ovenstående er det formålet med opfindelsen at angive en målemetode, som kan realiseres på en enkel måde og med færre elektroniske komponenter, men som stadig giver et pålideligt udsagn med hensyn til forskel-25 len i transmissionstiden, At.

Dette opnås med en fremgangsmåde i henhold til krav 1. Den grundlæggende ide i opfindelsen ligger i en forsøg-fejl-metode. I den første transmissionsserie udføres adskillige transmissioner, hvor hver transmission består af et ultralyds-30 signal i medstrøms- og et i modstrømsretning. Starttidspunktet for tidsmålingen i den første transmissionsserie er baseret på et godt skøn over, hvornår den indkommende ultralydspuls ankommer. Hvis At ligger indenfor referencebån- - 5 - DK 174756 B1 det, var det valgte starttidspunkt i orden. Hvis ikke, påbegyndes en anden transmission, men denne gang inkrementeres eller dekrementeres starttiden med en værdi, hvorved chancen for succes øges. Disse transmissioner gentages, indtil At ligger indenfor referencebåndet. Idealtilfældet er, når det oprinde-5 lige skøn over starttiden svarer til den optimale starttid. I dette tilfælde udføres kun en transmission. Metoden er særligt anvendelig i ultralydsflowmålere med små At. Trigger-metoden i henhold til opfindelsen gør det muligt fordelagtigt at undvære meget af trigger-hardwaren, hvilket reducerer omkostningerne. Sammenlignet med Fig. 2, kan de elektroniske kredsløb B1 og B2 undværes. Meto-lo den har yderligere den fordel, at den er enkel at implementere og meget robust. Metoden er således praktisk talt upåvirket af signalforvrængninger, fordi den baserer på måling af nulpunktsgennemgange.

Efter den første transmissionsserie og efter placering af At indenfor reference-15 båndet, kan en anden transmissionsserie påbegyndes. Selvom metoden med at anvende en første transmissionsserie er tilstrækkelig til at udføre en korrekt beregning af At og flowet Q opnås en forbedring ved indførelse af en anden transmissionsserie, som følger sekventielt på den første serie. Den anden serie afhjælper problemer med variationer i transmissionstiden og dermed ændrede 20 nulpunktsgennemgange på det modtagne ultralydssignal forårsaget af skiftende temperaturer på det flydende medium. Den anden transmissionsserie gentages indtil tidsperioden mellem starttiden og stoptiden for tidsmålingen er cirka lig med et multiplum (1,2,3...) af halvdelen af ultralydssignalets tidsperiode.

Imidlertid foretrækkes en fuld tidsperiode for ultralydssignalet som reference-25 værdi. Anvendelsen af halvdelen af tidsperioden som reference kan foretrækkes, hvis der anvendes et tidskredsløb uden ulineariteter. Formålet med denne anden måling i metoden i henhold til opfindelsen er at holde gennemsnitstiden fra starttiden til stoptiden konstant, hvorved start- og stoptiderne anbringes i en optimal position uafhængig af temperaturskift i mediet.

Fortrinsvis kan den første og anden transmissionsserie suppleres med en tredje serie, hvor starttiden fremskyndes eller forsinkes indtil en forskel mellem en 30 - 6 - DK 174756 B1 beregnet, gennemsnitlig transmissionsværdi og en referenceværdi er indenfor et referencebånd. Referenceværdien bestemmes som en funktion af medie-temperaturen, og temperaturen bliver enten målt eller beregnet.

5 Fortrinsvis gennemføres forøgelsen eller reduktionen af startsignalet i den tredie transmissionsserie trinvist med en tidsopløsning, som omtrent svarer til det modtagne signals periode. En mindre variation i det modtagne signals periode er normal på grund i forskelle i transducernes temperatur, således kan der forventes +/- 40 kHz på 1 MHz transmitterede signaler, men i praksis har det in-10 gen indflydelse. Således kan en opløsning, der afviger en smule fra periodetiden anvendes.

I forhold til den første transmissionsserie, svarer den tidsopløsning, der anvendes til positionering af starttiden, til tidsopløsningen for en digital styreindret-15 ning.

Tidsmålingerne, der igangsættes på starttidspunktet, kan stoppes ved den første positive eller negative nulpunktsgennemgang for det modtagne ultralyds-signal, men det kræver anvendelse af hurtige elektroniske kredsløb. Det fore- 2 o trækkes, at tidsmålingen stoppes ved den første positive nulpunktsgennem gang, der følger efter en negativ nulpunktsgennemgang for det modtagne ultralydssignal, da det gør det muligt for strømmene og spændingerne i de elektroniske dele at falde til ro, så ulineariteter undgås. Selvfølgelig kan rækkefølgen også ændres til stop på en negativ nulpunktsgennemgang, der følger på en 25 positiv.

Det foretrækkes, at starttiden i den første transmission i den første transmissionsserie er en fast værdi, som kan lagres i en hukommelse. Den faste starttid vælges, så starten foregår omtrent midt i eller i den første halvdel af det ind- 3 o kommende pulstog, hvilket sikrer et signal med en tilstrækkelig amplitude til måling.

- 7 - DK 174756 B1

Referencebåndet i den første transmissionsserie er begrænset af Atmax og Atmin og bredden af båndet er mindre end tidsperioden for ultralyds-modtagesignalet. Fortrinsvis gøres båndet smallere ved tilføjelse af en sikkerhedsmargen til referencebåndet. Sikkerhedsmargenen består mindst af den tidsmæssige opløs-5 ning, men kan også omfatte en varighed af en timingstøj. Ved indførelse af en sikkerhedsmargen i referencebåndet opnås der øget stabilitet for metoden.

I det følgende beskrives opfindelsen på basis af figurerne, som viser: ίο Fig. 1 et tidsamplitude-diagram over et modstrøms- og et medstrømssignal, der bevæger sig i et medium i et rør og genereres af ultralydstransducere.

Fig. 2 kendt teknik målingsdiagram anvendt til at finde At.

15

Fig. 3 tids-puls diagram i overensstemmelse med opfindelsen.

Fig. 4 referencebåndet for tidsforskellen At i overensstemmelse med opfindelsen.

20

Fig. 5 systemdiagram i overensstemmelse med opfindelsen.

Fig. 6 blokdiagram over den foretrukne udførelse af opfindelsen.

2 5 Den følgende foretrukne udførelse beskriver et triggerdiagram for ultralyds-flowmålere anvendt til måling af medier med et kendt forhold mellem lydhastigheden og medietemperaturen, og hvor differenstiden, At, mellem signaler, der sendes modstrøms og medstrøms, er begrænset til at ligge indenfor en periode, tsig, eller mindre af det modtagne ultralydssignal (for eksempel indenfor cir-30 ka 1 //s for de mest almindeligt anvendte ultralydstransducere).

- 8 - DK 174756 B1

Under henvisning til Fig. 3 udføres følgende sekvens for både modstrøms- og medstrømsmodtagesignaler: 1) På et tidspunkt starter DSJ5TART tidsmålingssystemet.

5 Tidspunktet for DS_ST ART har et kendt forhold til transmissionstiden og skal ligge indenfor modtagesignalets pulstog.

2) Målesystemet stoppes med DS_STOP, som er den første positivt gående kant, der følger en negativt gående kant i modtagesignalet.

10 Ved at anvende den negativt gående kant til at kvalificere den positivt gående kant som stopsignal garanteres målesystemet altid en mindste måletid på en halv periode af modtagesignalet, hvorved man undgår mulige ulineariteter i målesystemet og armeringslogikken, som ellers kunne opstå når måletidsintervallerne er tæt på nul.

15

Fig. 3 viser fire forskellige triggereksempler, 1-4. For klarheds skyld vises kun ultralydsmodtagesignalemes digitaliserede signaler (RXJJP (stiplet linie) og RX_DOWN). De viste signaler svarer til positivt flow, dvs. flow i den retning, hvor medstrømssignalet er hurtigere end modstrømssignalet. For alle fire ek-2 0 sempler vises det resulterende indgangssignal (DS_RUNUP) til tidsmålingssystemet. Den positivt gående kant på DS_RUNUP signalet svarer til D$_START, og de negativt gående kanter svarer til DS_STOP signalerne, der genereres for hver mod- og medstrømsmåling. I eksemplerne 1-3 måles det korrekte At som angivet af At pilene. I eksempel 1 startes en timer efter gene- 2 5 rering af transmissionssignalet i medstrømsretning, til tiden tg (første gang i ti den DS_START_INIT), og stoppes på når en negativ flanke følges afen positiv flanke i RX_DW. Nu er medstrømstransmissionstiden målt.

Efter generering af transmissionssignalet i modstrømsretning startes en timer 3 o til tiden U og stoppes til tc. når en negativ flanke følges af en positiv flanke i RXJJP. Nu er modstrømstransmissionstiden målt. Ved at subtrahere medstrømstiden fra modstrømstiden fås en positiv værdi for At. I eksempel 4, - 9 - DK 174756 B1 derimod, resulterer justeringen af DS_START i en fejlbehæftet måling af At, fordi tælleren først stoppes i td. At bliver negativ, som angivet ved at pilen peger i den modsatte retning af pilen i eksempel 1. Da følgelig forskellige nulpunktsgennemgange af modstrømssignaler og medstrømssignaler sammenlig-5 nes med hinanden, skal denne måling kasseres.

Det gyldige område for DS_START er i figuren angivet med bogstavet A, og de ugyldige områder er angivet med bogstavet B. Efterhånden som flowhastighe-den stiger, reduceres A-området og B-området øges tilsvarende, hvorved io startpositionen i eksempel 2 bliver den eneste gyldige, når forskydningen mellem målingerne har nået maksimumværdien for en signalperiode. For at kunne skelne mellem gyldige og ugyldige målinger, skal bredden for At begrænses til mindre end signalperioden tag. Følgende er observeret: 15 - Det maximale måleområde: Atspan = Atmax - Atmin ^ tSjg

Ved positivt flow resulterer en fejlbehæftet måling i et målt At på:

Atmeas = At - tsig

Ved negativt flow resulterer en fejlbehæftet måling i et målt At på:

Atmeas = At + tsig 20 Når starttidens position justeres er der nogle praktiske begrænsninger, der skal tages højde for. For det første kan DS_START tidspunktet kun justeres med en minimumopløsning på tres> som angivet i Fig. 3, typisk dikteret af clock-opløsningen i en mikrocontroller. En typisk opløsning er 250 ns for en mikro- 2 5 controller med 4MHz clockhastighed. For det andet spids-til-spids timerstøjen, tn, som målt på den kvalificerende (negativt gående) kant af modtagesignalet (RX_UP / RX_DOWN), i forhold til DS_START (støjen er delvis temperaturstøj fra kredsløbet, delvis støj skabt ved fluktuationer i flowet).

3 o Dette fører til følgende praktiske begrænsninger på referenceværdien:

Ved positivt flOW, At > 0: Atmax < tsig - (tres + tn) - 10 - DK 174756 B1

Ved negativt flow, At < 0: -At^n < t^g - (tres + tn)

Fig. 4 viser forholdene mellem Atmeas, AW, AU«, W, tn og det sande At. Den ubrudte kurve svarer til vellykkede målinger af At, og den stiplede kurve svarer 5 til fejlbehæftede målinger af At, Ateiror- Kasserne tres+tn står for de ovennævnte uligheder. Resultaterne kasseres, hvis de ligger udenfor grænserne for tmin og tmax' Ved at regne tilfældet med Atmax som den begrænsende faktor i Fig. 4, ses det at den begrænsede opløsning af DS_START W og støjen tn muliggør en tilsvarende negativ Atmin, og omvendt. Hvis Atmm er den begrænsende faktor, vil 1 o det modsatte være tilfældet.

Triggerproceduren i henhold til opfindelsen har tre forskellige niveauer, som alle udfører justeringer på den DS_START værdi, som anvendes til den følgende måling. Før udførelsen af hvert par modstrøms- og medstrømsmålinger 15 beregnes DS_START som: DS_START = DS_START_INIT + L1 + L2 + L3.

DS_STARTJNIT er førstegangsværdien af DS_START. LI, L2 og L3 erjuste- 2 o ringsresultaterne for hvert triggemiveau. Den oprindelige værdi er 0.

Niveau 1 i triggerproceduren er den grundlæggende triggerfunktionalitet, som sikrer at At måles på samme nulpunktsgennemgang (i forhold til signalstart) i modstrøms- og med strømsmodtagesign aler. Niveau 1 mekanismen er som 25 følger: Hvis Atmeas er udenfor intervallet [ Atmin I Atmax j, øges L1 trinvist med tres i henhold til sekvensen: L1 = (0-1-2 ..(n-1)-0-1-2..) x tres, hvor n = round(tsig/tres). D.v.s. L1 dækker en periode tSjQ af modtagesignalet.

Følgen af kun at anvende triggerens niveau 1 er, at når transmissionstiden va-30 rierer med medietemperaturen ændres den signalnulpunktsgennemgang, der anvendes til måling.

- 11 - DK 174756 B1

Niveau 2 på triggeren aktiveres kun, hvis niveau 1 passeres uden justeringer.

Formålet med niveau 2 er at holde gennemsnitstiden fra DS_START til DS_STOP (dvs. DS_RUNUP) konstant indenfor de grænser, der gives af tres.

Ved at vælge tSjg som mål for gennemsnitsværdien af DS_RUNUP, holdes 5 startpunktet DS_START i den optimale position (svarende til eksempel 2 i Fig.

1), hvor afstanden i tid til fejltrigningsområderne B er så lang som mulig.

Niveau 2 mekanismen er som følger: Beregn gennemsnittet af de målte mod-strøms- og medstrøms- DS_RUNUP tider. Hvis den gennemsnitlige io DS_RUNUP afviger fra tsjg med mere end ±tadj, justeres L2 tilsvarende op eller ned, i trin af tres. Grænsen for justering tadj er baseret på tres, og bør være større end W2, fordi en justering på mindre end tres på en uønsket måde ville øge afstanden til det optimale punkt.

15 Når niveau 2 delen af triggerproceduren er implementeret, vil triggerpunktet spore det modtagne signal så længe, der ikke er signaludfald. For at muliggøre sporing af signalet i alle tilfælde, aktiveres det tredje niveau på triggeren:

Niveau 3 på triggeren aktiveres kun, når niveau 2 er passeret uden justeringer.

2 o Formålet med niveau 3 er at spore en bestemt nulpunktsgennemgang i modtagesignalet ved alle medietemperaturer. Den målte medietemperatur og forholdet mellem lydhastighed og medietemperatur anvendes til beregning af den forventede gennemsnitstransmissionstid fra afsendelse til modtagelse.

25 Niveau 3 mekanismen er som følger: Den direkte målte gennemsnitstransmissionstid (DS_START + DSJRUNUP - SIGNAL_OFFSET(*)) sammenlignes med den forventede transmissionstid fra temperaturmålingen. Hvis sammenligningen ligger udenfor grænserne for ±tsig/2, justeres L3 tilsvarende op eller ned i trin af tsig. ((*)SIGNAL_OFFSET er afstanden fra modtagesignalstart til 30 foretrukket signalnulpunktsgennemgang).

- 12 - DK 174756 B1

Yderligere giver resultatet ved sporing af en konstant nulpunktsgennemgang i signalet den ekstra fordel, at det nu er muligt at anvende den målte transmissionstid i flowberegningen i stedet for at anvende den transmissionstid, der måles indirekte via temperaturen. Det tillader, at temperaturmålingen kan være ret 5 unøjagtig uden at den påvirker flowmålingen. Et flowdiagram, der beskriver de tre niveauer vises i Fig. 5.

Fig. 6 er et blokdiagram over den foretrukne udførelse 14 af en ultralydsflow-måler. En generator 4 genererer en startpuls til en front end 5. Ultralydstrans-lo ducere 3 er forbundet med dette kredsløb. Fra front end 5 sendes ultralydsmodtagesignalerne til en komparator 6, som omformer de analoge signaler til digitale signaler. En første flip-flop 7 og en anden flip-flop 8 modtager de digitale impulser. Den anden flip-flop 8 armeres af udgangen på den første flip-flop, og den første flip-flop 7 armeres af signalet DS_START, som kommer fra en 15 armeringslogik 13 anbragt i en mikrocontroller 14. Input til armeringslogikken er differenstiden At, to transmissionstider (t1, t2) og medietemperaturen. Differenstiden og transmissionstiden modtages fra et tidsmålingskredsløb 10, som måler bredden af DS_RUNUP, som er forskellen mellem startsignalet DS_START og stopsignalet DS_STOP. DS_STOP (inverteret) er udgangen fra 2 o den anden flip-flop 8, og føres til AND kredsløb 9. Kassen 12 viser det sæt parametre, der anvendes i armeringslogikken til generering af starttiden DS_START. Sporvalg 15 vælger det sæt transducere, som skal anvendes.

På grund af den lille At skal ubalancer i genereringen af modstrøms- og med- 2 5 strømssignaler undgås. Sådanne differencer kan opstå, hvis to forskellige elek troniske sende- og modtagekredsløb anvendes, hvor komponenttolerancerne forårsager forskelle i signalernes gruppeløbetider. Selv små forskelle vil have en enorm fejlindvirkning på ultralydssystemer, der anvender små At. For at overvinde dette problem anvendes et kredsløb som beskrevet i DE 100 48 959 3 0 A1 som front end 5. Dette kredsløb anvender de samme elektroniske kompo nenter til at sende og modtage, så hverken komponenttolerancer eller temperaturforskelle påvirker At.

- 13 - DK 174756 B1

Bredden af det typiske referencebånd i denne udførelse er -20 ns til 600 ns.

Hvis det målte At falder udenfor dette område kasseres målingen.

5

Claims (10)

1. Fremgangsmåde til måling af flow ved hjælp af en ultralydsflowmåler, 5 hvor transmission af et ultralydssignal udføres i en mod- og en med strømsretning og hvor en tidsmåling begyndes på et starttidspunkt ved modtagelse af ultralydssignalet og standses på et stoptidspunkt, kendetegnet ved at en transmissionsserie udføres, hvor starttidspunktet i hver transmission fremskyndes eller forsinkes indtil en tidsforskel (At) mellem 1. mod- og medstrømssignalet ligger indenfor et referencebånd (Atspan). hvorefter flowet beregnes på basis af tidsmålingerne.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved at en anden transmissionsserie, som følger på de første transmissioner, udføres, hvor start- 15 tidspunktet i hver transmission fremskyndes eller forsinkes indtil tidspe rioden (DS_RUNUP) mellem starttidspunktet (DS_START) og stoptidspunktet (DS_STOP) er omtrent lig med et multiplum af halvdelen af tidsperioden for ultralydssignalet, men fortrinsvis lig med tidsperioden.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved at en tredje transmis sionsserie følger på den første og anden serie og at starttidspunktet i den tredje transmissionsserie fremskyndes eller forsinkes indtil en forskel mellem en beregnet gennemsnitlig transmissionstid og en referenceværdi for transmissionstiden, bestemt på grundlag af middeltempera- 2. turen, ligger indenfor et referencebånd.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 3, kendetegnet ved at fremskynding eller forsinkelse under den tredje transmissionsserie gennemføres trinvist med en opløsning (tsig) som tilnærmelsesvis lig med perioden for det 30 modtagne signal. DK 174756 B1 - 15 -

5. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved at fremskynding eller forsinkelse gennemføres trinvist med en tidsopløsning (tres) bestemt af mikrocontrollerens opløsning.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 1,2 eller 3, kendetegnet ved at tidsmålin gen efter starten standses ved den første positive nulpunktsgennemgang af det modtagne ultralydssignal eller ved den første negative nulpunktsgennemgang. io

7. Fremgangsmåde ifølge krav 1,2, eller 3, kendetegnet ved at tidsmålingen efter starten stoppes ved den første positive nulpunktsgennemgang, som følger en negativ nulpunktsgennemgang af det modtagne ultralydssignal, eller omvendt.

8. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved at starttidspunktet i den første transmission i den første transmissionsserie er en fast værdi (DS_START_INI).

9. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved at referencebåndet 2 o (Atspan) begrænses af en maksimum differenstid (Atmax) og en minimum differenstid (Atmin), hvor bredden på båndet er mindre end tidsperioden (tSjg) for ultralydsmodtagesignalet.

10. Fremgangsmåde ifølge krav 9, kendetegnet ved at en sikkerhedsmar- 25 gen føjes til referencebåndet, hvor sikkerhedsmargenen svarer til i det mindste tidsopløsningen (tres) og helst summen af en opløsning og varigheden af en timingsstøj (tn). 30