DK175355B1 - Apparatur til måling af volumenströmningen af et fluidum - Google Patents

Description

DK 175355 B1 i

Den foreliggende opfindelse angår et apparatur til måling af strømningsmængden for et fluidum, der strømmer gennem en kanal.

Der kendes metoder og apparaturer til måling af • 5 fluiders strømningshastigheder ved hjælp af ultralyds svingninger.

For eksempel beskriver GB-A-2 167 857 et måleapparat til gasstrømning omfattende to ultralydstransducere anbragt med afstand langs et rør, gennem hvilket TO gassen strømmer. En frekvensmoduleret ultralydsstråle sendes gennem gasstrømmen fra den ene transducer til den anden, idet strålens retning kontinuerligt vendes.

De udsendte og modtagne frekvensmodulerede signaler sammenlignes for at tilvejebringe et mål for gasstrøm-}5 mens hastighed.

EP-A-218 126 beskriver en indretning til måling af strømningshastigheder for fluider og omfatter to ultralyds-målesystemer, hvor hvert system har én sender og én modtager. Hvert system udsender ultralydssving-2o ninger med en udbredelseskomposant, der er orienteret parallelt med og i eller imod strømningsretningen for det respektive fluidum. De udsendte signaler er frekvensmodulerede, og de frekvensmodulerede, udsendte og modtagne signaler sammenlignes for at give et mål for 25 fluidummets strømningshastighed.

US-A-3,329,017 beskriver et ultralyds-måleapparat for strømningsmængde, som har to sonder, der er monteret modsat hinanden og på skrå i forhold til retningen af den fluidumstrøm, der måles. Der er til son-30 derne forbundet en transceiver, som er konstrueret således, at når en ultralydsimpuls, der er blevet udsendt fra den ene i sondeparret, modtages ved den anden sonde, udsender tranceiveren, når den modtager en elek- I DK 175355 B1 trisk impuls som reaktion på den modtagne ultralydsim- puls, en elektrisk impuls til den nævnte af sonderne.

Apparatet indbefatter organer til periodisk at ombytte sende- og modtagelsesforholdene for de to sonder samt 5 endvidere et additivt og subtraktivt elektrisk tælle- kredsløb. Der er tilvejebragt organer til i løbet af en forudbestemt underperiode inden for en gentagelsespe- riode at introducere elektriske impulser som reaktion på ultralyds impulser modtaget i hver af de to sonder i iq tællekredsløbet, og endvidere er der tilvejebragt orga- I ner til at få dette tællekredsløb til additivt at op- tælle det antal elektriske pulser, der introduceres" fra , én af sonderne og til subtraktivt at nedtælle antallet af elektriske pulser introduceret fra den anden af dis- 15 se sonder. Tælleresultatet fra dette tællekredsløb overføres ved hjælp af passende overførselsorganer til en strømningsmængdeindikator i løbet af en anden ^der- periode, som har en anden varighed end dé underperio- · der, i hvilke"impulserne fra transcelveren introduceres 20 * tællekredsløbet.

Fælles for de ovennævnte målere er, at de anven- der et cirkulærcylindrisk måleområde i form af et rør, der ikke nævneværdigt påvirker gasstrømningen. Af I GB-A-2167857 fremgår det specifikt, at de to transduce- I 25 re' der fastlægger den akustiske passage, som i dette I tilfælde er på skrå i forhold til rørets længdeakse og I strømningsretningen, er indfældet i rørvæggen netop for I at undgå at påvirke strømningen.

Ifølge den foreliggende opfindelse er der tilve- I 30 jebragt et apparatur til måling af volumenstrømningen af et fluidum, der strømmer gennem en kanal, og omfat- I tende to fra hinanden adskilte transducere anbragt i kanalen for fastlæggelse af en akustisk passage mellem - -Π-Γ·· ^^ΙΤΤΙΠΓΠΓ————Ιι I Λ I *-·.· ---*rar*iaE»BWm*»-Ti .. ·:· DK 175355 Β1 3 disse, idet de to transducere er indrettet til at afsende og modtage akustiske signaler i begge retninger langs den akustiske passage, der er ejendommeligt ved organer indrettet til at øge strømningshastigheden af 5 fluidummet i området for og langs den akustiske passage, hvor organerne til øgning af hastigheden indbefatter en venturienhed, idet venturienheden er opbygget mod en ende af en strømningsformende enhed, som også indbefatter en målesektionsindretning til at fastholde 10 strømningshastigheden, og i forbindelse med hvis ene ende det ene af transducerorganerne er monteret, idet det andet transducerorgan er monteret i området for venturienheden.

Anvendelsen af de nævnte organer til at forøge 15 strømningshastigheden og herunder venturienheden accelererer strømningshastigheden op til det punkt, hvor gassen kommer ind i måledelen. Herved bliver det muligt at måle meget små gasstrømningsmængder meget nøjagtigt.

I det følgende beskrives et eksempel på en udfø-20 relsesform for opfindelsen under henvisning til tegningen , hvor fig. l viser et snitbillede af en udførelsesform for opfindelsen opbygget som en gasmåler, fig. 2 udførelsesformen i fig. l set i retning 25 af pilen A, fig. 3 et blokdiagram af transmissions- og de-tektionskredsløbsarrangementet i udførelsesformen ifølge fig. 1 og 2, fig. 4 et eksempel på fasehukommelseskredsløbet 30 i fig· 3, fig. 5 et eksempel på detektorkredsløbet i fig.

3, fig. 6 et tidsdiagram der illustrerer funktionen af udførelsesformen i fig. 1-5,

I DK 175355 B1 I

I 4 I

fig. 7-11 flow-diagrammer for de forskellige I

I funktioner i forbindelse med beregning af strømningsha- I

I stighed, I

I fig. 12 en første modifikation af kredsløbet i I

I 5 fig· 3, I

I fig. 13 en anden modifikation af kredsløbet i I

I fig. 3, og I

I fig. 14 et tidsdiagram der illustrerer funktio- I

I nerne af modifikationen vist på fig. 13. I

I 10 Den på figurene viste udførelsesform for hastig- I

I hedsmåleapparatet er opbygget som en gasmåler, som vir- I

I ker efter de samme grundlæggende principper, som den I

I kendte teknik, nævnt i beskrivelsesindledningen, nemlig I

I at transittiderne for akustiske signaler, der sendes i I

I 15 begge retninger mellem to modtage/sendetransducere, be- I

I nyttes til at udlede strømningshastigheden for det I

fluidum, der strømmer mellem transducerne. Fluidummet I

I strømmer gennem en passage af kendte dimensioner og I

I strømningshastighedsinformationen benyttes til at indi- I

I 20 kere volumenstrømning og således måle gassen, der I

I strømmer gennem passagen. I

I Den mekaniske opbygning af den beskrevne udfø- I

I relsesform er vist på fig. 1 og 2 og omfatter en ind- I

I kapsling, der omfatter et cylindrisk rør 10 med ende- I

25 dæksler 14, 15; et cylindrisk tilgangsrør 11 vinkel- I

I ret på røret 10's akse og et afgangsrør 16 forbundet I

I til endedækslet 15 og monteret koaksialt med røret I

I 10.

I To piezo-keramiske transducere TI, T2, forsynet I

I 30 med overflader 17, 18 dannet af et materiale, f.eks. I

siliconegummi, for at forbedre den akustiske tilpasning I

med gassen, der strømmer gennem apparatet, er befæsti- I

get til indkapslingen. Transducerne Ti, T2 kan benyt- DK 175355 B1 5 tes såvel til udsendelse som detektion af et akustisk signal. Transduceren TI er forbundet med en glasfibermonteringsenhed 20, som omfatter en muffe 22 til transducerelementet. Monteringsenheden er forbundet til 5 endedækslet 14 med perifere skruer (ikke vist) og via en gastæt O-ring 24.

Transduceren T2 er forbundet til røret 16 via en monteringsenhed 26, som omfatter en muffe 28, i hvilken transduceren T2 er monteret, idet muffen 10 28 er forbundet med fire vinger 29, som er befæstiget til indersiden af røret 16 (se fig. 2).

En strømningsformende enhed 30 er forbundet til røret .16, således at den stikker ind i røret 10. Enheden 30 har et centralt hul 32 der omfatter en 15 venturidel 34, en måledel 36, som øges lidt i diameter fra punktet A til B, og en diffusionsdel 38. De udvendige overflader 40 af enheden 30 definerer sammen med den indvendige væg af røret 16, et stabiliseringskammer med stor diameter 42, der er indrettet 20 til at tillade turbulens i gassen, der strømmer ind i indkapslingen, at falde hen og en del med faldende tværsnitsareal 42 til øgning af gasstrømningshastig-heden.

Formen af enheden 30 er så aerodynamisk ren 25 som muligt for at bevare et laminart flow. For at stabilisere gasstrømningen yderligere, er der anbragt et ringformet gazefilter 50 mellem den ydre væg og in-dervæggen af røret 10.

Formen af den strømningsformende enhed 30 er 30 således, at den accelererer strømningshastigheden op til det punkt, hvor gassen kommer ind i måledelen 36 som er udformet til at holde strømningshastigheden og strømningsmængden konstant gennem delen (den lille øg-

I DK 175355 B1 I

I 6 I

I ning i diameter kompenserer for viskøse effekter). Det- I

I te gør det muligt at måle meget små gasstrømningsmæng- I

I der meget nøjagtigt. I

I Hastighedsmåleapparatet fungerer efter følgende I

I 5 princip: I

Idet det antages, at gassen der strømmer gennem I

I måleren, har en lydudbredelseshastighed c og strømmer I

med hastigheden V langs den fælles akse for de to I

I transducere TI, T2, der er adskilt med en afstand L, I

10 er transittiden for ultralydpulser mellem de to trans- I

ducere i hver retning: I

I ti = L/(C+V) i retningen fra Ti til T2; I

I t2 = L/(C-V) i retningen fra T2 til Ti. I

I 15 I

I Ved invertering og subtraktion fås: I

I v = fcr»(i/t2-i/ti) ____(i) I

I 20 Hastigheden V hænger sammen med gasvolumenstrøm- I

ningen gennem målesektionen 32 og således med mængden I

I af gas der bruges, alt andet lige. I

I Sende - og detektionskredsløbsarrangementet til I

måling af transittiderne for signaler, der overføres I

25 mellem transducerne TI, T2, er vist på fig. 3. I

Kredsløbsarrangementet er styret ved hjælp af en mikro- I

processor 100 forsynet med en clockkilde 110 og I

RAM/ROM hukommelse 120. Mikroprocessoren 100 omfat- I

ter et antal indgangs/udgangs (I/O) linier, hvoraf fem I

30 er opbygget som udgangslinier (01-05) og en er opbygget I

som en indgangslinie (II) i denne udførelsesform. I

Udgangslinien 01 afgiver et pulsformet signal, I

der skal udsendes og dette signal føres til en omskif- I

DK 175355 B1 7 ter 140, hvis position styres af udgangslinien 02, således at signalet styret af mikroprocessoren 100, afgives til enten transducer Ti eller transducer T2 via et respektivt drivkredsløb 142, 144 til transmission.

5 Drivsignalet fra mikroprocessoren 100 har den i fig. 6a viste form og er et firkantpulsmoduleret bærebølge- eller kortvarigt tonesignal, et såkaldt to-neburstsignal, i hvilket der er indført en 180*'s fase-invertering. Denne faseinvertering giver en tidsmarke-10 ring til identifikation af den modtagne impuls, som ikke beror på den øjeblikkelige amplitude af det modtagne signal.

Transducerne TI, T2 er forbundet til en yderligere omskifter 150 på modtagersiden af kredsløbsar-15 rangementet. Positionen af omskifteren styres via udgangslinien 03, således at modtagerkredsløbsarrangementet er forbundet til den transducer, som ikke vælges til udsendelse ved hjælp af omskifteren 140. Udgangssignalet fra omskifteren 150 (se fig. 6b), som er 20 tidsforskudt i forhold til det sendte signal, føres via en forforstærker 152 til en begrænserforstærker 154, som har til opgave at "firkantforme" det modtagne signal (se fig. 6c). Udgangssignalet fra begrænserforstær-keren 154 føres så til to kæder af elektronikkreds-25 løb. Den første kæde omfatter et højpasfilter 156 og en begrænserforstærker 158 og den anden kæde omfatter en fasehukommelse 160 og en begrænserforstærker 162. Udgangssignalerne fra begge kæder af elektronikkredsløb føres så til en synkrondetektor 164, f.eks. en eksklu-30 siv-OR-gate.

Fasehukommelsen 160 er et afstemt kredsløb som vist på fig. 4, og omfatter to modstande 170, 172, hvor modstanden 172 er anbragt parallelt med en spole I DK 175355 B1 |

I 8 I

I 174 og en kondensator 176. Værdierne af komponenterne I

I 170-176 vælges, således at kredsløbet er afstemt til I

den samme frekvens som det sendte signal og kredsløbet I

I har den effekt, at det afgiver et signal med samme fa- I

I 5 sekarakteristik som det signal, der kommer fra forstær- I

I keren 154 men tidsforskudt med en tidsforsinkelse, I

I der hænger sammen med tidskonstanten for kredsløbet I

I 170-176 (se fig. 6d). De udsendte pulsfrekvenser er i I

I området 100 KHz til 300 KHz. I

TO Synkrondetektoren 164 genererer et lavt ud- I

I gangssignal, når dens Indgangssignaler er i fase, og et I

I højt udgangssignal, når indgangssignalerne til den er I

I ude af fase. Forsinkelsen af signalet fra forstærkeren I

I 154 ved hjælp af fasehukommelsen 160 resulterer i, I

I 15 at fasereverseringen i det modtagne signal også forsin- I

I kes. Dette resulterer i perioder, i hvilke signalerne I

I fra forstærkerne 158, 162 er i fase og ude af fase, I

I idet signalerne kommer ud af fase præcis i det punkt, I

I hvor signalet fra forstærkeren 158 er fasereverseret. I

I 20 Denne tilstandsændring for synkrondetektoren 164 giver I

I en meget nøjagtig tidsmarkering for det modtagne signal I

I (se fig. 6e). I

I Synkrondetektoren 164 føres via et yderligere I

I filter 166 til en detektor 168, som detekterer denne I

25 tilstandsændring. I

I Detektoren 168 er vist detaljeret på fig. 5 og I

I omfatter tre komparatorer 180, 182, 184 med forskel- I lige tærskelniveauer forbundet med en D-type flip-flop I forbundet som en set/reset bistabil kreds.

I 30 Komparator 180 modtager signalet fra filteret I 166 (betegnet indgangssignalet) på den inverterende I indgang og forbindes med den ikke-inverterende indgang I til en referencespænding givet af RI, R2 og R3. Refe- DK 175355 B1 9 rencespændIngen er indrettet til at være 25% af udsvingsbåndet for signalet fra filteret 166. Komparato-ren 180 er af åbenkollektor opbygning, således at den forbindes til jord, med mindre indgangssignalet er min-5 dre end tærsklen givet af modstandene R1-R3, i hvilket punkt komparatorudgangen bliver åben og en kondensator Cl så oplader fra strømforsyningen VS via modstanden R4.

Komparatoren 184 er indstillet til en tærskel, 10 bestemt af modstanden R3, på 50% af udsvingsbåndet for signalet fra filteret 166 og har kun en åbenkredsløbsudgang, efter at indgangssignalet har overskredet tærsklen for komparatoren 180 i en tidsforsinkelse, der hænger sammen med tidskonstanten for kredsløbet 15 R4, Cl. Hvis indgangssignalet stiger over tærsklen for komparator 180 under denne tidsforsinkelse, aflades Cl via den kortsluttede udgang på komparatoren 180. Kredsløbet R4, Cl giver således en tidsforsinkelse for at sikre, at udgangssignalet fra filteret 166 20 svarer til den "stille" i-fase del for de to behandlede versioner af det modtagne signal, der føres til synkrondetektoren 164. Så snart tærsklen for komparatoren 184 er nået, kortsluttes udgangen for komparatoren 184 og flip-floppen 186 settes.

25 Flip-floppen 186 resettes, så snart signalet fra forstærkerne 158, 162 af synkrondetektoren 164 detekteres som værende ude af fase (hvilket genererer et højt indgangssignal til filteret 166), ved brug af komparatoren 182. Komparatoren 182 er forsynet med 30 indgangssignalet fra filteret 166. Det samme tærskelniveau, som påtrykkes komparatoren 184, føres til den ikke inverterende indgang til komparatoren 182, således at udgangssignalet fra komparatoren 182 bliver en

I DK 175355 B1 I

I 10 I

I kortslutning, hvilket resetter flip-floppen 186, så I

I snart signalet fra filteret 166 stiger over 50% af I

I udsvingsbåndet. Komparatoren 182 vil kontinuerligt I

I resette flip-floppen 186 undtagen i perioden med i- I

I 5 fase sammenligning af synkrondetektoren 164 (se fig. I

I 6f). I

I Udgangssignalet fra detektoren forbindes til et I

I lade- og triggekredsløb 169, som reagerer på det ne- I

I gativt gående niveau i udgangssignalet fra flip-flop- I

I pen 186. Udgangssignalet fra lade- og triggekredsløbet I

M 169 afgives så til indgangsporten II til mikropro- I

I cessoren 100. I

I Et højhastighedstællerkredsløb 190, styret af I

I processoren 100 via udgangslinien 04, måler transit- I

I ^5 tiden for det akustiske signal, idet det modtager et I

I tællestartsignal på tidspunktet for faseinverteringen I

I af det sendte signal (fra linie 05) og et tælle stop- I

I signal fra lade- og triggekredsløbet 169. Transittids- I

I informationen afgives så til processoren 100 via bus- I

I 20 sei1 192· I

I Funktionen af dette kredsløb er illustreret gra- I

fisk på fig. 6, hvor fig. 6a viser formen af udgangs- I

M signalet fra udgangsporten 01 fra mikroprocessoren I

I 100. Dette sendes fra transducer TI til transducer I

I 25 T2 °9 modtages af modtagekredsløbsarrangementet efter I

I forforstærkning i den form, der er vist på fig. 6b. I

I Begrænserforstærkeren 154 firkantformer signalet til I

det på fig. 6c viste, som i det væsentlige har samme I

I form, som det sendte signal. Fig. 6d viser signalet på I

M 3Q udgangen fra fasehukommelsen 160 og firkantformes af I

I forstærkeren 162, i hvilken signalet 6d har opnået den I

I samme faseinformation som signalet 6c men er blevet I

I tidsmæssigt forsinket. Udgangssignalet fra filteret 156 I

DK 175355 B1 I

og forstærkeren 156 er af i det væsentlige samme form I

som det på flg. 6c viste. Flg. 6e viser udgangssignalet I

fra synkrondetektoren 164. Ved betragtning af flg. 6c I

og 6d kan det ses, at disse er 1 fase indtil tidspunk- I

5 tet ti, som markerer faseændringen for signalet 6c. I I

dette punkt kommer disse signaler helt ud af fase, I

hvilket resulterer i tilstandsændringen for synkronde- I

tektoren 164 og fører til højniveaupulsen, som vist I

på fig. 6e. Dette ude af fase forhold varer indtil den I

10 af fasehukommelsen 160 påtrykte tidsforsinkelse af I

signalet er gennemgået og signalerne kommer i fase I

igen. I

Fig. 6f viser udgangssignalet fra detektoren I

168. Som vist settes flip-floppen 186 ikke før ind- I

15 gangssignalet til detektoren 168 har været lavt i I

tilstrækkelig lang tid (t2), til at kondensatoren Cl I

oplades til tærskelniveauet for komparatoren 184. Sig- I

nalet resettes via komparatoren 182 af tilstandsæn- I

dringen for signalet 6e. I

20 Det bemærkes, at det modtagne signal omfatter I

kraftige støj komposanter. Disse hurtige udsving får I

flip-floppen 186 til at forblive resat undtagen i den I

"stille" i-fase del detekteret af synkrondetektoren I

164. I

25 Under brugen konfigurerer mikroprocessoren 100 I

transducerne TI, T2, således at et pulstog af den art, der er vist på fig. 6a, sendes først i én retning og dernæst i den modsatte. Hastigheden af gassen, der strømmer i måledelen 32, kan så udledes af ligning 1 30 ovenfor, efter at der er foretaget kompensation for de faste tidsforsinkelser for impulsernes passage gennem elektronikkredsløbene og ultralydstransducerne.

Som vist på fig. 7 til 11 udgøres gasmålefunk-tionssystemet af forgrunds- og baggrundsopgaver. Bag- I DK 175355 B1 grundsopgaverne sker under interrupt styring, således at forgrundsopgaverne kan foregå i tiden mellem inter- rupts.

H Der er to kilder til interrupt. Det regelmæssige 5 "polled" interrupt (POLL) benyttes til at forårsage et interrupt med forud bestemte mellemrum. Dette benyttes H til at etablere en udsendelse og modtagelse af ultra- H lyds impulserne i overensstemmelse med en interrupttæl- ling. (Se fig. 11).

10 Den an<3en kilde for interrupt er IRQl som giver H et interrupt ved modtagelse af den modtagne ultralydim- puls, således at transittidsinformationen kan lagres før transmission af den næste impuls.

H Transittidsinformationen overføres mellem 15 baggrunds- og forgrundsopgaver, dvs. mellem "polling" rutiner og hovedbehandlingssoftwaren ved brug af soft- ware flag.

Softwaren kører normalt rundt i hovedskande- I ringssløjfen (se fig. 8) indtil den finder et flag, der 20 er sa^ a^ baggrundsopgaverne hver gang en impuls modta- I ges sætter POLL "TX-FLAG" til "FINISHED" og funktionen I "process-tx" kaldes af hovedskanderingssløjfen (se fig.

9). "Process-tx" udleder en aksehastighed af det tidli- I gere par af impulser, og adderer denne til total akse- I 25 hastigheden. Kun når total aksehastighedstællingen har H nået sin maksimalværdi, forårsager hovedskanderings- I sløjfen, at funktionen "Analyse speed" kaldes (se fig.

I 10). "Analyse speed" beregner middelaksehastigheden I over perioden og den forløbne tid siden sidste bereg- 30 ning udledes, således at en volumenberegning kan fore- tages ved brug af volumen = hastighed x tid x areal.

I Eftersom gasstrømningshastigheden hænger sammen I med volumenstrømningen gennem måledelen, kan gasstrøm- DK 175355 B1 13 ningshastighedsværdier, målt med forudbestemte mellemrum, numerisk integreres, for at udlede det volumen gas, der strømmer gennem måledelen. Forholdet mellem strømningshastighed og strømningsmængde er ikke lineær, 5 eftersom strømningsprofilen ændrer sig med strømningsmængden. Således skal en hastighedsafhængig koefficient, lagret i hukommelsen 120, benyttes ved beregning af volumenstrømningen. Yderligere følere, til måling af temperatur, tryk og fugtighed, kan iøvrigt være indbyg-10 get måleren, idet mikroprocessoren via en opslagstabel i hukommelsen 120 kompenserer for ændringer i de faktiske betingelser i forhold til en indstillet værdi.

Temperatur kan bestemmes som en del af ultralydmålingerne, men kun for en kendt gas sammensætning.

15 Imidlertid kan en uafhængig temperaturføler omfatte et platinmodstandstemperaturelement, idet følerudgangssignalet periodisk samples af mikroprocessoren 100. En passende trykføler kunne være en siliciummembranføler med et referencevacuum.

20 Volumenstrømningen og følgelig gasforbruget vi ses på et display 130, som kan være et LCD eller LED display eller alternativt en elektromekanisk opsummeringstæller. Alternativt kan der være en interface til en forespørgselsenhed i stedet for eller udover dis-25 playet 130.

Selvom identifikationen af faseændringen i det modtagne signal ved hjælp af synkrondetektorerne 164 giver en nøjagtig tidsmarkering for det modtagne signal, kan det ved visse anvendelser specielt i forbin-30 delse med meget støj være nødvendigt med yderligere information angående det modtagne signal. En første modifikation af udførelsesformen i fig. 3, vist på fig. 12, tilvejebringer denne yderligere information og omfatter I DK 175355 B1

I en nul-gennemgangsdetektor 200, som er forbundet med I

I udgangen fra begrænserforstærkeren 154. Nul-gennem- I

I gangsdetektoren er forbundet med en clock-tæller 210, I

I som er forbundet via en busforbindelse 212 til en re- I

I 5 gisterstak 220. Under brugen detekterer nul-gennem- I

H gangs-detektoren, hvornår signalet passerer 50% niveau- I

I et for dets udsvingsbånd og afgiver en impuls til I

I clock-tælleren 210. Clock-tælleren 210 afgiver så en I

I værdi til registerstakken 220, der svarer til det I

10 tidspunkt på hvilket nul-gennemgangen blev detekteret. I

Dette sker kontinuerligt, idet stakken 220 til stadig- I

H hed fyldes fra adresse Al til adresse A10, således at hver tidsreference falder ud over enden af stakken,, når den når A10. Når mikroprocessoren 100 modtager fa- 15 seændringsidentifikationssignalet på indgangsporten II, standser den clocktælleren 210, læser dens øjeblikke- lige værdi, som skulle svare til tidspunktet for fa- I seændringspunktet, og læser så indholdet i lagrene Η A1-A10, som skulle svare til de tidligere nul-gennem- I 20 9an9e/ hvis timing skulle hænge sammen med indholdet i I clocktælleren 210, når den er stoppet. Dette skulle I således give information om nul-gennemgangspunkterne for de tidligere impulser for det modtagne pulstog i forhold til faseændringspunktet, som så benyttes som en 25 del en passende statistisk algoritme til en mere nø- I jagtig bestemmelse af modtagetidspunktet for det mod- I tagne impulssignal.

I Efter læsning af indholdet i registrene genstar- I ter mikroprocessoren clock-tælleren og processen star- I 3q ter forfra.

Som omtalt ovenfor under henvisning til fig. 3 er det nødvendigt, at det afstemte kredsløb i fasehukommelsen 160 er afstemt eksakt til det akustiske DK 175355 B1 15 signals frekvens. Faktorer såsom komponenttolerancer betyder, at en vis afstemning og kalibrering af det afstemte kredsløb 160 eller softwarejustering til den akustiske frekvens ved hjælp af mikroprocessoren 100 5 sædvanligvis vil være nødvendig. Fig. 13 viser en modifikation af udførelsesformen i fig. 3, hvor det udsendte signal genereres ved brug af fasehukommelsen 160, hvorved man undgår behovet for en sådan kalibrering.

På fig. 13 har sendesignalet fra mikroprocesso-10 ren 100 på 01 linien nu form af en enkelt impuls, hvis længde svarer til længden af pulstoget, der skal sendes. Dette signal fødes til en monostabil kreds 305, som genererer en kort.impuls (fig. 14a), som føres via en forstærker 310 til en omskifter 320, som sty-15 res af mikroprocessoren 100. Omskifteren 320 har til formål at skifte mellem modtagekredsløbsarrangementet (begrænserforstærker 154 vist punkteret) og sendesignalet fra mikroprocessoren 100. Det valgte sendesignal fødes så til fasehukommelsen 160 og begrænserforstær-20 keren 162. Pulssignalet fra mikroprocessoren 100 får det afstemte kredsløb i fasehukommelsen 160 til at ringe, som vist f.eks. på fig. 14b. Efter at være forstærket af forstærkeren 162 (fig. 14c), fødes dette signal via en eksklusiv OR-gate 330, hvis udgangssignal 25 (fig. 14d) fødes til clock-indgangen til en D-type flip-flop 340. Det andet indgangssignal til den eksklusive OR-gate 330 er så Q-udgangen fra flip-floppen 340 (fig. 14f). D-indgangen til flip-floppen 330 forsynes med et faseinverteret signal fra mikroproces-30 soren 100 (fig. 14e) og flip-floppen afgiver et fase-triggeudgangssignal til mikroprocessoren på Q-udgangen fra flip-floppen.

Under brugen får impulsen fra den monostabile kreds 305 fasehukommelseskredsløbet til at ringe, som

I DK 175355 B1 I

I 16 I

I vist på fig. 14b. Udgangssignalet fra forstærkeren 162 I

I (fig. 14c) sammenlignes så med Q-udgangssignalet fra I

I flip-floppen 340. Eftersom D-indgangssignalet til I

I flip-floppen 340 fra starten er lavt (fig. 14e) er Q- I

I 5 ud-gangssignalet højt (fig. I4f). Derfor sammenlignes I

I signalet fra forstærkeren 162, efter at have passeret I

I gennem inverteren 345, med et konstant lavt signal og I

I således har den eksklusive OR-gate den funktion, at den I

I firkantformer signalet til den på den første halvdel af I

I 10 fig· 14c viste form. På et forudbestemt tidspunkt hæves I

I faseinverteringssignalet til højt (fig. I4e). Dette får I

I Q-udgangen fra flip-floppen 340 til at gå lav, men I

I først efter den næste opadgående flanke for udgangssig- I

I nalet fra den eksklusive OR-gate 330 (clockindgangs- I

I 15 signalet til flip-floppen 340). Når Q går lavt vil ud- I

I gangssignalet fra NOT elementet 340 gå højt. Dette I

I vil få den eksklusive OR gate 330 til at firkantforme I

I den inverse af signalet fra forstærkeren 162 og såle- I

I des forårsage en tilstandsændring for udgangssignalet I

I 20 fra gaten 330 næsten umiddelbart efter den positivt I

I gående flanke som forårsagede tilstandsændringen for Q. I

I Dette er vist på fig. I4d som en støj spids i dette I

I 180°'s faseændringspunkt. I

I Udgangssignalet Q, som er det komplementære af Q I

I 25 tilvejebringer en tidsmarkering for det sendte signal I

I ved detektion af faseændringspunktet, der benyttes som I

I indgangssignal til processoren og højhastighedstælle- I

I ren. I

I Selvom den ovenfor beskrevne udførelsesform er I

I 30 beskrevet med henvisning til en føler til måling af ha- I

I stigheden af strømningen i en gas og således volumen- I

I strømningen af denne gennem en måledel med kendte di- I

I mensioner, er opfindelsen lige anvendelig til måling af I

DK 175355 B1 I

strømningshastigheder for gasser og væsker i andre an- I

vendelser, f.eks. de som er nævnt under omtalen af den I

kendte teknik i indledningen til denne beskrivelse. I

Selvom sende- og modtagekredsløbsarrangementerne I

5 har benyttet en 180e,s faseændring af det sendte signal I

som en tidsmarkering, kan andre faseændringer og pas- I

sende modtagekredsløbsarrangementer benyttes, hvilket I

vil være indlysende for en fagmand. I

Claims (6)

1. Apparatur til måling af volumenstrømningen | af et fluidum, der strømmer gennem en kanal, og om- fattende to fra hinanden adskilte transducere (TI, H 5 T2) anbragt i kanalen for fastlæggelse af en akustisk passage mellem disse, idet de to transducere (TI, T2) H er indrettet til at sende og modtage akustiske signa- H ler i begge retninger langs den akustiske passage, H kendetegnet ved organer (30, 34) indrettet H 10 til at øge strømningshastigheden af fluidummet i om- H rådet for og langs den akustiske passage, hvor orga- nerne til øgning af hastigheden indbefatter en ventu- rienhed (34), idet venturienheden (34) er opbygget mod en ende af en strømningsformende enhed (30), som 15 også indbefatter en målesektion (36) indrettet til at fastholde strømningshastigheden, og i forbindelse med hvis ene ende det ene af transducerne (T2) er monte- I ret, idet den anden transducer (TI) er monteret i ora- rådet for venturienheden (34). I 20

2. Apparatur ifølge krav 1, kendeteg- I net ved, at målesektionen omfatter en sektion med I stigende diameter (A, B) til at kompensere for viskø- se effekter for at sikre, at hastigheden fastholdes.

3. Apparatur ifølge krav 2, kendeteg- I 25 n e t ved, at én transducer er monteret på en muffe I (28) med en vingeformet del.

4. Apparatur ifølge krav 1, kendet.eg - I net ved, at der er tilvejebragt filterorganer (50) I til at stabilisere strømningen. I 30

5. Apparatur ifølge krav 4, kendeteg- I net ved, at filteret er ringformet og opbygget af I gaze. DK 175355 B1 I

19 I

6. Apparatur ifølge krav 1 eller 2,kende- I tegnet ved, at den strømningsformende enhed om- fatter et stabiliseringskammer (42), der sørger for I at turbulens reduceres væsentligt før måling. I ) I