NL8502673A - Werkwijze en toestel voor het bepalen van de snelheid, richting en andere grootheden van een stroom, in het bijzonder een gasstroom. - Google Patents

Werkwijze en toestel voor het bepalen van de snelheid, richting en andere grootheden van een stroom, in het bijzonder een gasstroom. Download PDF

Info

Publication number
NL8502673A
NL8502673A NL8502673A NL8502673A NL8502673A NL 8502673 A NL8502673 A NL 8502673A NL 8502673 A NL8502673 A NL 8502673A NL 8502673 A NL8502673 A NL 8502673A NL 8502673 A NL8502673 A NL 8502673A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
converter
signal
time
sound
pulses
Prior art date
Application number
NL8502673A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Tno
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tno filed Critical Tno
Priority to NL8502673A priority Critical patent/NL8502673A/nl
Priority to AT86201666T priority patent/ATE65326T1/de
Priority to DE8686201666T priority patent/DE3680278D1/de
Priority to EP86201666A priority patent/EP0218293B1/en
Priority to JP61233116A priority patent/JPS62148862A/ja
Publication of NL8502673A publication Critical patent/NL8502673A/nl
Priority to US07/253,495 priority patent/US4882931A/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P5/00Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
    • G01P5/24Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the direct influence of the streaming fluid on the properties of a detecting acoustical wave
    • G01P5/245Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the direct influence of the streaming fluid on the properties of a detecting acoustical wave by measuring transit time of acoustical waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K11/00Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
    • G01K11/22Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using measurement of acoustic effects
    • G01K11/24Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using measurement of acoustic effects of the velocity of propagation of sound
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/02Analysing fluids
    • G01N29/032Analysing fluids by measuring attenuation of acoustic waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028Material parameters
    • G01N2291/02836Flow rate, liquid level
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028Material parameters
    • G01N2291/02845Humidity, wetness
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028Material parameters
    • G01N2291/02881Temperature

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)

Description

Lx 85 5106 Μη/Tg * *
Werkwijze en toestel voor het bepalen van de snelheid, richting en andere grootheden van een stroom, in het bijzonder een gasstroom.
Het meten van de snelheid en richting van een stroom, in het bijzonder een gasstroom zoals een luchtstroom, en van de temperatuur en het vochtgehalte daarvan, kan op verschillende wijzen geschieden. De laatstgenoemde metingen geschieden met andere toe-5 stellen dan de eerstgenoemde. In de meteorologie wordt voor het meten van de snelheid en richting van luchtstromen in het algemeen van toestellen met bewegende onderdelen (anemometers e.d.) gebruik gemaakt, die wegens de onvermijdelijke traagheid en wrijving niet zeer nauwkeurig zijn, de stroom ongunstig kunnen beïnvloeden, en voorts 10 moeilijk ijkbaar zijn.
Er is reeds voorgesteld de snelheid en de richting van stromen te bepalen door de looptijd van geluidgolven in verschillende en in het bijzonder tegengestelde richtingen te meten, doch ook deze metingen zijn onnauwkeurig, en zijn met name gevoelig voor in-15 terferentie- en terugkaatsingsverschijnselen.
Er bestaat behoefte aan toestellen voor het uitvoeren van dergelijke metingen, welke toestellen nauwkeurig en betrouwbaar kunnen werken, weinig omvangrijk en goedkoop zijn, en op eenvoudige wijze kunnen worden onderhouden.
20 Daartoe verschaft de uitvinding een werkwijze voor het be palen van de snelheid en richting van een stroom, in het bijzonder een gasstroom, waarbij een geluidsignaal door een eerste omzetter in een eerste richting door de stroom naar een tweede omzetter wordt gezonden, die bij ontvangst een overeenkomstig elektrisch signaal af-25 geeft, hetgeen ook in een tweede van de eerste richting verschillende richting wordt uitgevoerd, waarbij de looptijd van het geluidsignaal tussen de desbetreffende omzettere wordt gemeten door het meten van de tijd, die tussen het uitzenden en het ontvangen van het geluidsignaal is verstreken, terwijl de snelheid en richting van de ®5ö2 673 # · ·, - 2 - stroom uit het verschil tussen deze looptijdmetingen wordt afgeleid, welke werkwijze als kenmerk heeft, dat het door de eerste omzetter afgegeven geluidsignaal een s£erk gedempt signaal is, dat in de tweede omzetter tot een gedempte wisselspanning aanleiding geeft, 5 waarvan de eerste uitwijking in de ene zin een grotere amplitude heeft dan de volgende uitwijkingen, welk signaal wordt vergeleken met een drempelwaarde, die lager is dan de topwaarde van de eerste uitwijking, waarbij het overschrijden van deze drempelwaarde als het einde van de tijdmetingsperiode wordt gebruikt, welke periode bij het 10 afgeven van het geluidsignaal door de eerste omzetter is ingeleid.
In het bijzonder wordt bij het afgeven van de geluidimpuls een tijd-impulsteller ingeschakeld, die door een onafhankelijke bron afgege-ven tijdimpulsen kan tellen, en die bij het ontvangen van het drem-peloverschrijdingssignaal wordt stilgezet, waarbij het afgeven van 15 de geluidimpulsen op een willekeurig tijdstip t.o.v. de vaste tijdimpulsen plaatsvindt. Daarbij kan de herhalingsfrequentie van de geluidimpuls'en aanmerkelijk lager zijn dan de uitslingerfrequentie van het door de tweede omzetter af gegeven signaal, terwijl de frequentie van de tijdimpulsen aanmerkelijk hoger is dan deze uit-20 slingerfrequentie.
Verder kan een aantal tijdmetingen na elkaar worden uitgevoerd, 'waarbij de looptijd wordt bepaald door een statistische interpolatie van de verschillende afzonderlijke meetuitkomsten.
De som van de looptijden in verschillende richtingen kan 25 worden gebruikt voor het berekenen van de temperatuur van de stroom, terwijl de demping van een geluidsignaal kan worden gemeten voor het bepalen van het vochtgehalte van een gasstroom.
Voor het laatstgenoemde doel kan de eerste uitwijking van het signaal van de tweede omzetter worden vergeleken met een aantal 30 drempelwaarden voor het bepalen van de topwaarde daarvan, terwijl de bepaalde topwaarde wordt vergeleken met een vergelijkingswaarde, die op het droge gas betrekking heeft.
Het toestel volgens de uitvinding voor het uitvoeren van 9502 573 - 3 - » Λ ' deze werkwijze, dat tenminste een eerste en een tweede omzetter omvat voor het uitzenden resp. ontvangen van een geluidsignaal, en met deze omzetters verbonden middelen voor het meten van de tijd, die tussen het afgeven en ontvangen van het geluidsignaal is verstreken, 5 heeft als kenmerk, dat de eerste omzetter is ingericht voor het afgeven van een zeer sterk gedempt geluidsignaal , dat de tweede omzetter is verbonden met een drempelwaardeketen, waarvan de drempelwaarde kleiner is dan de eerste uitwijking van het door de tweede omzetter voortgebrachte elektrische signaal, welke drempel-10 waardeketen een signaal kan afgeven bij het overschrijden van deze drempel, dat de bekrachtigingsketen van de eerste omzetter met de inschakelingang van een impulsteller, en de uitgang van de drempelwaardeketen met de uitschakelingang van deze teller is verbonden, terwijl de telingang van deze teller met een bron van tijdimpulsen 15 is verbonden.
Bij een dergelijk toestel, dat een aantal tweede omzetters omvat, die uit de verschillende richtingen afkomstige geluidimpulsen kunnen ontvangen, kunnen de daarmede verbonden middelen voor het bepalen van de looptijd van de desbetreffende geluidimpulsen met een 20 optelketen zijn verbonden, die is verbonden met middelen voor het uit de som van de looptijden berekenen van de temperatuur van de stroom.
In het bijzonder is tenminste een tweede omzetter verbonden met een drempelwaardeketen met verscheidene drempels, die is in-25 gericht voor het bepalen van de grootste waarde van de eerste uitwijking van het afgegeven elektrische signaal, welke drempelwaardeketen is verbonden met een keten voor het vergelijken van de bepaalde grootste waarde met een vergelijkingswaarde, en het daaruit berekenen van het vochtgehalte van de stroom.
30 Een dergelijk toestel kan in het bijzonder een enkelvoudi ge eerste omzetter en een tegenover deze omzetter geplaatst terugkaats ings lie haam omvatten, zodanig, dat de te onderzoeken stroom door de tussenruimte daartussen kan stromen, welk terugkaatsings- 8502 673
* V
- 4 - lichaam is ingericht om de door de eerste omzetter door de stroom gezonden geluidimpulsen langs verschillend gerichte wegen door de stroom naar een of meer tweede omzetters terug te kaatsen.
Dit terugkaatsingslichaam is in het bijzonder een drie-5 zijdige regelmatige pyramide, die met de top naar het midden van de eerste omzetter is gericht.
Tenslotte kan het aantal omzetters groter zijn dan voor het bepalen van de richting van de stroom noodzakelijk is, waarbij middelen aanwezig zijn voor het uitschakelen van die omzetters, die 10 het ongunstigst ten opzichte van de stroom zijn gelegen, alsmede middelen voor het grof bepalen van de stroomrichting voor het besturen van de eerstgenoemde middelen.
De uitvinding zal in het onderstaande nader worden toegelicht aan de hand van een tekening; hierin toont: 15 fig. IA, B en C voorstellingen van in een toestel volgens de uitvinding gebruikte golfvormen; * fig. 2 een biokschema van een uitvoeringsvorm van het m toestel volgens de uitvinding; en fig. 3 een schematische voorstelling van een bijzondere 20 optelling van de piëzo-elektrische omzetters van een dergelijk toestel.
Fig. 1A toont een geluidimpuls 1, die een eerste piek 2 in een bepaalde zin, die hier als een negatieve zin is getekend, bezit, waarop een aantal pieken in afwisselende zin met sterk af-25 nemende hoogte volgen. Een dergelijk impuls kan worden voortgebracht door een geladen condensator door een piëzo-elektrische omzetter te ontladen. Dit wordt met een betrekkelijk lage frequentie, bijvoorbeeld van 500 Hz, herhaald, zodat de tussenruimte tussen opeenvolgende impulsen 1 groot is in vergelijking tot de impulsbreedte.
30 Fig. 1B toont een overeenkomstige voorstelling van het uitgangssignaal 3 van een piëzo-elektrische omzetter, die door een geluidimpuls 1 volgens fig. IA wordt getroffen. Deze omvat weer een eerste piek 4, die hier in de negatieve zin is afgebeeld, alsmede 8502 67 3 « !*» - 5 - een aantal volgende pieken in afwisselende zin en met afnemende hoogte. De eerste piek 4 van het signaal 3 heeft de grootste uitwijking, zodat, wanneer alleen de negatieve pieken voor de meting worden gebruikt, door het kiezen van een geschikte drempelwaarde 5 5 de op de eerste piek 4 volgende pieken kunnen worden uitgeschakeld. Door het meten van het tijdverloop tussen het afgeven van de zend-impuls 1 en het ontvangen van een signaal 3 kan de looptijd worden bepaald. De tussenruimte tussen de impulsen 1 is daarbij aanmerkelijk groter dan de duur van het signaal 3.
10 Het meten van de looptijd kan bijvoorbeeld geschieden met behulp van de in fig. 1C afgebeelde klokimpulsen 6. Deze kunnen bijvoorbeeld een herhalingsfrequentie van 10 MHz hebben. De looptijd wordt dan gegeven door het aantal klokimpulsen 6, dat is geteld tussen het tijdstip t , waarop de impuls 1 is afgegeven, en het tijd-15 stip tj, waarop de eerste piek 4 van het signaal 3 de drempelwaarde 5 overschrijdt. Naarmate de herhalingsfrequentie van de impulsen 6 hoger is, zal de nauwkeurigheid van de meting groter zijn, doch hieraan is een praktische grens gesteld. In de praktijk zal met een . frequentie van rond 10 MHz worden gewerkt, zodat de tijdafstand 4t 20 tussen twee impulsen rond 0,1 ps bedraagt.
Een verdere beperking van de nauwkeurigheid wordt veroorzaakt door het feit, dat zowel het inschakeltijdstip t als het uitschakelt! jds tip t.j van de gebruikte teller in een willekeurig punt tussen twee impulsen 6 kan vallen. Om deze onnauwkeurigheid op te 25 heffen worden de metingen een voldoende groot aantal malen herhaald om een betrouwbaar gemiddelde te verkrijgen. Gelet op de herhalings-frequentie van de impulsen 1, die bijvoorbeeld 500 MHz bedraagt, kan binnen een korte tijd een betrouwbare statistiek worden verkregen.
Ook wanneer een volgende piek van het signaal 2 de drem— 30 pelwaarde 4 zou overschrijden, heeft dit geen invloed op de telling, daar op het tijdstip t^ de telling wordt afgebroken. Ook meervoudige echosignalen zullen geen merkbare invloed op deze statistiek hebben, daar deze later zullen aankomen, en dus geen effekt hebben, 8502 67 3 - 6 - * terwijl de afstand tussen de impulsen 1 groot genoeg is om de echo-signalen te laten uitsterven, voordat een volgende meting plaatsvindt.
De klokimpulsen 6 worden ononderbroken voortgebracht, doch 5 de voor het tellen daarvan gebruikte teller wordt op het tijdstip t ingeschakeld en op het tijdstip t^ uitgeschakeld, eventueel door tussenkomst van geschikte poorten.
De stroomsnelheid kan worden afgeleid uit de looptijdver-schillen in twee verschillende richtingen, in het bijzonder in te-10 gengestelde richting, terwijl de stroomrichting uit een aantal metingen onder verschillende hoeken kan worden bepaald.
Voorts bestaat er een verband tussen de voortplantingssnelheid van de geluidgolven in een gas en de temperatuur daarvan, welk verband in hoofdzaak lineair is. Uit het gemiddelde van een 15 aantal looptijdmetingen kan derhalve ook de temperatuur van het gas worden afgeleid, wanneer het verband tussen de voortplantingssnelheid en de temperatuur bekend is.
Het vochtgehalte van het gas beïnvloedt de demping van de geluidimpulsen in het gas. Deze demping kan worden bepaald door het 20 vergelijken van de topwaarde van de piek 4 van het signaal 3 met een vergelijkingswaarde voor droog gas. Deze topwaarde kan bijvoorbeeld worden bepaald met behulp van een aantal bijkomende drempels 5’, waarbij de nog juist overschreden drempel in hoofdzaak met de topwaarde overeenkomt. Het is ook mogelijk daarvoor een periodiek 25 verschuivende drempel te gebruiken, die bijvoorbeeld met behulp van een geschikte zaagtandspanning wordt bestuurd, terwijl deze drempel bovendien zgn. zelflerend kan zijn, doordat bij een reeks van opeenvolgende metingen de voorafgaande meting als uitgaanswaarde wordt gebruikt, zodat weer een betrouwbaar gemiddelde kan worden bepaald. 30 Het wordt aldus mogelijk met een enkel toestel alle ver anderlijken van de te onderzoeken gasstroom op snelle en betrouwbare wijze te meten.
Fig. 2 toont een blokschema van een voor dit doel geschik- 8502673 - 7 - te elektrische keten. Deze keten omvat een trekker 10, die de herha-lingsperiode van de impulsen 1 bepaalt. Deze bestuurt een voedingsketen 11 voor een piëzo-elektrische impulsgever 12 of een aantal van dergelijke impulsgevers, waarmede de geluidimpulsen in het gewenste 5 aantal richtingen kan worden afgegeven; in fig. 2 zijn eenvoudig-heidshalve slechts twee richtingen aangeduid, doch dit aantal kan ook groter of kleiner zijn. De geluidimpulsen worden door een overeenkomstig aantal omzetters13 opgevangen, en in de elektrische signalen 3 omgevormd. De signalen 3 worden naar een drempelwaardeketen 10 14 gezonden, die de voornoemde drempel 5 aanlegt.
De keten 11 bewerkstelligt bij het ontvangen van een trek-kerimpuls bijvoorbeeld de ontlading van een condensator door de omzetter 12, en geeft tevens over een leiding 15 een inschakelimpuls aan een teller 16 af, die anderzijds over een leiding 17 een uit-15 schakelimpuls van de bijbehorende drempelwaardeketen 14 kan ontvangen. Voorts ontvangt elke teller 16 van een klokimpulsgever 18 over een leiding 19 de klokimpulsen 6, zodat in de periode tussen het in- en uitschakelen van een teller de ontvangen klokimpulsen kunnen worden geteld. Niet nader aangeduide middelen kunnen zonodig de 20 tellers 13 weer terugstellen, nadat de telling daarvan is verwerkt.
De uitgangen van de tellers 16 zijn met een verwerkingske-ten 20 verbonden, waarin de verschillende looptijdmetingen worden verwerkt voor het berekenen van de stroomsnelheid en eventueel de stroomrichting van de te onderzoeken gasstroom, waarbij de uitkomsten 25 van deze berekeningen op een weergeeftoestel 21 worden weergegeven.
Anderzijds worden de uitgangssignalen van de tellers 16 naar een bijkomende verwerkingsketen 22 gezonden, die een optelketen kan zijn, en waarmede een met de gemiddelde looptijd overeenkomende of daarmee evenredige uitkomst kan worden bepaald, die een maat is 30 voor de temperatuur van het gas, welke uitkomst op een bijbehorend weergeeftoestel 23 kan worden weergegeven.
Voorts kan het uitgangssignaal 3 van een van de omzettere 13 naar een bijzondere drempelketen 24 worden gezonden, waarmede de 8502 67 3 - 8 - topwaarde van de piek 4 van het signaal 3 kan worden bepaald, welke topwaarde in een trap 25 wordt vergeleken met een aan een vergelij-kingsingang 26 toegevoerde vergelijkingswaarde, die overeenkomt met de demping van het droge gas, waarbij het verschil een maat is voor 5 het vochtgehalte van het gas, welke uitkomst op een weergeeftoestel 27 kan worden weergegeven. Oe drempelketen 24 kan een meervoudige drempelketen zijn, dan wel een keten met een veranderlijke drempelwaarde, zoals in het voorgaande is vermeld. Zonodig kan ook een van de drempelwaardeketens 14 voor dit doel worden gebruikt.
10 Het''zal duidelijk zijn, dat fig. 2 slechts de beginsel- opbouw van een voor het onderhavige doel geschikte keten aangeeft, en dat daarin nog vele wijzigingen kunnen worden aangebracht. Wanneer minder grootheden moeten worden bepaald, kan een overeenkomstig gedeelte van deze keten worden weggelaten.
15 Hoewel in fig. 2 afzonderlijke drempelwaardeketens 14 en tellers 16 zijn afgebeeld, is het ook mogelijk de uitgangssignalen 3 van de omzetters 13 in een geheugen op te slaan, en dan achter elkaar in de tussen twee opeenvolgende impulsen 1 gelegen tijd te verwerken, waardoor een vereenvoudiging van de keten kan worden 20 verkregen.
Voor het bepalen van de snelheid en richting van de te onderzoeken gasstroom kunnen verschillende samenstellen van omzetters 12 en 13 worden gebruikt. In het bijzonder kunnen daarbij om-zetterparen met onderling kruisende richtingen worden gebruikt, waar-25 bij in een bepaalde richting ook in de twee zinnen kan worden gemeten. Wanneer de aard van de omzetters zodanig is, dat deze zowel als impulsgever en als impulsontvanger kunnen worden gebruikt, kan door een eenvoudige omschakeling een meting in de beide zinnen worden verkregen. Het is uiteraard ook mogelijk voor een richting twee paren 30 te gebruiken, die elk voor een voortplantingszin bestemd zijn. Het aantal paren hangt uiteraard af van het feit, of de richting van de stromirigsfactor in twee of in drie dimensies moet worden bepaald.
Fig. 3 toont nog een bijzondere uitvoeringsvorm van een 8502 673 - 9 - voor de onderhavige doeleinden geschikt toestel. Dit omvat een enkele piëzo-elektrische impulsgever 12, die aan de ene zijde van een te onderzoeken stroomgedeelte is opgesteld, terwijl tegenover deze impulsgever 12 een terugkaatsingslichaam 28 is geplaatst, dat een-5 voudigheidshalve als een driehoek is getekend. De uitgezonden impulsen 1 worden tegen de schuine vlakken 29 van dit lichaam 28 teruggekaatst naar een bijbehorende omzetter 14. De geluidimpulsen lopen derhalve eerst in de ene en dan in de andere zin door de gasstroom.
Door een geschikte vormgeving van de impulsgever 12 en van het 10 lichaam 28 kan zonodig een in hoofdzaak symmetrisch verloop van de impulsbanen voor en na terugkaatsing worden verkregen.
In het bijzonder wordt het lichaam 28 uitgevoerd als een drievlakspyramide of viervlak, in welk geval drié omzetters 14 dienen te worden gebruikt, waarbij dan een nauwkeurige bepaling van 15 de stromingsvector 30 kan worden verkregen.
Het is verder mogelijk een groter aantal piëzo-elektrische omzetters te gebruiken dan voor een richtingmeting nodig is, in het bijzonder wanneer de te onderzoeken stroom uit alle richtingen kan komen, en bij bepaalde richtingen bepaalde omzetters of omzetterpa-20 ren minder gunstig zijn gelegen voor het verkrijgen van een goede looptijdmeting. In dat geval kunnen de minst gunstig gelegen omzetters worden uitgeschakeld, waarbij er nog genoeg omzetters overblijven om een ondubbelzinnige richtingbepaling te verkrijgen. Dit uitschakelen kan bijvoorbeeld geschieden op grond van een voorafgaande 25 grove richtingbepaling, bijvoorbeeld aan het begin van een meetreeks.
Hoewel in het voorgaande van gasstromen sprake is geweest, zal het duidelijk zijn, dat ook bij vloeistofstromen soortgelijke metingen kunnen worden uitgevoerd.
Voor het meten van het vochtgehalte van een gas kan ook ge-30 bruik worden gemaakt van minder gedempte trillingen, waarbij dan de amplitudevermindering van de omhullende wordt bepaald.
85 0 2 6 7 3

Claims (13)

1. Werkwijze voor het bepalen van de snelheid en richting van een stroom, in het bijzonder een gasstroom, waarbij een geluidsig-naal door een eerste omzetter in een eerste richting door de stroom naar een tweede omzetter wordt gezonden, die bij ontvangst een over- 5 eenkomstig elektrisch signaal afgeeft, hetgeen ook in een tweede van de eerste richting verschillende richting wordt uitgevoerd, waarbij de looptijd van het geluidsignaal tussen de desbetreffende omzetters wordt gemeten door het meten van de tijd, die tussen het uitzenden en het ontvangen van het geluidsignaal is verstreken, terwijl de 10 snelheid en richting van de stroom uit het verschil tussen deze loop-tijdmetingen wordt afgeleid, met het kenmerk, dat het door de eerste omzetter afgegeven geluidsignaal een sterk gedempt signaal is, dat in de tweede omzetter tot een gedempt wisselspanningsig-naal aanleiding geeft, waarvan de eerste uitwijking in de ene zin 15 een grotere amplitude heeft dan de volgende uitwijkingen, welk signaal wordt vergeleken met een drempelwaarde, die lager is dan de topwaarde van de eerste uitwijking, waarbij het overschrijden van deze drempelwaarde als het einde van de tijdmetingsperiode wordt gebruikt, welke periode bij het afgeven van het geluidsignaal door de 20 eerste omzetter is ingeleid.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het afgeven van de geluidimpuls een tijdimpulsteller inschakelt, die door een onafhankelijke bron afgegeven tijdimpulsen kan tellen, en die bij het ontvangen van het drempeloverschrijdingssignaal wordt 25 stilgezet, waarbij het afgeven van de geluidimpulsen op een willekeurig tijdstip t.o.v. de vaste tijdimpulsen plaatsvindt.
3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de herhalingsfrequentie van de geluidimpulsen aanmerkelijk lager is dan de uitslingerfrequentie van het door de tweede omzetter afgege- 30 ven signaal, en dat de frequentie van de tijdimpulsen aanmerkelijk hoger is dan deze uitslingerfrequentie. 8502 673 - 11 - *
4. Werkwijze volgens conclusie 2 of 3, met het kenmerk, dat een aantal tijdmetingen na elkaar wordt uitgevoerd, en dat de-looptijd wordt bepaald door een statistische interpolatie van de verschillende afzonderlijke meetuitkomsten.
5. Werkwijze volgens een van de conclusies 1..4, met het kenmerk, dat de som van de looptijden in verschillende richtingen wordt gebruikt voor het berekenen van de temperatuur van de stroom.
6. Werkwijze volgens een van de conclusies 1..5, met het kenmerk, dat de demping van een geluidsignaal wordt gemeten voor 10 het bepalen van het vochtgehalte van een gasstroom.
7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de eerste uitwijking van het signaal van de tweede omzetter wordt vergeleken met een aantal drempelwaarden voor het bepalen van de topwaarde daarvan, en dat de bepaalde topwaarde wordt vergeleken met 15 een vergelijkingswaarde, die op het droge gas betrekking heeft.
8. Toestel voor het uitvoeren van de werkwijze volgens een van de conclusies 1..7, omvattende tenminste een eerste en een tweede omzetter voor het uitzenden resp. ontvangen van een geluidsignaal, en met deze omzetters verbonden middelen voor het meten van de tijd, 20 die tussen het afgeven en ontvangen van het geluidsignaal is verstreken, met het kenmerk, dat de eerste omzetter is ingericht voor het afgeven van sterk gedempte geluidsignalen, dat de tweede omzetter is verbonden met een drempelwaardeketen, waarvan de drempelwaarde kleiner is dan de eerste uitwijking van het 25 door de tweede omzetter voortgebrachte elektrische signaal, welke drempelwaardeketen een signaal kan afgeven bij het overschrijden van deze drempel, dat de bekrachtigingsketen van de eerste omzetter met de inschakelingang van een impulsteller, en de uitgang van de drempelwaardeketen met de uitschakelingang van deze teller is ver- 30 bonder, terwijl de telingang van deze teller met een bron van tijd-impulsen is verbonden.
9. Toestel volgens conclusie 8, omvattende een aantal tweede 8502673 7' •w - 12 - omzetters, die uit de verschillende richtingen afkomstige geluid-impulsen kunnen ontvangen, met het kenmerk, dat de daarmede verbonden middelen voor het bepalen van de looptijd van de desbetreffende geluidimpulsen met een optelketen zijn verbonden, die is ver-5 bonden met middelen voor het uit de som van de looptijden berekenen van de temperatuur van de stroom.
10. Toestel volgens conclusie 8 of 9, met het kenmerk, dat tenminste een tweede omzetter is verbonden met een drempelwaar-deketen met verscheidene drempels, die is ingericht bij het bepalen 10 van de grootste waarde van de eerste uitwijking van het afgegeven elektrische signaal, welke drempelwaardeketen is verbonden met een keten voor het vergelijken van de bepaalde grootste waarde met een vergelijkingswaarde, en het daaruit berekenen van het vochtgehalte van de stroom.
11. Toestel volgens een van de conclusies 8..10, geken merkt door een enkelvoudige eerste omzetter en een tegenover deze omzetter geplaatst terugkaatsingslichaam, zodanig, dat de te onderzoeken stroom door de tussenruimte daartussen kan stromen, welk terugkaatsingslichaam is ingericht om de door de eerste omzetter door. 20 de stroom gezonden geluidimpulsen langs verschillend gerichte wegen door de stroom naar een of meer tweede omzetters terug te kaatsen.
12. Toestel volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat het terugkaatsingslichaam een driezijdige regelmatige pyramide is, die met de top naar het midden van de eerste omzetter is gericht.
13. Toestel volgens een van de conclusies 8..12, met het kenmerk, dat het aantal omzetters groter is dan voor het bepalen van de richting van de stroom noodzakelijk is, en dat middelen aanwezig zijn voor het uitschakelen van die omzetters, die het ongunstigst ten opzichte van de stroom zijn gelegen, alsmede middelen 30 voor het bepalen van de stroomrichting voor het besturen van de eerstgenoemde middelen. S5 0 2 67 3
NL8502673A 1985-09-30 1985-09-30 Werkwijze en toestel voor het bepalen van de snelheid, richting en andere grootheden van een stroom, in het bijzonder een gasstroom. NL8502673A (nl)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8502673A NL8502673A (nl) 1985-09-30 1985-09-30 Werkwijze en toestel voor het bepalen van de snelheid, richting en andere grootheden van een stroom, in het bijzonder een gasstroom.
AT86201666T ATE65326T1 (de) 1985-09-30 1986-09-25 Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der geschwindigkeit, richtung und anderer groessen einer stroemung, insbesondere einer gasstroemung.
DE8686201666T DE3680278D1 (de) 1985-09-30 1986-09-25 Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der geschwindigkeit, richtung und anderer groessen einer stroemung, insbesondere einer gasstroemung.
EP86201666A EP0218293B1 (en) 1985-09-30 1986-09-25 A method and an apparatus for determining the velocity, direction and other magnitudes of a flow, in particular a gas flow
JP61233116A JPS62148862A (ja) 1985-09-30 1986-09-30 流体の速度及び方向等を測定する方法及び装置
US07/253,495 US4882931A (en) 1985-09-30 1988-10-05 Method and an apparatus for determining the velocity, direction and other magnitudes of a flow, in particular a gas flow

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8502673A NL8502673A (nl) 1985-09-30 1985-09-30 Werkwijze en toestel voor het bepalen van de snelheid, richting en andere grootheden van een stroom, in het bijzonder een gasstroom.
NL8502673 1985-09-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL8502673A true NL8502673A (nl) 1987-04-16

Family

ID=19846646

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8502673A NL8502673A (nl) 1985-09-30 1985-09-30 Werkwijze en toestel voor het bepalen van de snelheid, richting en andere grootheden van een stroom, in het bijzonder een gasstroom.

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4882931A (nl)
EP (1) EP0218293B1 (nl)
JP (1) JPS62148862A (nl)
AT (1) ATE65326T1 (nl)
DE (1) DE3680278D1 (nl)
NL (1) NL8502673A (nl)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5159843A (en) * 1991-02-19 1992-11-03 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Acoustic device and method for measuring gas densities
US5277070A (en) * 1991-08-01 1994-01-11 Xecutek Corporation Ultrasonic gas flow measurement method and apparatus
US5343744A (en) * 1992-03-06 1994-09-06 Tsi Incorporated Ultrasonic anemometer
DE4336369C1 (de) * 1993-10-25 1995-06-22 Siemens Ag Vorrichtung zur Durchflußmessung
SE503679C2 (sv) * 1994-11-18 1996-07-29 Lasse Karlsen Akustisk vindmätare
US5814737A (en) * 1996-10-04 1998-09-29 Dieterich Technology Holding Corp. Apparatus and method of detecting an ultrasonic signal
GB2336910B (en) * 1998-05-02 2002-07-31 British Gas Plc Fluid temperature measurement
DE102009003020A1 (de) * 2009-05-12 2010-11-18 Robert Bosch Gmbh Laufzeitmessungskorrektur bei einem Strömungssensor
DE102009046468A1 (de) * 2009-11-06 2011-05-12 Robert Bosch Gmbh Ultraschallströmungssensor zum Einsatz in einem fluiden Medium
DE102012104042B4 (de) * 2012-05-09 2021-09-16 Endress + Hauser Flowtec Ag Verfahren zur Überwachung des Betriebszustandes eines Ultraschallwandlers in einem Ultraschall-Durchflussmessgerät
GB2530565A (en) * 2014-09-26 2016-03-30 Univ Salford Entpr Ltd Acoustic thermometry
FR3063815B1 (fr) * 2017-03-10 2019-03-22 Sagemcom Energy & Telecom Sas Procede de mesure d’une vitesse d’un fluide
FR3063814B1 (fr) * 2017-03-10 2019-03-22 Sagemcom Energy & Telecom Sas Procede de mesure d’une vitesse d’un fluide
DK3839495T3 (da) * 2019-12-18 2024-09-16 Kima Process Control Gmbh Anordning til akustisk temperaturmåling

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3392574A (en) * 1966-06-13 1968-07-16 Chesapeake Instr Corp Sing-around velocimeter
JPS5343065B2 (nl) * 1971-12-13 1978-11-16
DE2455749A1 (de) * 1974-11-26 1976-08-12 Juergen Frahm Schlammdichtemesser mit analogem elektrischem messwertausgang
JPS5194811A (nl) * 1975-02-19 1976-08-19
JPS52110076A (en) * 1976-03-13 1977-09-14 Kaijo Denki Kk Method of measuring air speed or temperature by supersonic waves
JPS52153482A (en) * 1976-06-16 1977-12-20 Kaijo Denki Kk Supersonic anemometer thermometer
JPS6044624B2 (ja) * 1976-06-30 1985-10-04 株式会社北辰電機製作所 超音波測定装置
US4031756A (en) * 1976-08-02 1977-06-28 Honeywell Inc. Ultrasonic air movement and temperature measuring apparatus
DE2641772A1 (de) * 1976-09-14 1978-03-16 Fuji Electric Co Ltd Durchfluss- oder stroemungsmesseinrichtung
JPS53123171A (en) * 1977-04-01 1978-10-27 Tokyo Keiki Kk Supersonic measuring apparatus for flow speed and flow rate
US4112756A (en) * 1977-08-26 1978-09-12 Canadian Patents And Development Limited Ultrasonic air data system
JPS55160869A (en) * 1979-06-01 1980-12-15 Koshin Denki Kogyo Kk Ultrasonic anemometer
JPS5712365A (en) * 1980-06-25 1982-01-22 Tsurumi Seiki:Kk Direction and flow meter
US4402231A (en) * 1981-04-09 1983-09-06 Fischer & Porter Company AGC Amplifier for ultrasonic measuring system
JPS5870132A (ja) * 1981-10-21 1983-04-26 Yokogawa Hokushin Electric Corp 超音波流量計
DE3150011A1 (de) * 1981-12-17 1983-06-23 Uwe Dipl.-Ing. 4050 Mönchengladbach Andersen Geraet zur simultanten messung von windrichtung und windgeschwindigkeit

Also Published As

Publication number Publication date
ATE65326T1 (de) 1991-08-15
EP0218293B1 (en) 1991-07-17
JPS62148862A (ja) 1987-07-02
US4882931A (en) 1989-11-28
DE3680278D1 (de) 1991-08-22
EP0218293A1 (en) 1987-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL8502673A (nl) Werkwijze en toestel voor het bepalen van de snelheid, richting en andere grootheden van een stroom, in het bijzonder een gasstroom.
JP5774469B2 (ja) 液面レベル計測装置、方法及びプログラム
JP3023569B2 (ja) 流体媒体内の音波バースト移動時間のデジタル式測定方法及び装置
NL7909020A (nl) Stroommeter en werkwijze voor het meten van een stroom in een leiding.
JPH04230882A (ja) 信号の伝播時間測定のための電気的測定装置
US20090000392A1 (en) Flow simulating circuit for testing of flowmeters
CN101915923A (zh) 近区中的超声测距
EP2847742A1 (en) Acoustic coin sensor
CN108431554B (zh) 流体测量装置
EP2009410A1 (en) Flow simulating circuit for testing of flowmeters
CN117405200A (zh) 一种应用于河速检测的时间延时模拟检测设备与方法
CN1198148C (zh) 检测位置的装置
JP2001242000A (ja) 超音波レベル計
CN2233571Y (zh) 一种回波到回波式声速测量仪
RU2006002C1 (ru) Устройство для поверки частотно-импульсных расходомеров
RU2032153C1 (ru) Ультразвуковой уровнемер
Poviliunas et al. Measurement of ultra slow dynamic flow
SU930169A1 (ru) Способ определени рассто ни до места повреждени линии св зи
JPS6042405B2 (ja) パルス式超音波ドツプラ−流速計
US20240264195A1 (en) Ultrasonic time measurement device, and ultrasonic time measurement method
SU920397A1 (ru) Способ калибровки приборов дл измерени скорости распространени ультразвука
RU1820230C (ru) Устройство дл измерени скорости распространени ультразвуковых колебаний
SU926590A1 (ru) Ультразвуковое устройство дл контрол параметров жидкости
JP2003050145A (ja) 超音波流速測定方法および装置
SU1116316A1 (ru) Ультразвуковой безэталонный толщиномер

Legal Events

Date Code Title Description
A1B A search report has been drawn up
BV The patent application has lapsed