NL8702512A - Doorloopvolumemeter voor vloeibare media. - Google Patents

Description

NL 34.518-dV/lb *

Doorloopvolumemeter voor vloeibare media.

De uitvinding betreft een elektronische doorloopvolumemeter volgens de kop van conclusie 1, zoals deze bijvoorbeeld worden toegepast in warmtemeters.

Doorioopvolumemeters van deze soort meten de 5 stroomsnelheid en daarmede de stroom van een medium door een meetbuis, op basis van het looptijdverschil tussen twee ultra-geluidsgolfpakketten van bijvoorbeeld meer dan 100 perioden, die gelijktijdig de meetbuis in tegengestelde richting eenmaal per meetcyclus doorlopen. In een gekozen sectie van de beide 10 ultrageluidsgolfpakketten wordt in elke periode de fasever-schuiving α tussen de op de weg door de meetbuis door de stroom vertraagde resp. versnelde ultrageluidsgolven met een bemonsterfrequentie gemeten en de resulterende impulsen omgerekend in hoeveelheidseenheden.

15 Een dergelijke, de stand van de techniek vormende inrichting is bekend uit het Zwitserse octrooischrift 604.133.

Kenmerkend voor deze doorloopvolumemeter is een voorgeschreven stroomrichting van het medium, een verwerkbare faseverschuiving α van maximaal 180° en een meetfout, die 20 ontstaat doordat de meter bij een zeer klein of in het geheel geen doorloop te veel hoeveelheidseenheden registreert.

Deze meetfout beperkt de minimale, met voorafbe-paalde nauwkeurigheid meetbare doorloophoeveelheid.

De uitvinding beoogt de dynamiek van de doorloop-25 volumeter, d.w.z. de verhouding van de grootste tot de kleinste doorloophoeveelheid bij voorafbepaalde meetnauwkeurigheid door het ondervangen van de oorzaken van de bovengenoemde meetfout te verbeteren.

Een nauwkeurige analyse van de meetmethode vol-30 gens de stand van de techniek toont dat aan de stroom van het medium in de meetbuis een kleine stroomcomponent in en tegengesteld aan de vooraf bepaalde stroomrichting wordt toegevoegd, wanneer de kolom van hetmedium in de meetbuis tengevolge van trillingen of pompvibraties in langstrillingen wordt verplaatst.

35 De apparaten volgens de stand van de techniek registreren slechts de absolute waarde van de stroom aan de hand van vele metingen met een duur van ongeveer 1 ms, zodat bij zeer kleine 8702512 % - 2 - ί of in het geheel geen doorloop bij trillingen in het medium de apparaten foutief een doorloophoeveelheid, de zogenaamde klaphoeveelheid, weergeven.

Volgens de uitvinding worden deze problemen onder-5 vangen door de maatregelen volgens het kenmerk van conclusie ^ 1. .

De uitvinding wordt hierna nader toegelicht aan de hand van de tekening, waarin enkele uitvoeringsvoorbeel-den zijn weergegeven.

10 Fig. 1 geeft een meetinrichting van een doorloop- volumemeter of als deel van een warmtehoeveelheidsmeter weer, fig. 2 toont een tijddiagram van een meetcyclus, fig. 3 geeft een uitvoering van een meetorgaan en een telinrichting weer, 15 fig. 4 toont een uitvoering van een op flanken ge schakelde fasedetector, fig. 5 is een toestandsdiagram van de fasedetector volgens fig. 4 en fig. 6 is een tijddiagram van de signalen in het 20 meetorgaan en in de telinrichting.

De aanduiding van de in- en uitgangen van gestandaardiseerde logische schakelingen en de weergave in de tekening is volgens het "Handbucn für Hochfrequenz- und Elektro-techniker" van C. Rint, band 3, blz. 293-295, Hüthing und 25 Pflaum Verlag, München, BRD bekend. Voor op zichzelf bekende deelschakelingen wordt ook gewezen op "Advanced Electronic Circuits" van U. Tietze en Ch. Schenk, Verlag Springer Berlijn, Heidelberg, New York 1978, ISBN 3-540-08750-8. Eventueel in dit verband voorkomende, letters met een dwarsstreep erboven 30 ter aanduiding van een logisch geïnverteerde toestand worden met de index "BAR" aangeduid, bijvoorbeeld RgAR.

De in fig. 1 weergegeven doorloopvolumemeter, zoals deze bijvoorbeeld als deel van een warmtemeter wordt gebruikt, bestaat in hoofdzaak uit een meetwaardegever 1, met 35 een meetbuis 2, waarin een vloeibaar medium van een aansluit-stomp 3 naar een aansluitstomp 4 in een vooraf bepaalde, met een pijl 5 aangeduide stroomrichting loopt, en uit meetomzet-ters 6 en 7 voor ultrageluid, een zendorgaan 8, een besturings-orgaan 9, een meetorgaan 10 voor het bepalen van een looptijd- 8702512 - 3 - verschil t van de ultrageluidsgolven, een bemonstergenerator 11 met de frequentie f^r een telinrichting 12 met een weergeef inrichting 13 en een impulsgever 14 met de frequentie fg.

De meetomzetters 6, 7 liggen tegenover elkaar en 5 zenden periodiek gelijktijdig ultrageluidsgolfpakketten uit, d.w.z. een golfpakket loopt in de richting van de pijl 5 en een golfpakket loopt in tegengestelde richting. De zich aan het uiteinde van de meetbuis 2 bevindende meetomzetter 7 resp. 6 ontvangt derhalve een door de stroming versneld resp.

10 vertraagd ultrageluidsgolfpakket.

Het zendorgaan 8 omvat een oscillator 15 met een frequentie f^. Een kloksignaal 16 van de oscillator 15 wordt in het bij voorkeur uit een telketen bestaande besturingsor-gaan 9 benut om een commandosignaal 17 voor een omschakelaar 15 18 en een vrijgeefsignaal 19 voor het meetorgaan 10 en de weergeefinrichting 13 op te wekken.

Een bij voorkeur smalle impuls 20 van de impulsgever 14 veroorzaakt dat het besturingsorgaan 9 een meetcyclus 21 (fig. 2) begint. De meetcyclus 21 bestaat uit een zend-20 fase 22, een ontvangfase 23 en een rustfase 24. De volgende impuls 20 beëindigt de rustfase 24 en een nieuwe meetcyclus 211 begint.

De frequentie fQ van de impulsen 20 (fig. 1) wordt bij voorkeur overeenkomstig de temperatuur van het medium 25 in de meetbuis 2 ter compensatie van de temperatuurafhankelijke geluidssnelheid van het medium Cg op passende wijze veranderd in het geval van een zuivere doorloopmeter. Bij een warmte-hoeveelheidsmeter daarentegen hangt de frequentie fQ van de impulsen 20 bij voorkeur voorts nog af van het verschil tus-30 sen de aanvoertemperatuur van een warmteverbruiker en de re-tourtemperatuur daarvan.

De zendfrequentie ίΛ komt via de door het comman- dosignaal 17 bestuurde omschakelaar 18 gedurende een vooraf bepaalde duur, bijvoorbeeld gedurende 128 perioden, als een 35 zendsignaal 25 via een gemeenschappelijk invoerpunt 26 en koppelingsorganen 27 bij de meetomzetters 6 en 7. De meetomzetters 6 en 7 wekken in het medium per meetcyclus 21 (fig.

2) elk een ultrageluidsgolfpakket met de vooraf bepaalde duur op. De zendfrequentie f^ ligt bij voorkeur in het gebied van 8702512 « - 4 - * 0,9 tot 1,2 MHz.

In fig. 1 wordt het gemeenschappelijke invoer-punt 26 door de omschakelaar 18 gedurende de ontvangfase 23 (fig. 2) bij voorkeur geaard. Voor de evaluatie is het 5 van voordeel slechts een in het midden gelegen gedeelte van het ontvangen ultrageluidsgolfpakket te verwerken, bijvoorbeeld de middelste 64 perioden. Deze keuze is vooraf bepaald door de positie in de tijd en de lengte van het vrijgeefsig-naal 19. Fig. 2 toont de volgorde in de tijd van de signalen 10 17, 19, 20, 28 en 29 gedurende een meetcyclus 21.

De beide ultrageluidsgolfpakketten doorlopen het meettrajekt in de meetbuis 2 (fig. 1) met de snelheden Cq+c^ (stroomafwaarts, volgens de met de pijl 5 aangenomen stroomrichting) en Cq - cm (stroomopwaarts), waarbij cm de stroom-15 snelheid van het medium voorstelt. De meetomzetter 6 ontvangt de stroomopwaarts (= UP stream) inkomende ultrageluidsgolf en wekt een elektrisch UP-ontvangsignaal 28 op. De meetomzetter 7 ontvangt de stroomafwaarts (= DOWN stream) inkomende ultrageluidsgolf en wekt een elektrisch DOWN-ontvangssignaal 20 29 op. Zolang c^ een waarde groter dan nul heeft, ontstaat een positieve faseverschuiving α tussen het DOWN-ontvangsig-naal 29 en het UP-ontvangsignaal 28. Volgens het Zwitserse octrooischrift 604.133 geldt in eerste benadering voor het looptijdverschil t « 2*b*cm/Cg2, waarbij b de lengte van het 25 meettraject is en voor de faseverschuiving α levert dit op α = t*f^*360°. Vloeit gedurende de tijd vanaf het uitzenden tot het ontvangen van de ultrageluidsgolven het medium in de aan de pijl 5 tegengestelde richting, dan heeft c^ een waarde kleiner dan nul en er stelt zich een negatieve waarde voor 30 de faseverschuiving a in.

Wordt het UP-ontvangsignaal 28 in het meetorgaan 10 door elektronische middelen vertraagd, dan wordt bij de faseverschuiving α een extra constante positieve faseverschuiving δα opgeteld, d.w.z. er treedt een nulpuntsverschui-35 ving Γ op. De telinrichting 12 converteert de som van de fasever schuivingen, een faseverschil α+δα, voor elke meetcyclus 21 (fig. 2) in een som van hoeveelheidseenheden. Ter correctie van de nulpuntsverschuiving Γ vermindert vervolgens de weergeefinrichting 13 deze som met een constant, met de extra 8702512 - 5 - % faseverschuiving δα overeenkomend getal en telt het resultaat op bij de reeds vastgelegde afleesbare hoeveelheidseenheden. Bijgevolg kan het meetorgaan 10 (fig. 1) ook ten opzichte van de pijl 5 negatieve stroomsnelheden c vaststellen, zolang het 5 faseverschil α+δα groter dan nul blijft.

Volgens fig. 3 wordt elk van de ontvangsignalen 28 en 29 toegevoerd aan een ingang van een drempelwaardeschakel aar 30 resp. 31 van het meetorgaan 10. Voor het bepalen van het looptijdverschil t van de beide ultrageluidsgolven 10 wordt de faseverschuiving α tussen het DOWN-ontvangsignaal 29 en het UP-ontvangsignaal 28 gemeten. De drempelwaarde-schakelaar 30 zet het analoge signaal 28 om in een digitaal uitgangssignaal, de drempelwaardeschakelaar 31 zet het analoge signaal 29 om in een digitaal uitgangssignaal 33. Elke 15 drempelwaardeschakelaar 30 resp. 31 wekt gedurende de positieve halve golf van het ontvangsignaal 28 resp. 29 een uitgangssignaal 32 resp. 33 op met de logische waarde "H" en gedurende de negatieve halve golf van het ontvangsignaal 28, 29 een uitgangssignaal met de logische waarde "L".

20 In een verwerkingsschakeling volgens de stand van de techniek bepalen signaallooptijden in de verschillende poortschakelingen de kleinste vaststelbare faseverschuiving α en daarmede de minimale stroming van het medium. Met voordeel worden voor de verdere signaalverwerking de uitgangssig-25 nalen 32 en 33 echter gesynchroniseerd met bemonsterimpulsen 34 van de bemonstergenerator 11. De logische toestanden van . de uitgangssignalen 32 en 33 worden bij het wisselen van de logische toestand van de bemonsterimpuls 34 van "L" naar "H" van de hierna nader beschreven synchronisatie-flipflop op 30 de D-ingang overgenomen. Daarmede bepalen niet meer de poort-looptijden de kleinste vaststelbare faseverschuivingen α , maar de een grootte orde kleinere voorbereidingstijden van de klok- en gegevensingangen van de synchronisatie-flipflop en de frequentie f'2 van de bemonsterimpulsen 34. Aangezien 35 volgens de stand van de techniek de frequenties f^ en geen met een geheel getal overeenkomende verhouding mogen vormen, wordt de faseverschuiving α ondanks de kwantisering in eenheden van de periodeduur van de bemonsterfrequentie f2 over een langere meettijd nauwkeurig bepaald. De synchronisatie 870212 - 6 - van de signalen maakt de toepassing van symmetrische recht-hoekimpulsen mogelijk in plaats van vroeger naaldvormige volgens de stand van de techniek en daarmede een hogere frequentie f2, d.w.z. de meetinrichting kan kleinere hoeveelheids-5 eenheden vaststellen en derhalve nauwkeuriger tellen, zonder de stroombesparende CMOS-techniek voor de verwerkingselektro-nica te verlaten. Dit is bijvoorbeeld voor een uit een batterij gevoede versie van het meetapparaat bijzonder gunstig.

De synchronisatie van de uitgangssignalen 32 en 10 33 maakt bovendien een met eenvoudige middelen te realiseren gunstige nulpuntsverschuiving Γ in positieve telrichting mogelijk door vertragen van het uitgangssignaal 32 over n klokperioden ten opzichte van het uitgangssignaal 33, waarbij n een positief geheel getal is.

15 Voor een dergelijke synchronisatie kan een uit "Advanced Electronic Circuits" van U. Tietze en Ch. Schenk op blz. 313 bekende D-flipflopschakeling worden gekozen.

Bij een de voorkeur verdienende uitvoeringsvorm van het meetapparaat (fig. 1) worden derhalve de bemonsterimpulsen 34 20 uit de bemonstergenerator 11 voor de synchrone verwerking van de signalen 28, 29 naar een ingang 35 van het meetorgaan 10 en naar een ingang 36 van de telinrichting 12 gevoerd.

Door middel van leidingen 37, 38 wordt het meetresultaat van het meetorgaan 10 toegevoerd aan de telinrichting 12. Daartoe 25 is nog een retourleiding 39 van de telinrichting 12 naar het meetorgaan 10 nodig.

Fig. 3 toont een mogelijke uitvoeringsvorm van het meetorgaan 10. Het uitgangssignaal 33 van de drempelwaarde-schakelaar 31 wordt toegevoerd aan de D-ingang van een eer-30 ste D-flipflop 40 en het uitgangssignaal 32 van de drempel-waardeschakelaar 30 aan de D-ingang van een tweede D-flipflop 41. De Q-uitgang van de eerste D-flipflop 40 is verbonden met een ingang van een eerste NEN -poort 42 en met een ingang 43 van een eerste op flanken geschakelde fasedetector 44. 35 De uitgang van de NEN -poort 42 is verbonden met een ingang van een tweede op flanken geschakelde fasedetector 46. De Q-uitgang van de tweede D-flipflop 41 is verbonden met de D-ingang van een schuifregister 47 met n-trappen, waarbij n een geheel positief getal is. Signalen op de Q-uitgang van het 87 0 2 5 1 1 -7-.

<* schuifregister 47 worden toegevoerd aan een ingang 48 van de fasedetector 44 en aan een ingang van een tweede NEN-poort 49. De uitgang van de NEN-poort 49 is verbonden met een ingang 50 van de tweede fasedetector 46. Een uitgang 51 van de 5 eerste fasedetector 44 en een uitgang 52 van de tweede fasedetector 46 staan in verbinding met de D-ingang van een derde D-flipflop 53 resp. van een vierde D-flipflop 54. Via de ingang 35 ontvangt het meetorgaan 10 de bemonsterimpulsen 34 voor de synchronisatie. Deze bemonsterimpulsen 34 van de 10 klokgenerator 11 worden toegevoerd aan de T-ingangen van de onderdelen 40, 41, 44, 46, 47, 53 en 54.

Een evaluatieschakeling 55 in het meetorgaan 10 herkent waarden van het faseverschil α+δα in het gebied van 0° tot 360°. Bij de in fig. 3 getekende gunstige uitvoerings-15 vorm zijn de beide Q-uitgangen van de D-flipflops 53 en 54 verbonden met de beide ingangen van een eerste NEN-poort 56, met de beide ingangen van een eerste exclusieve OF-poort 57 en met de beide ingangen van een eerste OF-poort 58. De uitgang van de exclusieve OF-poort 57 staat via de leiding 37 20 in verbinding met de telinrichting 12. De retourleiding 39 en de uitgang van de OF-poort 58 zijn met de beide ingangen van een tweede NEN-poort 59 verbonden, de uitgangen van de beide NEN-poorten 56 en 59 met de beide ingangen van een derde NEN-poort 60. De uitgang van deze poort 60 is via de 25 leiding 38 eveneens naar de telinrichting 12 gevoerd.

Een uitvoeringsvorm van de telinrichting 12 is in fig. 3 afgeheeld. Deze is in de eerste binaire teltrap voorzien van een uit een vijfde D-flipflop 61 en een tweede exclusieve OF-poort 62 bestaande synchrone teller 63 en in 30 de tweede teltrap van een uit een zesde D-flipflop 64 en een derde exclusieve OF-poort 65 bestaande tweede synchrone teller 66. In de eerste synchrone teller 63 zijn de Q-uitgang van de D-flipflop 61 en de ingang 37 van de telinrichting 12 naar de beide ingangen van de exclusieve OF-poort 62 gevoerd.

35 De uitgang van de poort 62 is verbonden met de D-ingang van de D-flipflop 61. De Q-uitgang van de D-flipflop 61 is ook via de retourleiding 39 aan een ingang van de NEN-poort 59 gelegd. Bij de tweede synchrone teller 64 is de Q-uitgang van de D-flipflop 64 verbonden met de ingang van de volgende bi- 8702512 - 8 - naire teltrap 67 en met een eerste ingang van de derde exclusieve OF-poort 65. De ingang 38 van de telinrichting 12 is aan een tweede ingang van de poort 65 gelegd. De uitgang van de poort 65 is verbonden met de D-ingang van de D-flipflop 5 64. De Q-uitgangen van de D-flipflops 61 en 64, alsmede uit gangen van de daarop volgende binaire teltrappen 67 staan in verbinding met de weergeefinrichting 13. Via de ingang 36 zijn de T-ingangen van de beide D-flipflops 61 en 64 verbonden met de bemonstergenerator 11 als klokgenerator.

10 Het vrijgeefsignaal 19 wordt toegevoerd aan een RBAr-ingang van de D-flipflops 40 en 41, de fasedetectors 44 en 46 en de weergeefinrichting 13.

Fig. 4 toont een uitvoering van de fasedetectors 44 en 46. De nummering en aanduidingen van de in- en uitgan-15 gen van de schakeling komen overeen met de zelfde nummering en aanduidingen voor de fasedetector 44 resp. 46 in fig. 3. Deze fasedetectors 44 en 46 werken synchroon met de bemonsterimpulsen 34. In fig. 4 is de ingang 35 verbonden met de T-ingang van een zevende D-flipflop 68, van een achtste D-flipflop 69 20 en van een negende D-flipflop 70. Het vrijgeefsignaal 19 wordt toegevoerd aan de RBAR-ingang van de D-flipflops 68, 69 en 70. De ingang 43, 45 is met de D-ingang van de D-flipflop 68 en met een ingang van een vierde NEN-poort 71 verbonden. De Qg^R-uitgang van de D-flipflop 68 is aan een tweede ingang 25 van de poort 71 gelegd. De uitgang van de poort 71 is aangesloten op een ingang van de tweede OF-poort 72. Een verbinding bestaat tussen de ingang 48, 50, de D-ingang van de D-flipflop 70 en de ingang van een derde NEN-poort 73. De uitgang van de poort 73 is verbonden met een ingang van een NOF-poort 74, een 30 tweede ingang van de NOF-poort 74 is verbonden met de Q-uit-gang van de D-flipflop 70. De uitgang van de poort 74 is naar een ingang van een derde OF-poort 75 en naar een tweede ingang van de OF-poort 72 geleid. De uitgang van de poort 72 resp.

75 is verbonden met een ingang van een vijfde NEN-poort 76.

35 Een verbinding bestaat tussen de uitgang van de poort 76 en de D-ingang van de D-flipflop 69. De “Uitgang van de D-flip-flop 69 is toegevoerd aan een tweede ingang van de OF-poort 75. De Q-uitgang van de schakeling 69 is met de uitgang 51, 52 verbonden.

e 7 o 2 S 1 2 - 9 - *

De fasedetector 44 resp. 46 heeft acht verschillende, van de voorgeschiedenis afhankelijke toestanden. In fig. 5 zijn deze toestanden als cirkels 77 weergegeven, in de bovenste helft van elke cirkel is de met een letter a, b, c, 5 d, e, f, g en h aangeduide toestand aangegeven, in de onderste helft staat het logische symbool van het signaal op de uitgang 51, 52 (fig. 4) van de schakeling. Richtingspijlen 78 (fig. 5) zijn van (x, y)-symboolparen 79 voorzien, waarbij x de logische toestand van de ingang 43, 45 (fig. 4) en y de 10 logische toestand van de ingang 48, 50 op het tijdstip van het binnenkomen van de bemonsterimpuls 34 aanduiden. Zolang het vrijgeefsignaal 19 in de toestand "L" is, zijn de D-flip-flops 68, 69 en 70 terug gesteld, d.w.z. hun Q-uitgangen zijn logisch "L", hun QBAR~uitgangen zijn logisch "H". De 15 toestand van de beide fasedetectors 44 resp. 46 is "a". Zodra het vrijgeefsignaal 19 de toestand "H" heeft, wordt bij het binnenkomen van de bemonsterimpuls 34 de toestand van de schakeling in overeenstemming met de logische toestanden van de ingangen 43, 48 resp. 45, 50 veranderd. In fig. 5 wijst 20 de richtingspij1 78 met het overeenkomstige symboolpaar 79 naar de cirkel 77 met de nieuwe toestand van de fasedetector 44 resp. 46.

In fig. 3 worden de uitgangssignalen 32 resp.

33 door middel van de door de bemonsterimpulsen 45 met de 25 aftastfrequentie f2 geklokte D-flipflop 41 resp. 40 gesynchroniseerd, aangezien door de D-flipflop alleen het op het tijdstip van de positieve flank van de bemonsterimpuls 34 op de D-ingang staande uitgangssignaal 32 resp. 33 wordt doorgegeven aan de Q-uitgang van de D-flipflop. De D-flipflop 40 30 wekt op de uitgang een DOWN-signaal 80 op, de D-flipflop 41 een UP-signaal 81. Het DOWN-signaal 80 en het in de NEN-poort 42 geïnverteerde signaal 80' zijn ingangssignalen voor de beide fasedetectors 44, 46. Het UP-signaal ondergaat door het met n-trappen uitgevoerde schuifregister 47 een vertraging in 35 overeenstemming met de vooraf bepaalde extra faseverschuiving δα over n perioden aan de bemonsterfrequentie f 2. Het over n klokimpulsen vertraagde UP-signaal 81 komt als een DD-signaal 82 op de ingang 48 van de op flanken geschakelde fasedetector 44 en als geïnverteerd signaal 82' na de NEN- 8702*12 - 10 - poort 49 op de ingang 50 van de op flanken geschakelde fasede tec tor 46.

De duur van de vertraging resp. het aantal trappen van het schuifregister 47 hangt af van de keuze van het 5 meetbereik. Bij een extra constante faseverschuiving δα =180° is bijvoorbeeld het meetbereik van de doorloopmeter symmetrisch om het nulpunt, d.w.z. de meter kan in het aangegeven bereik stromen van het medium in en tegengesteld aan de richting van de pijl 5 in fig. 1 meten. Een uitvoering met schuif-10 register 47 (fig. 3) heeft in dit geval een aantal trappen in overeenstemming met de op het eerste gehele getal naar boven of naar beneden afgeronde helft van de verhouding f^ tot

fT

Een de voorkeur verdienende uitvoering van de 15 doorloopvolumemeter voor het meten van de stroom in een vooraf bepaalde richting heeft bij een verhouding f2 tot f^ van ongeveer 10 een eentraps schuifregister 47. Bijgevolg bedraagt de constante extra faseverschuiving δα ongeveer 30°. Deze uitvoering meet derhalve in het bereik van een fasever-20 schuiving α van ongeveer -30° tot +330° en bereikt de noodzakelijke nulpuntsverschuiving Γ om de door vibraties en trillingen opgewekte klaphoeveelheden correct te bepalen, zonder het meetbereik te sterk te beperken.

Bij elke positieve flank van de bemonsterimpulsen 25 34 veranderen de fasedetectors 44, 46 de logische toestand op de uitgang 51, 52 overeenkomstig de logische toestand van de signalen op de ingangen 43, 45, 48, 50 volgens fig. 5. Een signaal op de uitgang 52 (fig. 3) van de fasedetector 46 is vanwege de NEN-poorten 42, 49 over 180° ten opzichte van het 30 signaal op de uitgang 51 van de fasedetector 44 verschoven, dit is pas vanaf de tweede verwerkte periode van de signalen 80, 81 (frequentie f^) het geval. De uitgangssignalen 51 resp. 52 worden bij de volgende positieve flank van de bemonsterimpulsen 34 door de D-flipflops 53 resp. 54 doorgegeven 35 aan de evaluatieschakeling 55 als een "-"-signaal 83 resp. als een "+"-signaal 84.

Het tijdsverloop van de signalen bij de verwerking in het meetorgaan 10, dat met een eentrapsschuifregister 47 is uitgerust , is in fig. 6 weergegeven. De linker helft a 7 o 2 512 - 11 - van fig. 6 omvat de signaalfuncties bij een faseverschuiving α kleiner dan 180° (bijvoorbeeld α s 40°), de rechter helft de signaalfuncties voor α groter dan 180° (bijvoorbeeld α s 280°) direkt na het binnenkomen van het vrijgeefsignaal 19.

5 Het vrijgeefsignaal 19 verschijnt zowel asynchroon met de bemonster impulsen 34 als met de ontvangsignalen 28, 29. De nummering en de aanduidingen van de signalen in fig. 6 komen overeen met de nummering en aanduiding van de signalen in fig.

3.

10 De evaluatieschakeling 55 heeft twee bedrijfs- toestanden. Voor faseverschillen α+δα tussen 0° en 180° telt de via de exclusieve OF-poort 57 en de eerste leiding 37 aangestuurde eerste trap met de synchrone teller 63 in de bereiken 0° tot α+δα en 180° tot 180°+(α+δα) van elke periode 15 van het signaal 84 in het ritme van de bemonsterimpulsen 34.

De overdracht van deze teltrap wordt via de retourleiding 39 met het OF-signaal 86 in de NEN-poort 59 gecombineerd. Het resultaat van deze combinatie is een NEN-signaal 87. In deze eerste bedrijfstoestand is het resultaat van de combinatie 20 in de NEN-poort 56, d.w.z. een (α> 180°)-signaal 85, steeds logisch "H", terwijl het OF-signaal 86 op de uitgang van de OF-poort 58 op het tijdstip van de overdracht steeds logisch "H" is. Via de NEN-poort 60 en de tweede leiding 38 worden de overdrachtssignalen in de tweede synchrone teller 66 en de 25 volgende binaire teltrappen 67 opgeteld. Voor faseverschillen α+δα tussen 180° en 360° bevindt de evaluatieschakeling 55 zich in een tweede bedrijfstoestand. De tweede synchrone teller 66 wordt via de NEN-poort 56 door de poort 60 eveneens aangestuurd. Het OF-signaal 86 en de overdracht van de synchro-30 ne teller 63 naar de retourleiding 39 besturen via de NEN-poort 59 door middel van het NEN-signaal 87 de poort 60. In de bereiken 0° tot α+δα-180° en 180° tot α+δα van liet signaal 34 is het (α > 180°)-signaal 85 logisch "L" en het signaal op de tweede leiding 38 logisch "H". De synchrone teller 66 35 telt derhalve in het ritme van de bemonsterimpulsen 34, terwijl de synchrone teller 63 is geblokkeerd. Aangezien de trappen 63, 66 en 67 de binaire telketen in stijgende volgorde vormen en de synchrone teller 66 de tweede trap vormt, worden in het bereik 0° tot α+δα-180° en 180° tot α+δα van het sig- 8?0 2 1? - 12 - naai 84 de bemonsterimpulsen 34 met het dubbele gewicht geteld. Voor de overige bereiken tussen α+δα-180° en 180° resp. α+δα en 360° van het signaal 84 is het (a > 180°)-signaal 85 en het signaal op de eerste leiding 37 logisch "H". De via de 5 poort 57 aangestuurde eerste synchrone teller 63 telt in het ritme van de klokimpulsen 34 en leidt de overdracht naar de synchrone teller 66 zoals in de eerste bedrijfstoestand. Daarmede wordt bereikt, dat in op elkaar volgende halve golven van het signaal 84 voor faseverschillen α+δα van 0° tot 360° 10 het juiste aantal bemonsterimpulsen 34 in de telinrichting 12 wordt opgeteld.

De door de looptijd van de ultrageluidsgolven bepaalde faseverschuiving α kan na elke meetcyclus 21 (fig. 2) in de weergeefinrichting 13 (fig. 3) door aftrekken van de door 15 de extra faseverschuiving δα opgewekte nulpuntsverschuiving Γ van de tellerstand in de telinrichting 12 worden verkregen. Het resultaat van deze aftrekbewerking wordt aansluitend bij de stand van een weergeefregister 88 opgeteld. Op een later tijdstip worden de trappen 63, 66 en 67 van de binaire tel-20 keten op nul teruggesteld. Bijvoorbeeld kan de impuls 20 via een in fig. 1 niet getekende leiding tussen de impulsgever 14 en de telinrichting 12 worden gebruikt, waarbij de in een eveneens niet getekende vierde NEN-poort geïnverteerde impuls 20 op de RD^ -ingangen van de telketenelementen 63, 66 en 67 25 werkzaam is.

Volgens een de voorkeur verdienende uitvoering heeft het schuifregister 47 één trap. Aangezien in elke meetcyclus 21 (fig. 2) 64 perioden worden geevalueerd, telt de telinrichting bijkomende 128 bemonsterimpulsen op, d.w.z. na 30 elke meetcyclus 21 (fig. 2) moet de weergeefinrichting 13 (fig. 3) de nulpuntsverschuiving Γ =128 van de tellerstand van de telinrichting 12 aftrekken en het resultaat in het weergeefregister 88 optellen.

Volgens een de voorkeur verdienende uitvoering 35 van de weergeefinrichting 13 wordt voor de nulpuntscorrectie bijgevolg een programmeerbaar rekenorgaan toegepast, dat ook voor andere correcties resp. omrekeningen kan worden benut. Bijvoorbeeld kunnen warmte- of doorloophoeveelheden met behulp van vooraf bepaalde, bijvoorbeeld tijdsafhankelijke 8702512 - 13 - # tariefeenheden in kosten worden omgerekend, opdat een warmte-doorloophoeveelhedenafnemer direkt de afneemkosten kan af-lezen, of het rekenorgaan kan een bijvoorbeeld voor het afsluiten van de ingang bij de aanslaitstomp 3 dienend elek-5 trisch bestuurbaar ventiel sluiten, zodra een door een in-casseerstation vooraf bepaalde afnamehoeveelheid is bereikt.

87 0 2 * j 1 2

Claims (10)

1. Elektronische doorloopvolumemeter voor vloeibare media, voorzien van een ultrageluidtrajekt in een meet-buis (2) en twee meetomzetters (6; 7) voor ultrageluid, die zijn verbonden met een, een zendfrequentie (f^) opwekkende 5 oscillator (15) van een zendorgaan (8) voor het periodiek herhaald gelijktijdig aansturen en met een meetorgaan (10), dat het over het ultrageluidmeettrajekt in de meetbuis (2) door de stroming van het medium veroorzaakte looptijdverschil van een ultrageluidssignaal tussen de eerste meetomzetter 10 (6) als zender en de tweede meetomzetter (7) als ontvanger enerzijds en de looptijd van een ultrageluidssignaal tussen de tweede meetomzetter (7) als zender en de eerste meetomzetter (6) als ontvanger anderzijds meet, een impulsgever (14) voor het herhaald initiëren van een meetcyclus (21), een 15 besturingsorgaan (9), een bemonstergenerator (11) en een telinrichting (12) met een weergeefinrichting (13) voor het omzetten van de door de looptijdverschillen veroorzaakte faseverschuiving (a) van de geluidsgolven in eenheden evenredig met het volume van het per tijdseenheid door de meetbuis 20 (2) stromende medium en voor het optellen en weergeven van deze eenheden, met het kenmerk, dat het meetorgaan (10) een schakeling voor het vertragen van een van de meetomzetter (6) ontvangen UP-ontvangsignaal (28) over een extra constante faseverschuiving (δα) omvat en de weergeefin-25 richting (13) is uitgerust met middelen voor een na elke meetcyclus (21) uit te voeren correctie van de daardoor optredende nulpuntsverschuiving (Γ), zodat stromingen in beide richtingen correct bepaalbaar zijn.

2. Doorloopvolumemeter volgens conclusie 1, 30 met het kenmerk, dat het meetorgaan (10) een de faseverschuiving (a) van de geluidsgolven in het bereik tussen 0° en 360° metende evaluatieschakeling (55) omvat.

3. Doorloopvolumemeter volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het meet- 35 orgaan (10) een schakeling (41; 40) omvat, die ontvangsignalen (28; 29) van de meetomzetter (6; 7) synchroniseert met bemon- 8 7 0 2 S 1 2 - 15 - 3 3 sterimpulsen (34), waarbij de bemonsterimpulsen (34) worden opgewekt in de bemonstergenerator (11) en te zamen met de telinrichting (12) en de weergeefinrichting (13) een door middel van de bemonsterimpulsen (34) geklokte schakeling 5 vormt.

4. Doorloopvolumemeter volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat een schakeling, die uitgangssignalen (32; 33), welke in drempelwaardeschakelaars (30; 31) worden opgewekt uit de ontvangsignalen (28; 29), synchroniseert 10 met de bemonsterimpulsen (34), een door de bemonsterimpulsen (34) geklokte D-flipflop (41; 40) is.

5. Doorloopvolumemeter volgens conclusie 3 of 4, met het kenmerk, dat het meetorgaan (10) een schuifregister (47) met n-trappen omvat, welke een uit 15 het UP-ontvangsignaal (28) door synchroniseren door middel van de D-flipflop (41) verkregen UP-signaal (81) over n bemonsterperioden vertraagt, waarbij de klokfrequentie van het schuifregister de bemonsterfrequentie (f2) is, waarbij n een positief geheel getal is.

6. Doorloopvolumemeter volgens één der conclusies 3, 4 en 5, met het kenmerk, dat het meetorgaan (10) twee op flanken geschakelde fasedetectors (44; 46) omvat.

7. Doorloopvolumemeter volgens één der voorgaande 25 conclusies, met het kenmerk, dat de weergeefinrichting (13) een programmeerbaar rekenorgaan omvat.

8. Doorloopvolumemeter volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat voor het afsluiten van de meetbuis (2) een door het programmeerbare rekenorgaan elektrisch be- 30 stuurbaar ventiel is aangebracht aan één van de aansluitstom-pen (3; 4) voor het besturen van de doorloop van het medium.

9. Doorloopvolumemeter volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat een de afnamehoeveelheid vooraf bepalend incasseerstation met het programmeerbare 35 rekenorgaan is verbonden.

10. Doorloopvolumemeter volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de doorloopvolumemeter deel uitmaakt van een warmtehoeveelheidsmeter. 8702512