PL201628B1

PL201628B1 - Układ nadawczo-odbiorczy przepływomierza ultradźwiękowego

Info

Publication number: PL201628B1
Application number: PL342588A
Authority: PL
Inventors: Lars Jespersen
Original assignee: Siemens Flow Instr As
Priority date: 1999-10-14
Filing date: 2000-09-15
Publication date: 2009-04-30
Also published as: DE10048959C2; DK199901477A; SE0003458L; SE523152C2; US6584861B1; CN1293351A; AT410596B; UA66838C2; RO121292B1; PL342588A1; RU2200938C2; ATA15602000A; DE10048959A1; CN1188668C; SE0003458D0

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest uk lad nadawczo-odbiorczy przep lywomierza ultrad zwi ekowego, maj acy: co najmniej dwa przetworniki ultrad zwi ekowe (TR1, TR2) przeznaczone do wysy lania i odbioru sygna lów ultrad zwi ekowych w kierunkach przeciwnych na odcinku pomiarowym, zród lo sygna lu do regu- lowanego wytwarzania sygna lów elektrycznych wysy lanych do przetworników ultrad zwi ekowych (TR1, TR2), uk lady detekcji do wyprowadzenia pomiarów czasu transmisji potrzebnych do obliczenia wielko sci mierzonego przep lywu, jeden wzmacniacz operacyjny (1), maj acy inwertuj acy zacisk wej sciowy do po la- czenia z przetwornikiem ultrad zwi ekowym (TR1, TR2), zacisk wyj sciowy do po laczenia z uk ladami detekcji, sprz ezenie zwrotne pomi edzy zaciskiem wyj sciowym a inwertuj acym zaciskiem wej sciowym, oraz co najmniej dwa prze laczniki (S1, S2), z których ka zdy jest przyporz adkowany do odpowiedniego przetwornika ultrad zwi ekowego, do alternatywnego naprze- miennego laczenia ka zdego z przetworników ultrad zwi eko- wych (TR1, TR2) z inwertuj acym zaciskiem wej sciowym wzmacniacza (1). Dzi eki temu, ze zród lo sygna lu jest po la- czone z nieinwertuj acym zaciskiem wej sciowym wzmacnia- cza operacyjnego (1), przy czym zarówno wzmacniacz opera- cyjny (1) jak i rzeczone prze laczniki (S1, S2) s a elementami wspólnymi obwodu nadawczego sygna lu ultrad zwi ekowego, który zawiera ponadto zród lo sygna lu, jak i obwodu odbiorcze- go sygna lu ultrad zwi ekowego, który zawiera ponadto uk lady detekcji, powstaje uproszczony uk lad nadawczo-odbiorczy cechuj acy si e wysokim stopniem odporno sci na tolerancje komponentów oraz ró zne parametry temperaturowe. PL PL PL PL PL PL

Description

(21) Numer zgłoszenia: 342588 ^{(51) Int.Cl.}

G01F 1/66 (2006.01) G01P 5/18 (2006.01)

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 15.09.2000 (54)

Układ nadawczo-odbiorczy przepływomierza ultradźwiękowego

(30) Pierwszeństwo: 14.10.1999,DK,PA199901477	(73) Uprawniony z patentu: Siemens Flow Instruments A/S,Nordborg,DK
(43) Zgłoszenie ogłoszono: 23.04.2001 BUP 09/01	(72) Twórca(y) wynalazku: Lars Jespersen,S0nderborg,DK
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 30.04.2009 WUP 04/09	(74) Pełnomocnik: Łukaszyk Szymon, Kancelaria Patentowa Łukaszyk

(57) Przedmiotem wynalazku jest układ nadawczo-odbiorczy przepływomierza ultradźwiękowego, mający: co najmniej dwa przetworniki ultradźwiękowe (TR1, TR2) przeznaczone do wysyłania i odbioru sygnałów ultradźwiękowych w kierunkach przeciwnych na odcinku pomiarowym, źródło sygnału do regulowanego wytwarzania sygnałów elektrycznych wysyłanych do przetworników ultradźwiękowych (TR1, TR2), układy detekcji do wyprowadzenia pomiarów czasu transmisji potrzebnych do obliczenia wielkości mierzonego przepływu, jeden wzmacniacz operacyjny (1), mający inwertujący zacisk wejściowy do połączenia z przetwornikiem ultradźwiękowym (TR1, TR2), zacisk wyjściowy do połączenia z układami detekcji, sprzężenie zwrotne pomiędzy zaciskiem wyjściowym a inwertującym zaciskiem wejściowym, oraz co najmniej dwa przełączniki (S1, S2), z których każdy jest przyporządkowany do odpowiedniego przetwornika ultradźwiękowego, do alternatywnego naprzemiennego łączenia każdego z przetworników ultradźwiękowych (TR1, TR2) z inwertującym zaciskiem wejściowym wzmacniacza (1). Dzięki temu, że źródło sygnału jest połączone z nieinwertującym zaciskiem wejściowym wzmacniacza operacyjnego (1), przy czym zarówno wzmacniacz operacyjny (1) jak i rzeczone przełączniki (S1, S2) są elementami wspólnymi obwodu nadawczego sygnału ultradźwiękowego, który zawiera ponadto źródło sygnału, jak i obwodu odbiorczego sygnału ultradźwiękowego, który zawiera ponadto układy detekcji, powstaje uproszczony układ nadawczo-odbiorczy cechujący się wysokim stopniem odporności na tolerancje komponentów oraz różne parametry temperaturowe.

PL 201 628 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ nadawczo-odbiorczy przepływomierza ultradźwiękowego, mający co najmniej dwa przetworniki ultradźwiękowe przeznaczone do wysyłania i odbioru sygnałów ultradźwiękowych w kierunkach przeciwnych na odcinku pomiarowym, źródło sygnału do regulowanego wytwarzania sygnałów elektrycznych wysyłanych do przetworników ultradźwiękowych, układy detekcji do wyprowadzenia pomiarów czasu transmisji potrzebnych do obliczenia wielkości mierzonego przepływu, jeden wzmacniacz operacyjny, mający inwertujący zacisk wejściowy do połączenia z przetwornikiem ultradźwiękowym, zacisk wyjściowy do połączenia z układami detekcji, sprzężenie zwrotne pomiędzy zaciskiem wyjściowym a inwertującym zaciskiem wejściowym oraz co najmniej dwa przełączniki, z których każdy jest przyporządkowany do odpowiedniego przetwornika ultradźwiękowego do alternatywnego naprzemiennego łączenia każdego z przetworników ultradźwiękowych z inwertującym zaciskiem wejściowym wzmacniacza.

Wiadomym jest, że w tego rodzaju układach połączeń zmierzenie bardzo niewielkich różnic czasowych pomiędzy wysłaniem ultradźwięku zgodnie, względnie przeciwnie do kierunku przepływu, wymaga dużego stopnia symetrii w układach elektronicznych używanych do nadawania i odbioru sygnałów ultradźwiękowych przez przetworniki ultradźwiękowe tak, aby wspólny czas transmisji sygnałów w układzie elektronicznym niezależnie od przesyłania sygnałów zgodnie lub przeciwnie do kierunku przepływu był jednakowy. Znany jest również fakt, że impedancje obciążające każdy przetwornik ultradźwiękowy muszą pozostać od chwili nadania sygnału aż do chwili jego odbioru niezmienne tak, aby mógł zostać spełniony warunek dwukierunkowości czujnika. Osiąga się przez to stan, w którym czas emisji sygnału zgodnie z kierunkiem przepływu i czas emisji sygnału w kierunku przeciwnym do kierunku przepływu, kiedy medium znajduje się w spoczynku, są sobie równe.

Problem ten przedstawiony został w opisie patentowym WO 94/17371, w którym zastosowano dwa identyczne układy nadawczo-odbiorcze, po jednym dla każdego przetwornika ultradźwiękowego mającego wzmacniacz z pierwszym zaciskiem wejściowym, służącym do połączenia z przetwornikiem ultradźwiękowym, drugim zaciskiem wejściowym do połączenia ze źródłem sygnału, zaciskiem wyjściowym do połączenia z układem detekcji oraz sprzężeniem zwrotnym pomiędzy zaciskiem wyjściowym, a pierwszym zaciskiem wejściowym. Każdy układ może tu pracować jako układ nadawczy lub odbiorczy, a ich funkcje przełącza się za pomocą układu przełączającego lub poprzez przełączenie obydwu układów połączeń pomiędzy funkcją nadawania i odbioru dla emisji sygnałów ultradźwiękowych w obydwu kierunkach. Odstępstwa spowodowane tolerancją zastosowanych komponentów jak i różne parametry temperaturowe itp. pomiędzy dwoma takimi układami ciągle jednak będą stwarzały możliwość powstania zarówno stałych jak i zależnych od temperatury różnic wspólnego czasu transmisji sygnałów w układach elektronicznych.

Celem wynalazku jest taka konstrukcja układu nadawczo-odbiorczego przepływomierza ultradźwiękowego przedstawionego we wstępie, która umożliwiłaby rozwiązanie problemu występowania różnic pomiędzy dwoma takimi układami nadawczo-odbiorczymi wynikających z tolerancji zastosowanych komponentów, różnych parametrów temperaturowych itp., a jednocześnie byłaby prosta do realizacji w praktyce.

Istotą wynalazku jest układ nadawczo-odbiorczy przepływomierza ultradźwiękowego przedstawiony we wstępie i charakteryzujący się tym, że źródło sygnału jest połączone z nie inwertującym zaciskiem wejściowym wzmacniacza operacyjnego, przy czym zarówno wzmacniacz operacyjny, jak i przełączniki układu są elementami wspólnymi obwodu nadawczego sygnału ultradźwiękowego, który zawiera ponadto źródło sygnału, jak i obwodu odbiorczego sygnału ultradźwiękowego, który zawiera ponadto układy detekcji.

Takie wykonanie sprawia, że dwukierunkowa transmisja sygnałów ultradźwiękowych przebiega za pośrednictwem tylko jednego układu nadawczo-odbiorczego, który przedstawiono we wstępie, w ten sposób, ż e przełączniki łączą zgodnie ze swym przeznaczeniem naprzemiennie każdy z przetworników ultradźwiękowych z pierwszym zaciskiem wejściowym wzmacniacza. Dzięki temu tolerancja komponentów, różne parametry temperaturowe itp. pozostają przy przesyłaniu ultradźwięku w przeciwnych kierunkach niezmienne, przez co nawet podczas transmisji w przeciwnych kierunkach wspólny czas transmisji w układzie elektronicznym będzie jednakowy. Dotyczy to zarówno stałych, jak i zmiennych różnic wspólnego czasu transmisji, przy czym stałe różnice wynikają przeważnie z tolerancji komponentów, natomiast zmienne różnice są wynikiem parametrów zależnych od temperatury. Gdy stała różnica wspólnego czasu transmisji zostanie zredukowana do zera możliwe jest uniknięcie

PL 201 628 B1 konieczności kalibracji układu, co pozwala na wyeliminowanie ewentualnych błędów oraz zwiększa oszczędność czasu. Zależna od temperatury różnica wspólnego czasu transmisji musi utrzymywać się w granicach wytyczonych na przykład przez normy ustawowe. Podczas nadawania sygnałów ultradźwiękowych w pierwszym kierunku, gdy sygnał zostaje przesłany do przetwornika ultradźwiękowego i zamieniony na sygnał ultradźwię kowy, układ nadawczo-odbiorczy połączony jest za pomocą przełączników z pierwszym przetwornikiem ultradźwiękowym. Następnie układ nadawczo-odbiorczy zostaje połączony z drugim przetwornikiem ultradźwiękowym w celu odbioru sygnału, który zostaje wytworzony, gdy drugi przetwornik ultradźwiękowy odbierze sygnał ultradźwiękowy pochodzący z pierwszego przetwornika ultradźwiękowego. Podczas nadawania sygnału ultradźwiękowego w przeciwnym kierunku układ połączeń, w celu emisji sygnału, będzie połączony najpierw z drugim przetwornikiem ultradźwiękowym a następnie, w celu odbioru sygnału, z pierwszym przetwornikiem ultradźwiękowym.

Korzystne jest, aby przetwornik ultradźwiękowy połączony był pomiędzy inwertującym zaciskiem wejściowym wzmacniacza a potencjałem odniesienia.

W innym korzystnym rozwiązaniu przetwornik ultradźwiękowy połączony jest pomiędzy inwertującym zaciskiem wejściowym wzmacniacza a zaciskiem wyjściowym wzmacniacza.

Korzystne jest ponadto, aby każdy przetwornik ultradźwiękowy połączony był szeregowo z przełącznikiem, przy czym szeregowo połączone przetworniki ultradźwiękowe oraz przełączniki połączone są równolegle.

W innym korzystnym rozwiązaniu każdy przetwornik ultradźwiękowy połączony jest równolegle z przełącznikiem, przy czym równolegle połączone przetworniki ultradźwiękowe oraz przełączniki połączone są szeregowo.

Korzystne jest ponadto zastosowanie ultradźwięków o częstotliwości między 500 KHz a 2 MHz.

W innym korzystnym rozwiązaniu można zastosować licznik pomiarowy zawierający n przetworników ultradźwiękowych, gdzie n jest większe bądź równe 2.

Układ nadawczo-odbiorczy przepływomierza ultradźwiękowego według wynalazku został przedstawiony bliżej w korzystnym przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia szkic układu nadawczo-odbiorczego przepływomierza ultradźwiękowego według wynalazku, w którym obydwa przetworniki ultradźwiękowe posiadają pierwszy zacisk połączony z potencjałem odniesienia oraz drugi zacisk połączony poprzez przełącznik z inwertującym zaciskiem wejściowym wzmacniacza; fig. 2 przedstawia drugi typ układu nadawczo-odbiorczego przepływomierza ultradźwiękowego według wynalazku, w którym dwa przetworniki ultradźwiękowe połączone szeregowo z przełącznikami połączone są równolegle z elementem tworzącym sprzężenie zwrotne dla wzmacniacza; fig. 3 przedstawia trzeci typ układu nadawczo-odbiorczego przepływomierza ultradźwiękowego według wynalazku, zasadniczo podobny do typu drugiego przedstawionego na rysunku fig. 2, w którym przełączniki połączone są równolegle z każdym z przetworników ultradźwiękowych w celu zwarcia niewykorzystywanego przetwornika ultradźwiękowego, a przetworniki połączone są szeregowo pomiędzy zaciskiem wyjściowym, a inwertującym zaciskiem wejściowym wzmacniacza; fig. 4 przedstawia czwarty typ układu nadawczo-odbiorczego przepływomierza ultradźwiękowego według wynalazku, zasadniczo podobny do typu pierwszego przedstawionego na rysunku fig. 1, w którym przełączniki połączone są równolegle z każdym z przetworników ultradźwiękowych w celu zwarcia niewykorzystywanego przetwornika ultradźwiękowego, a przetworniki ultradźwiękowe umieszczone są szeregowo między potencjałem odniesienia a inwertującym zaciskiem wejściowym wzmacniacza.

Układ nadawczo-odbiorczy przepływomierza ultradźwiękowego pokazany na rysunku fig. 1 składa się ze wzmacniacza operacyjnego 1 z pierwszym inwertującym zaciskiem wejściowym do połączenia z przetwornikami ultradźwiękowymi TR1 i TR2, przy czym połączenie to jest zrealizowane za pośrednictwem impedancji Z1 oraz przełączników S1 i S2. Drugi nie inwertujący zacisk wejściowy wzmacniacza 1 połączony jest ze źródłem sygnału (jak przedstawiono tylko na rysunku fig. 1), które wytwarza regulowane sygnały elektryczne przesyłane do przetworników ultradźwiękowych TR1 i TR2. Sprzężenie zwrotne zostało zrealizowane poprzez umieszczenie impedancji Z2 pomiędzy zaciskiem wyjściowym wzmacniacza 1 a inwertującym zaciskiem wejściowym wzmacniacza 1. Zacisk wyjściowy wzmacniacza 1 jest ponadto połączony z układami detekcji (nie pokazanymi na rysunku) do wyprowadzenia pomiarów czasu transmisji, potrzebnych do obliczenia wielkości mierzonego przepływu.

W układzie o tak opisanej strukturze można w sposób oczywisty wyróżnić dwa podukłady mające pewne wspólne elementy, a mianowicie podukład nadawczy, przez elementy którego przepływa nadawany sygnał ultradźwiękowy oraz podukład odbiorczy, przez elementy którego przepływa odbierany sygnał ultradźwiękowy. Patrząc na rysunek fig. 1 można stwierdzić, że podukład nadawczy skła4

PL 201 628 B1 da się w tym przypadku ze źródła sygnału, wzmacniacza operacyjnego 1 oraz przełączników S1, S2, zaś podukład odbiorczy składa się ze wzmacniacza operacyjnego 1, przełączników S1, S2 oraz nie pokazanych na rysunku układów detekcji.

Poniżej objaśniono sposób pracy układu nadawczo-odbiorczego przepływomierza ultradźwiękowego według wynalazku.

Podczas transmisji sygnału z przetwornika ultradźwiękowego TR1 do przetwornika TR2, przełącznik S1 jest zamknięty, a źródło sygnału dostarcza do układu odpowiedni sygnał elektryczny, który zostaje przesłany przez wzmacniacz 1, impedancje Z1 i Z2 oraz przełącznik S1 do przetwornika ultradźwiękowego TR1. Po określonym czasie od chwili wysłania sygnału ultradźwiękowego z przetwornika TR1, zanim jeszcze dotrze on do przetwornika TR2, przełącznik S1 zostaje otwarty, a przełącznik S2 zamknięty w celu odbioru tego sygnału przez przetwornik ultradźwiękowy TR2. Sygnał odebrany przez przetwornik TR2 zostaje przesłany przez przełącznik S2 i impedancje Z1 i Z2 do wzmacniacza 1 w celu dalszego jego przekazania na wyjściu wzmacniacza 1 do układów detekcji. Z kolei podczas transmisji sygnału z przetwornika TR2 do przetwornika TR1, przełącznik S2 jest zamknięty, a po określonym czasie od chwili wysłania sygnału ultradźwiękowego, zanim jeszcze dotrze on do przetwornika TR1, przełącznik S2 zostaje otwarty, a S1 zamknięty w celu odbioru sygnału ultradźwiękowego przez przetwornik TR1. Wynika stąd, że pozycja przełączników S1 i S2 jest stała, niezależnie od tego czy dany przetwornik ultradźwiękowy nadaje lub odbiera sygnały, przy czym za każdym razem przetwornik ultradźwiękowy rejestruje stałą impedancje, odpowiadającą zasadniczo impedancji zamkniętego przełącznika S1 lub S2 i impedancji Z1.

Zastosowanie tego samego wzmacniacza 1 dla obydwu przetworników ultradźwiękowych TR1 i TR2 pozwala na wyeliminowanie róż nic wynikają cych ze wspólnego czasu transmisji w przetwornikach TR1 i TR2, a fakt, że obydwa przełączniki S1 i S2 stanowią część drogi sygnału, niezależnie od kierunku transmisji, pozwala na wyeliminowanie różnic wspólnego czasu transmisji w przełącznikach S1 i S2.

Zaletą przedstawionego układu połączeń jest fakt, że, przy założeniu zastosowania wzmacniacza idealnego, masa pozorna inwertującego wejścia wzmacniacza 1 ma impedancje równą 0 Ω niezależnie od tego, czy włączony przetwornik ultradźwiękowy (TR1 lub TR2) nadaje czy też odbiera sygnały, co oznacza, że dany przetwornik ultradźwiękowy (TR1 lub TR2) rejestruje stałą impedancje odpowiadającą wartości impedancji Z1 oraz impedancji należącego do niego przełącznika S1 lub S2. Przy wzmacniaczach nieidealnych, impedancja masy pozornej tego wejścia będzie jednak wykazywała skończoną wartość, zależną od impedancji wyjściowej wzmacniacza przy otwartej pętli sprzężenia zwrotnego Z1, Z2 impedancji przetwornika ultradźwiękowego i wzmocnienia przy otwartej pętli sprzężenia zwrotnego w zakresie częstotliwości, w którym pracuje przetwornik. Obciążenie przetwornika ultradźwiękowego jest zwykle zróżnicowane ale dwukierunkowość zostaje zachowana, ponieważ obciążenie od chwili nadania sygnału aż do chwili jego odbioru odbioru jest stałe. Zakres częstotliwości pracy przetwornika ultradźwiękowego zwykle znajduje się w przedziale od około 40 KHz do kilku MHz.

Wszystkie alternatywne typy układu nadawczo-odbiorczego przetwornika ultradźwiękowego pokazane na rysunku fig. 2, fig. 3 i fig. 4 różnią się od typu przedstawionego na rysunku fig. 1 koniecznością oddzielenia przetworników ultradźwiękowych od potencjału odniesienia. Typ układu nadawczo-odbiorczego przepływomierza ultradźwiękowego przedstawiony na rysunku fig. 2 zasadniczo odpowiada typowi przedstawionemu na rysunku fig.1, przez co wymagania stawiane przełącznikom S1 i S2 są takie same dla obydwu układów nadawczo-odbiorczych i dotyczą one mianowicie tego, aby oporność zamkniętego przełącznika miała umiarkowaną wartość oraz aby oporność przełącznika otwartego była duża. Pozostałe typy układu nadawczo-odbiorczego przepływomierza ultradźwiękowego przedstawione na rysunku fig. 3 i fig. 4 są trudniejsze do zrealizowania w praktyce, ponieważ wymagane jest tutaj, aby opór przełączników S1 i S2 w stanie zamknięcia był znacznie niższy od impedancji przetwornika ultradźwiękowego w celu uniknięcia przesłuchów. Ponieważ zwykle impedancje przetworników ultradźwiękowych leżą w zakresie poniżej kilkuset omów, można próbować rozwiązać ten problem wprowadzając opory szeregowe w każdej gałęzi przetwornika ultradźwiękowego.

Chociaż przetworniki ultradźwiękowe TR1 i TR2 przedstawiono na rysunku wyłącznie jako czyste kryształy pomiarowe, dla znawców dziedziny wynalazku oczywistym jest, że posiadają one także pasywne impedancje szeregowe i równoległe. Ponadto układy pokazane są na rysunku wyłącznie z dwoma przetwornikami ultradź wię kowymi. W praktyce moż e ich być od 2 do n, co umoż liwia uwzględnienie wielokanałowych liczników pomiarowych.

PL 201 628 B1

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Układ nadawczo-odbiorczy przepływomierza ultradźwiękowego, mający co najmniej dwa przetworniki ultradźwiękowe przeznaczone do wysyłania i odbioru sygnałów ultradźwiękowych w kierunkach przeciwnych na odcinku pomiarowym, źródło sygnału do regulowanego wytwarzania sygnałów elektrycznych wysyłanych do przetworników ultradźwiękowych, układy detekcji do wyprowadzenia pomiarów czasu transmisji potrzebnych do obliczenia wielkości mierzonego przepływu, jeden wzmacniacz operacyjny, mający inwertujący zacisk wejściowy do połączenia z przetwornikiem ultradźwiękowym, zacisk wyjściowy do połączenia z układami detekcji, sprzężenie zwrotne pomiędzy zaciskiem wyjściowym a inwertującym zaciskiem wejściowym oraz co najmniej dwa przełączniki, z których każdy jest przyporządkowany do odpowiedniego przetwornika ultradźwiękowego, do alternatywnego naprzemiennego łączenia każdego z przetworników ultradźwiękowych z inwertującym zaciskiem wejściowym wzmacniacza, znamienny tym, że źródło sygnału jest połączone jest z nie inwertującym zaciskiem wejściowym wzmacniacza operacyjnego (1), przy czym zarówno wzmacniacz operacyjny (1) jak i rzeczone przełączniki (S1, S2) są elementami wspólnymi obwodu nadawczego sygnału ultradźwiękowego, który zawiera ponadto źródło sygnału, jak i obwodu odbiorczego sygnału ultradźwiękowego, który zawiera ponadto układy detekcji.
2. Układ nadawczo-odbiorczy według zastrz. 1, znamienny tym, że przetwornik ultradźwiękowy (TR1) lub (TR2) połączony jest pomiędzy inwertującym zaciskiem wejściowym wzmacniacza (1) a potencjał em odniesienia.
3. Układ nadawczo-odbiorczy według zastrz. 1, znamienny tym, że przetwornik ultradźwiękowy (TR1) lub (TR2) połączony jest pomiędzy inwertującym zaciskiem wejściowym wzmacniacza (1) a zaciskiem wyjściowym wzmacniacza (1).
4. Układ nadawczo-odbiorczy według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że każdy przetwornik ultradźwiękowy (TR1) i (TR2) połączony jest szeregowo z przełącznikiem (S1) lub (S2), przy czym szeregowo połączone przetworniki ultradźwiękowe oraz przełączniki (TR1) i (S1) oraz (TR2) i (S2) połączone są równolegle.
5. Układ nadawczo-odbiorczy według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że każdy przetwornik ultradźwiękowy (TR1) i (TR2) połączony jest równolegle z przełącznikiem (S1) lub (S2), przy czym równolegle połączone przetworniki ultradźwiękowe oraz przełączniki (TR1) i (S1) oraz (TR2) i (S2) połączone są szeregowo.
6. Układ nadawczo-odbiorczy według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że zastosowano ultradźwięki o częstotliwości pomiędzy 500 KHz a 2 MHz.
7. Układ nadawczo-odbiorczy według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że zastosowano licznik pomiarowy zawierający n przetworników ultradźwiękowych, gdzie n jest większe bądź równe 2.