[发明专利]确定流动介质中超声信号飞行时间的方法以及超声流量计

说明书

本公开涉及确定流动介质中超声信号飞行时间的方法以及超声流量计。本发明涉及一种用于确定流动介质中的超声信号的飞行时间的方法，其中飞行时间优选地是绝对飞行时间，其中由超声发射器(5a)生成设有标记(12)的超声信号(11a)，超声信号(11a)通过流动介质被发送到超声接收器(5b)，并且使用标记(12)的位置以便确定超声信号(11b)的飞行时间，其中，为了确定标记(12)的位置，测量接收信号(11b)的至少一个选定周期的周期持续时间。本发明还涉及一种能够根据该方法操作的超声流量计。

技术领域

本发明涉及一种用于确定流动介质中超声信号的飞行时间的方法，具有权利要求1的前序部分的特征。本发明还涉及一种根据权利要求15的前序部分的超声流量计。

背景技术

为了测量流动介质的流量，在一种超声流量计中测量声波或超声波的飞行时间。飞行时间或者作为绝对飞行时间或者作为与参考飞行时间的差来测量。

在最简单的情况下，在飞行时间方法中，通过测量发射信号与接收信号之间超声波的相移来确定超声波的飞行时间。在这种情况下，相对于介质的流向，第一信号以与第二信号相反的方向通过介质发送。但是，在这种情况下，由于相位角的周期性重复，可测量的飞行时间差受到限制。因此，不可能测量大于所使用的信号频率的周期持续时间的飞行时间差。因此在这种情况下存在不应越过的限制，以防止在信号中不再能够解决的模糊性。在流量大的情况下，这会导致问题。此外，不能以这种方式测量超声波的绝对飞行时间。此外，超声信号在流体中的飞行时间取决于流体的温度。因此可能需要记录流体温度，例如借助于温度传感器，并将其包括在对流量的确定中。

对于绝对飞行时间测量，通常使用所谓的水平和包络曲线方法。但是，为了以这种方式获得可靠的测量，需要非常复杂的实现。为此，通常通过使用所谓的ASIC(专用集成电路)来执行实现。

最近的现有技术

从DE 198 18 053 A1已知一种根据权利要求1的前序部分的确定超声信号在流动介质中的绝对飞行时间的方法。使用超声信号中的标记以便检测信号前沿的实际到达时间。标记是相变标记，通过检测相位变化来将其记录在接收信号中。

从DE 20 2011 005 427 U1中已知另一种用于确定流动介质中超声信号的绝对飞行时间的方法。在这种情况下，超声信号中没有嵌入标记。对于所发射和接收的超声信号之间的绝对时间分配，接收到的接收波列的第一波的脉冲宽度被记录在预定的阈值，该阈值不等于过零点。

发明内容

本发明的目的

本发明的目的是提供一种新颖的方法和超声流量计，其中改进了超声信号的绝对飞行时间确定，同时减少了测量费用。

目的的解决方案

这个目的在通过权利要求1的特征的一种方法中实现并且在通过权利要求15的特征的一种超声流量计中实现。在从属权利要求中阐述本发明的方便配置。

根据本发明，为了确定流动介质中超声信号的飞行时间(优选地是绝对飞行时间)，提供设有标记的超声信号，标记由超声发射器生成。随后，超声信号通过流动介质发送到超声接收器，其中通过测量接收信号的至少一个选定周期的周期持续时间以确定标记的位置，来使用标记的位置以便确定超声信号的飞行时间。将标记嵌入超声信号中可导致周期持续时间的差异。如果在测量接收信号时对周期持续时间的差异进行登记，则可以由此推断出标记的位置。例如，可以知道标记嵌入超声信号的时刻。基于这个时刻，可以测量直到在接收信号中登记标记的时间。由此实现的效果是该方法可以用较少的技术费用来执行。超声发射器或接收器可以分别与流动介质接触，优选地直接位于介质中。对于所描述的方法，有利地，不需要专用微控制器来生成所需的发射信号。因此可以使用简单生成的发射信号，这使得没有特殊的外围设备，例如数控振荡器。