DE2461264B2

DE2461264B2 - Vorrichtung fuer die messung des volumenstroms stroemender medien

Info

Publication number: DE2461264B2
Application number: DE19742461264
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl.-Ing. 8520 Erlangen Hassler
Original assignee: Siemens Ao, 1000 Berlin und 8000 München
Priority date: 1974-12-23
Filing date: 1974-12-23
Publication date: 1977-10-06
Also published as: FR2296165B1; ATA804875A; JPS5833485B2; DE2461264A1; GB1516870A; NL7512723A; US3977247A; DE2461264C3; FR2296165A1; JPS5189463A; AT345957B

Description

rv Frfinclung bezieht sich auf eine Vorrichtung für χ L«ung des Volumenstroms strömender Medien, ^die dere von Blut in seinen Gefäßen, nach der I Doppler-Methode, unter Verwendung von wei Ultraschall-Sendern/Empfängern zur bzw teilweisen Durchschallung eines zu ^VOllSl3nden ' Mediumvolumenabschnitts, eines ^Unl Se" zur Ermittlung der Leistung der bei 'bzw Teildurchschallung anfallenden Dopplersowie eines Verhältnisbildners für die Leistun-

.1°

^g Der Volumenstrom <? strömender Medien ergibt sich . j heliebiß ausgebildetem Geschwind.gke.tsprof.l zu η F !wobei Fdie Querschnittsfläche der Strömung Λ ν einen gewichteten Mittelwert der Strömungsge-Thwindigkeit darstellen. Der Mittelwert Vläßt sich nach , m Schall-Doppler-Methode mit einer Vorr.ch^derU _zB gemäß DT-AS 17 91191 ermitteln. Zur r^Ifder Querschnittsfläche F nach der Sr Methode bot sich bisher eine Vorrichtung

^Ä^g^S'r DT-AS 1812017 .ent.

Teiin einem bestimmten Abstand nebeneinander ^zwe' „ uitraschall-Sender/Empfänger, d.e zu ³S Zt Ultraschall auf das untersuchende Gefäß, Tr Blutgefäß, abstrahlen, wobei sich die Sende/Emp-

iskeufe "des Senders/Empfängers in Richtung auf ? ^gr2 stark verbreitert. Der Abstand zwischen den Sn Send n/Empfängern ist dabei so gewählt, daß

sich deren Sende/Empfangskeulen im Bereich des ;

.3SSS=SSb gSSSSSääSSSS

£r entsprechenden Keulenbegrenzung schneidet also da G aß nur zum Teil durchschallt. Aufgrund d.eser fnΑ edich starken Beschallung ergeben sich an den

Wimmm kel deren Sende/Emplangskeulen, der Radius des Gefäßes an der durchschallten Stelle nach einer Berechnungsformel, z. B. gemäß Anspruch 9 der U l -as 18 !2 017 errechnen. Aus dem Radius kann dann die Kreisquerschnittsfläche F des Gefäßes ermittelt wer^deDie Vorrichtung nach der DT-AS 18 12 017 hat einerseits den Nachteil, daß sie technisch sehr aufwendig ist, da zur Durchfuhrung der relativ , komplizierten Rechenoperationen entsprechend komplizierte und teuere Rechenglieder notwendig sind, bie ist andererseits speziell hinsichtlich Volumenstrommessungen auch im Meßergebnis recht unsicher, da zum einen die Verifizierung der geometrischen Voraussets zungen, wie z. B. kreisrunder Gefäßquerschnitt, tangential Berührung der Gefäßwandung durch aie Keulenbegrenzung der Schallkeule eines Senders/Empfangers etc in der Praxis oft nicht gegeben bzw schwer einzuhalten ist und zum anderen bei sie.stirk ο verbreiterndem Schallfeld kein Zfelvorgang und damit auch keine Ausblendung störender Effekte die z.B. auch von miterfaßten benachbarten Gefäßen herrühren, möglich ist. Damit ergeben sich unvermeidlich Meßfehler bereits bei der Querschnittsbest.mmung noch vor _2S Ermittlung des eigentlichen Volumenstromes die den Volumenstrommeßwert bereits an dieser Stelle vertal-

^SC Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art aufzubauen, die mit genngstmöllichem technischen Aufwand ein sehr viel exakteres Maß für den Volumenstrom strömender Medien liefert

Die Aufgabe wird erfindungsgemaß dadurch gelost, daß der einen Volumenabschnitt nur te.lwe.se du chschallende erste Ultraschall-Sender Empfange, zum Empfang von lediglich solchen ^DoPP^lerslf_h^_ss ^d _u ^U _n ^S5e_n bildet ist, die aus einem in seinen Abmessungen vorgebbaren Testvolumen des strömenden Mediums stammen, welches Testvolumen vöH.g ^inner^'^b.·™^ zugsweise im Mittenbereich, jenes Volumenabschmttes , liegt der vom weiteren Sender/Empfanger ganz dur bschallt wird und daß der Verhältmsb.ldner zu Bildung des Verhältnisses der Leistungen von Doppler signäfen aus dem Gesamtvolumenabschn.tt und dem Testvolumen ausgebildet ist. _Prw_Pnntnis

_s Die ,oriiegende Erfindungjehlvon^to Erk.nnm«

letzteren die Beziehung
Gesamtvolumenabschnitt

Q = vF_m =

_Die Erfindung ermöglicht demnacl d.e Erta« Volumenstromes ohne vorhergehende Qu _er

Stimmung. Meßfehler, die sich aufg"" ^^ _yon Querschnittsmessung ergeben wurden,

vornherein ausgeschaltet. Bei geringstem technischen Aufwand ergibt sich demnach ein Maß für den Volumenstrom, das — wie erwünscht — weitgehend von Meßunsicherheiten befreit ist.

Der Volumenstrom läßt sich aus den gemessenen Leistungswerten P_m bzw. P₉ sowie dem_ bekannten Testvolumen V_pund den sonstigen Werten ν und öauch von Hand mittels Rechenschieber od. dgl. errechnen. Zweckmäßigerweise sollte jedoch eine elektronische Rechenschaitung vorgesehen sein, deren Rechenglieder ι ο den Volumenstrom kontinuierlich elektrisch nach der obigen Beziehung ermitteln.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sollte zur Abgrenzung des Testvolumens der erste Sender/Empfänger eine scharf gebündelte Sende/Empfangskeule aufweisen, die gegenüber der vorzugsweise ebenfalls scharf gebündelten Sende/Empfangskeule des zweiten Senders/Empfängers einen wesentlich geringeren Querschnitt aufweist und mit diesem Querschnitt die Querabmessung des Testvolumens festgelegt und zur jn Vorgabe der Längsabmessung des Testvolumens sollte dem ersten Sender/Empfänger ein elektronisches Signaltor zugeordnet werden, das über Steuerglieder auf Empfang von Dopplersignalen lediglich aus einem bestimmten Tiefenbereich des Mediumvolumenabschnittes einstellbar ist. Ferner sollte in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung der erste Sender/Empfänger innerhalb der Grenzen der Sende/ Empfangskeule des zweiten Senders/Empfängers angeordnet sein so, daß die Hauptsende/Empfangsrichtungen beider Sender/Empfänger im wesentlichen koinzidieren. Im Gegensatz zur Vorrichtung nach der DT-AS 18 12 017, wo die Hauptsende/Empfangsrichtungen der dortigen Sender/Empfänger auf Abstand parallel zueinander verlaufen, ergibt sich hierdurch ein wesentlich enger und damit schärfer eingegrenztes Ultraschaii-Einzugsgebiet mit entsprechend geringerem Störeinfluß auf die Dopplersignale. Da der Ultraschall beider Sender/Empfänger im wesentlichen denselben Hin- und Rückweg zum bzw. vom Medium zu durchlaufen hat, ergeben sich auch gleiche Dämpfungsverhältnisse und damit Proportionalität in der Leistungsanzeige mit demselben Proportionalitätsfaktor. Zusätzliche Meßfehler, die sich aufgrund unterschiedlicher Proportionalitäten ergeben können, sind damit von vornherein ebenfalls ausgeschlossen.

Die Koinzidenz läßt sich am vorteilhaftesten dadurch erreichen, daß der erste Sender/Empfänger als relativ klcinflächiger Ultraschallschwingcr in ein Flüchcnfcnster, vorzugsweise in der Mitte, eines weiteren so Ultraschallschwingers mit wesentlich größerer Fläche eingesetzt ist, wobei zweckmilßigerweise der kleinflächige Schwinger sowie der ihn umgebende großflächige Schwinger betriebsmäßig zusammcnschaltbar sind und im zusammengeschütteten Zustand in der Gesamtfläche ss den zweiten Sender/Empfänger bilden. Andere Weiterbildungen der Erfindung sind den Untcransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbcispiclcs und der Zeichnung näher erlllu- <<i> tert.

In der Fig. 1 ist mit 1 ein Ultraschall-Dopplei-Applikator bezeichne» der ein Trligerteil 2, /.. H. aus Kunststoff, umfaßt, an dessen Applikationsflilche zwei Ultraschallschwinger 3, 4 (dünne piezoelektrische i<s KristallpläUchcn) mit unterschiedlichen !''lachen angeordnet sind. Der kleinflächigcre Schwinger 3 ist dabei in einem Flächenfenster in der Mitte des großflächige-

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45 ren Schwingers 4 eingesetzt so, daß die jeweiligen Abstrahlflächen beider Schwinger in einer Ebene liegen. Die Flächenform beider Schwinger ist quadratisch, wobei die Seitenabmessungen der Quadrate so gewählt sind, daß der kleinere Schwinger 3 eine Fläche Fi im Bereich von 4 bis 20 mm², der den kleineren Schwinger 3 umgebende größere Schwinger 4 zusammen mit ersterem hingegen eine Fläche F₂ im Bereich von 50 bis 200 mm² aufweist.

Der Applikator 1 ist auf der Haut 5 eines Probanden so aufgesetzt, daß im Betriebszustand des kleinflächigen Schwingers 3 dessen schmale Sende/Empfangskeule 6 den Blutstrom eines unter der Haut im Gewebe unsichtbar verlaufenden Blutgefäßes 7 nur in einem sehr kleinen Teilabschnitt, der das Testvolumen V_p enthält, durchsetzt. Die Sende/Empfangskeule 8 der betriebsmäßig zusammengeschalteten Schwinger 3 und 4 erfaßt hingegen das gesamte Gefäß 7 in einem Gesamtvolumenabschnitt V_n, von der Länge b. Das in den Abmessungen kleine Testvolumen V_p liegt genau in der Mitte des Gesamtvolumenabschnittes V_nh Während die Querschnittsabmessungen des Testvolumens V_p durch den Querschnitt Fi der scharfgebündelten Sende/Empfangskeule 6 des kleinflächigen Schwingers 3 vorgegeben sind, dient zur Längenabgrenzung a ein Signaltor 18 im elektrischen Ansteuer- bzw. Verarbeitungsteil des Applikators, das auf Empfang von Dopplersignalen lediglich aus dem Tiefenbereich a des Gesamtvolumenabschnittes V_m einstellbar ist.

Die elektrische Steuer- bzw. Verarbeitungseinrichtung des Applikators 1 beinhaltet einen Hochfrequenz-Sendeoszillator 9, der im Takt eines Taktgebers 10 den Schwingern 3 bzw. 3 und 4 über die Leitungen 11 bzw. 11 und 12 Hochfrequenz-Erregungsimpulse zuleitet. Die wahlweise Anschaltung des Schwingers 3 bzw. beider Schwinger 3 und 4 an den Sendeoszillator 9 geschieht mittels Steuerschaltern 13 bzw. 14 einer Schalteinrichtung 15.

Mit 16 ist ein Empfangsverstärker für die von den Schwingern 3 bzw. 3 und 4 aus dem strömenden Medium des Gefäßes 7 empfangenen Echosignale bezeichnet. Der Ausgang des Empfangsverstärkers 16 ist über einen weiteren Schalter 17 der Schalteinrichtung 15 über ein elektronisches Tor 18 indirekt oder über eine Torübcrbrückungsleitung 19 direkt mit einem Dopplergerät 20, 21 verbindbar. Das Dopplergerüt umfaßt dabei im wesentlichen einen Demodulator 20 zur Demodulation der empfangenen elektrischen Ultraschalls'ignalc sowie einen Leistungsmesser 21 zur Messung der Leistung dci Dopplcrsignalc. Dem elektronischen Tor 18 sind zwe monostabile Kippstufen 22 und 23 zugeordnet. Dk Kippstufe 23 erzeugt dabei im Sendetakt der Ultra sehall-Sendcimpulsc des kleinflächigcn Schwingers ." Ausgangsimpulsc, deren Dauer den Tiefenabstand de; Tcstvoliimcns V,, vom Schwinger 3 festlegt. Dk Kippstufe 22, die jeweils mit dem Knclc eine: Ausgangsimpulses der Kippstufe 23 angestoßen wird erzeugt hingegen einen demgegenüber sehr vie kürzeren Ausgangsimpuls, dessen Dauer den alv.uta stcndcn Tiefenbercich, d. h. die Lunge n des Testvolu incns V,„ festlegt. Während der Dauer des letztem Impulses ist das elektronische Signaltor 18 jeweils Hl anfallende Dopplersignale geöffnet. Zur Änderung de Tiefenabstaniles sowie ebenfalls auch zur Änderung de Lange η des abzutastenden Tiefcnbereichcs ist de iiKnioslabilen Kippstufen 22, 23 aiiDmlcm noch ei F.inslellglied 24 zugeordnet, mittels dessen die Nm gangsinipulse der Kippstufen mil unterschiedlich

Längen einstellbar sind. Die Kennziffer 25 steht schließlich für ein Betätigungsglied zur Betätigung der einzelnen Schalter 13,14,17 der Schalteinrichtung 15.

Mit 26 ist ein Ausgangsschalter des Dopplergerätes 20, 21 bezeichnet, der bei der Testvolumen-Messung gemessene Leistungssignale über ein Speicherglied 27 an ein Dividierglied 28 legt, während die bei der Gesamtvolumenabschnittmessung anfallenden Leistungssignale dem Dividierglied 28 unmittelbar zugeführt werden. Das Dividierglied 28 bildet jeweils das Verhältnis PJPpaer Leistungen der Dopplersignale aus dem Gesamivolumenabschnitt V_m und dem Testvolumen Vp. Zur Ermittlung des jeweiligen Volumenstromes Q dient dann schließlich eine Rechenschaltung 29 bis 32. Das Rechenglied 29 ist hierbei ein Multiplizierglied (Proportionalitätsglied), das das Leistungsverhältnissignal des Dividiergliedes 28 mit dem Quotienten V₁Jb aus dem bekannten Testvolumen V_p und der Länge b des Gesamtvolumenabschnittes V_n, multipliziert. Das Glied 30 umfaßt eine Einrichiung zur Ermittlung eines gewichteten Mittelwertes (v sin cc) der Strömungsgeschwindigkeit des Mediums im Gesamtvolumenabschnitt V_n,, wobei λ den Ultraschall- Einstrahlwinkel in das Medium darstellt. Die Einrichiung 30 kann beispielsweise jener der DT-AS 17 91 191 entsprechen oder falls winkelunabhängig gemessen werden soll auch jener des älteren deutschen Patents 23 41 476. Werden der Mittelwert ν der Geschwindigkeit ν sowie der Einstrahlwinkel * unabhängig voneinander gemessen, so muß wie in der Fig. 1 beispielsweise angedeutet, in der Einrichtung 30 aus dem Mittelwertsignal der Geschwindigkeit und dem Winkel (Glied 31) entsprechend das Signal ν sin ix ermittelt werden. Die Ausgangssignale der des Gliedes 29 und der Einrichtung 30 werden schließlich in einem Multiplizicrglied 32 miteinander multipliziert. Es ergibt sich somit das Maß für den Volumenstrom Q im Gesamtvolumenabschnitt V_n,des Gefäßes 7 nach der Beziehung

V P Q = (μ sin.-»)· -J- · -f.

Der jeweils ermittelte Volumenstromwert (J wird an einem Anzeige- oder Registriergerät 33 angezeigt bzw. registriert.

Zum Aufsuchen des jeweiligen Gefäßes 7 bzw. zur korrekten l.inschiebiing des Testvolumens V₁, in das Gefäß dient ein Dopplersij.'nalanzcign/L'rät 34, dem vorzugsweise auch ein Ί niijicbui Vt (Lautsprecher) zugeordnet ist.

Die l-unkUonswcise der Vnrnc.hiunr nach der I ι γ. I ergibt sich wie ΙυΙμί:.

Vor Beginn der eigentlichen VolumeiisiioimncMiiii' muß erst das für die Messung vori-cselienc HluiKcfiiß 7 geortet und das leslvolumeii V,.indei nclitij'en l.ai.jr im CiefiilJcinKL'sifllt werden. Hierzu wird (lurch Bctatitnini-' des Schalters I) der kleiMllächipe.n Schwinger \ in Betrieb gesetzt. Bei an die leitunt' 19 jicschaltcicm Schalter 17. d.h. kur/geschlosscnein elektronischen Sij'jiiillor IH. wird der Applikator I auf der lliiiit ^r> über dein Blutiidiiß 7 so lang».¹ vmrhobcn, bis «In- mittek de. Anzeiget iUe¹. J4 ange/fipten UoppIcrsiiniaU.· IkkIiMc Intensität bzw die mittels de Ltiutsprei her, Γι hörbar gemachten l)(ipplersi|!iiiili· iiiimrriiik¹ I .aiitsiiirki· aufweisen. Du· Seiule/Linplani'skeule fi des kU'mllii(. Ii ij'.in Schwingers 3 durchdringt in diesem Augenblick das Gefäß 7 exakt in dessen Qucrschnittsmitte.

Anschließend wird durch Rückschaltung des Schallers 17 in die gezeichnete Lage das elektronische Signaltor 18 zwischem Empfangsverstärker 16 und Dopplergcrät 20, 21 geschallet. Bei vorab eingestellter Impulsbreite des Ausgangsimpulses der monostabilen Kippstufe 22 wird nun die Impulsbreite des Ausgangsimpulses der Kippstufe 23 über das Einstellglied 24 so lange verstellt, bis am Anzeigeglied 32 bzw. Lautsprecher 35 erneut maximale Intensität der Dopplersignale angezeigt wird. Das Testvolumen V₁, ist damit auf einen Bereich unmittelbar um die Mittenachse des Gefäßes 7 eingegrenzt.

Nach erfolgter Gefäßortung und Einstellung des Testvolumens V,, wird der Schalter 26 am Ausgang des Dopplergerätes 20, 21 aus der Nullstellung an den Eingang des Speichergliedes 27 gelegt, welches die vom Dopplergerät gemessene Leistung der Dopplersignale aus den Testvolumen V_n speichert. Anschließend erfolgt Leistungsmessung im Gesamtvolumenabschnitt V,,_H Hierzu wird der Schalter 14 geschlossen, der Umschalter 17 wieder an die Überbrückungsleitung 19 gelegt und ferner über den Schalter 26 der Ausgang des Dopplergcrätcs direkt mit dem Dividicrglied 28 verbunden. Da nunmehr beide Schwinger 3 und 4 gemeinsam in Betrieb sind, fallen Dopplersignalc aus dem Gesamtvolumenabschnitt V_n, des Gefäßes 7 an, deren Leistung wiederum vom Dopplcrgeräi 20, 21 erfaßt und zusammen mit dem gespeicherten Leistungssignal aus der Testvolumenmessung auf das Dividierglied 28 gegeben wird. Das Dividierglied 28 bildet nun den Quotienten aus der Leistung /'„,der Dopplersignale aus dem Gesamtvolumenabschnitt V₁₁, sowie der Leistung /^} _;, der Dopplersignale lediglich aus dem Testvolumen V₁* Durch sofortige elektronische Verrechnung des Verhältnissignals PJI',, mit den an den Rechnungsgliedcrn 29, 30 und gegebenenfalls 31 anstehenden Verrechnungswerten ergibt sich dann am Anzeigegerät 33 unmittelbar der Volumenstrom des Blutes im Gesamtvolumenabschnitt V,,,des Gefäßes 7.

Die Vorrichtung nach der I·' i g. 1 eignet sich zur Volumenstrummessung sowohl an geradlinig als auch gekrümmt verlaufenden Gefäßen. Bei Messungen an gekrümmt verlaufenden Gefäßen, die wie z. B. der Aortenbogen vom Sternum aus, lediglich cmc Ultra schall-l^:.instrahlriehning in BopenliinRsrichlung zulassen, empfiehlt es sich, wie in IΊ ('. ? beispielsweise angedeutet, sowohl die Tesivoluiiien Messung als aucl die (iesamtvolumc.li-Messung bei einpeschaltetem Im IH durchzuführen Die I <itolInurij.'s/cit sollte hierbe zweckniaßijii'i weise liir beule Messungen gleich um lediglich im Gegensatz zur Messung an j!eiadlini|'ei Gefiißen /in l-'ireichiinj.' breilerer Vohimcriahsrhuiiw etwas verlängert sein. Da del I mstnihlwinki'l bi'zii|!hcl der SlioiiHine.M n lituri)' des Blutes nahezu Null ist um I estvolumeii V_r viwie (icsiinilvuluineiiabschmit V_n, di< gleiche l.arip·. ζ It die l.arijM.¹ Ii j'cnialJ Γ ι γ. 7 aufweisen, cijjibi sich Im den Volumcnstrom (J in Knimmuii|'.s(u'bici du· vereinfachte Beziehung

I₁, .

wobei I₁, die
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nnti'illarhi.· des Ί cMvoluinetis V

I I n-1 zu 1 I (hui /ι. u In ι in u". Μ

Claims

Pateritansprüche:

1. Vorrichtung für die Messung des Volumenstroms strömender Medien, insbesondere von Blut in s seinen Gefäßen, nach der Ultraschall-Doppler-Methode, unter Verwendung von wenigstens zwei Ultraschall-Sendern/Empfängern zur vollständigen bzw. teilweisen Durchschallung eines zu untersuchenden Mediumvolumenabschnittes, eines Dopplergerätes zur Ermittlung der Leistung der bei Gesamt- bzw.Teildurchschallung anfallenden Dopplersignale sowie eines Verhältnisbildners für die Leistungen, dadurch gekenn ζ eichnet, daß der einen Volumenabschnitt nur teilweise durch- is schallende erste LJltraschall-Sender/Empfäiiger (3) zum Empfang von lediglich solchen Dopplersignalen ausgebildet ist, die aus einem in seinen Abmessungen vorgebbaren Testvoiumen (V_p) des strömenden Mediums (7) stammen, welches Testvolumen völlig μ innerhalb, vorzugsweise im Mitt-enbereich, jenes Volumenabschnittes (V_m) liegt, der vom weiteren Sender/Empfänger (3 und 4) ganz durchschallt wird und daß der Verhältnisbildner (28) zur Bildung des Verhältnisses der Leistungen von Dopplersignalen :s aus dem Gesamtvolumenabschnitt (V_n) und dem Testvolumen (V_p) ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abgrenzung des Testvolumens (V_p) der erste Sender/Empfänger (3) eine scharf gebündelte Sende/Empfangskeule (6) aufweist, die gegenüber der vorzugsweise ebenfalls scharf gebündelten Sende/Empfangskeule (8) des zweiten Senders/ Empfängers (3 und 4) einen wesent'ichen geringeren Querschnitt aufweist und mit diesem Querschnitt die Querabmessungen des Testvolumens festlegt und daß zur Vorgabe der Längsabrnessung (a) des Testvolumens dem ersten Sender/Empfänger (3) ein elektronisches Signaltor (18) zugeordnet ist, das über Steuerglieder (22 bis 24) auf Empfang von Dopplersignalen lediglich aus einem bestimmten Tiefenbereich des Mediumvolumenabschnittes (V_n,) einstellbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Sender/Empfänger (3) innerhalb der Grenzen der Sende/Empfangskeule (8) des zweiten Senders/Empfängers (3 und 4) angeordnet ist so, daß die Hauptsende/Empfangsrichtungen beider Sender/Empfänger im wesentlichen koinzidieren.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Sender/Empfänger als relativ kleinflächiger Ultraschallschwinger (3) in ein Flächenfenster, vorzugsweise in der Mitte, eines weiteren Ultraschallschwingers (4) mit wesentlich größerer Fläche eingesetzt ist, welcher weitere Schwinger Bestandteil des zweiten Sender/Empfängers ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinflächige Schwinger (3) sowie fto der ihn umgebende großflächige Schwinger (4) betriebsmäßig zusammenschaltbar sind und im zusammengeschalteten Zustand in der Gesamtfläche den zweiten Sender/Empfänger (3 und 4) bilden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch fts gekennzeichnet, daß das Flächenverhältnis (F1/F2) der Schwinger (3, 4) in der Größenordnung von 1 :10 gewählt ist, vorzugsweise der kleinere Schwinger (3) eine Fläche von etwa 4 bis 20 mm² und der größere Schwinger (4) eine Fläche von etwa 50 bis 250 mm² aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwinger (3, 4) rechteckige, vorzugsweise quadratische, Fiächenform aufweisen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erfassung der Leistung von Dopplersignalen lediglich aus dem Testvolumen (V₁) eine Schalteinrichtung (15) vorgesehen ist mit einem ersten Schalter (13) zur separaten Anschaltung des kleinflächigen Schwingers (3) an einen gemeinsamen Hochfrequenz-Sendeoszillator (9) einerseits sowie einen Empfangsverstärker (16) andererseits und mit einem zweiten Schalter (17) zur Einschaltung des elektronischen Tores (18) für die Tiefenaustastung zwischen Empfangsverstärker (16) und Dopplergerät (20,21).

9. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erfassen der Leistung von Dopplersignalen aus dem Gesamtvolumenabschnitt (V_n) der den kleinflächigen Schwinger (3) umgebende großflächige Schwinger (4) über einen dritten Schalter (14) der Schalteinrichtung (15) zusätzlich 7.nm kleinflächigen Schwinger (3) an Sendeoszillator (9) und Empfangsverstärker (16) anschaltbar und der zweite Schalter (17) auf kurzschlußmäßige Überbrückung des elektronischen Tores (18) durch Direktverbindung von Empfangsverstärker (16) und Dopplergerät (20,21) umschaltbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des elektronischen Signaltores (18) bei Testvolumen-Messung zwei monostabile Kippstufen (22, 23) vorgesehen sind, von denen die eine (23) im Sendetakt der Ultraschall-Sendeimpulse des kleinflächigen Schwingers (3) Ausgangsimpulse erzeugt, deren Dauer den Tiefenabstand des Testvolumens (V₁) vom Schwinger (3) festlegt, und die andere (22) mit dem Ende jedes solchen Ausgangsimpulses angestoßen wird und einen demgegenüber sehr viel kürzeren Ausgangsimpuls erzeugt, dessen Dauer den abzutastenden Tiefenbereich und damit die Länge (a) des Testvolumens (V_p) festlegt und dieser Ausgangsimpuls der Öffnungsimpuls für das elektronische Tor (18) ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Änderung des Tiefenabstandes sowie gegebenenfalls auch zur Änderung der Länge (a) des abzutastenden Tiefenbereiches den monostabilen Kippstufen (22, 23) ein Einstellglied (24) zur Einstellung unterschiedlicher Ausgangsimpulslängen zugeordnet ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, mit einer Einrichtung zur Ermittlung eines gewichteten Mittelwertes (v sin «) der Strömungsgeschwindigkeit des Mediums im Gesamtvolumenabscimitt (V_n), wobei « den Ultraschall-Einstrahlwinkel in das Medium darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Einrichtung (30) sowie dem Dopplersignal-Leistungsverhältriisbildner (28) Multiplizierglieder (29, 32) nachgeschaltet sind, die aus dem Geschwindigkeitsmittelwert-Signal (v sin α) und dem Leistungsverhältnis-Signal (P„jP_p) sowie dem bekannten Testvolumen (V_p) und der sich aus der Breite der Sende/Empfangskeule (8) des zweiten Senders/Empfängers(3,4)ergebenden Längendes

_mtvolumenabschnittes (V,,,) die Strömungsge-Swindigkeil CO;nach der Beziehung

Q = (P

sin

''^Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis ,·> dadurch gekennzeichnet, daß auch bei Gesamt-■ m-messung der zweite Sender/Empfänger (3 ^V0?S dureh das elektronische Signaltor (18) auf den n Dopplersignalen aus einen vorgebbaeich einstellbar ist.