DE2817247A1

DE2817247A1 - Verfahren und einrichtung zum messen von entfernungen oder fuellhoehen durch echolotung in einem gasfoermigen medium mittels schallwellen

Info

Publication number: DE2817247A1
Application number: DE19782817247
Authority: DE
Inventors: Thomas Baenziger
Original assignee: Zuellig AG
Current assignee: Hach Lange SARL
Priority date: 1977-05-17
Filing date: 1978-04-20
Publication date: 1978-11-23
Also published as: FR2391456B1; AT367545B; FR2391456A1; ATA285378A; CH619789A5; DE2817247B2; DE2817247C3

Description

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Züllig AG, Rheineck, Rheineck (Schweiz)

Verfahren und Einrichtung zum Messen von Entfernungen oder

Füllhöhen durch Echolotung in einem gasförmigen Medium mittels Schallwellen

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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen von Entfernungen oder Füllhöhen durch Echolotung in einem gasförmigen Medium mittels Schallwellen mit variabler Fortpflanzungsgeschwindigkeit, indem Schallwellenpakete mittels eines elektroakustisehen Wandlers ausgesendet und nach ihrer Reflexion an einer Messfläche, deren Entfernung vom elektroakustischen Wandler oder von einer Bezugsebene gemessen werden soll, als Echo wieder empfangen werden, wobei die Laufzeit der einzelnen Schallwellenpakete vom Aussenden bis zum Echoempfang durch Zählen von Taktimpulsen gemessen und zum Bestimmen der zu messenden Entfernung bzw. Füllhöhe ausgewertet wird.

Ferner betrifft die Erfindung eine Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens mit einem elektrischen Impulsgenerator zur Erzeugung von elektrischen Impulsen, einem elektroakustischen Wandler zum Aussenden von durch die genannten elektrischen Impulse angeregten Schallwellenpaketen gegen eine Messfläche, deren Entfernung vom elektroakustischen Wandler oder von einer Bezugsebene gemessen werden soll, und zum Empfangen von Echos der Schallwellenpakete und zum Umwandeln derselben in elektrische Echo-Impulse, einem elektrischen Taktimpulsgeber zum Erzeugen von der Zeitmessung dienenden elektrischen Taktimpulsen, elektronischen Mitteln zum Erfassen der vom Generator erzeugten Impulse und der Echo-Impulse, Mitteln zum Zählen der Taktimpulse, die jeweils im Zeitraum zwischen dem Beginn eines vom Generator erzeugten Impulses und dem Beginn eines nachfolgenden, durch Reflexion eines der Schallwellenpakete an der Messfläche verursachten Echo-Impulses auftreten, sowie Mitteln zum Auswerten des Zählergebnisses zum Bestimmen der zu messenden Entfernung der Messfläche.

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ORIGINAL IiMSFEGTED

In einem gasförmigen Medium, wie z.B. Luft, hängt die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Schallwellen von verschiedenen Parametern ab, wie Temperatur, Gasdichte, Gasdruck und Wärmekapazität. Da bei der Echolotung die Laufzeit der Schallwellen vom Aussenden bis zum Echoempfang umgekehrt proportional der Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Schallwellen ist, sollten die oben erwähnten Parameter bei der Berechnung der gesuchten Entfernung ais der gemessenen Laufzeit der Schallwellen mit einbezogen werden, wenn genaue Resultate verlangt sind.

Bei bisher bekannten Verfahren und Einrichtungen zum Messen von Wasserständen und Füllhöhen von flüssigen oder rieselfähigen Gütern durch Echolotung wird lediglich der Einfluss der Temperatur berücksichtigt und kompensiert, wobei die Temperaturmessung punktuell mittels Temperaturfühler erfolgt. Hierbei können leicht Fehlmessungen auftreten, da die Temperaturmessung durch Strahlungswärme, z.B. infolge Sonnenbestrahlung, beeinflusst werden kann und somit nich in jedem Fall die effektiv vorhandene Lufttemperatur ergibt. Die restlichen der oben genannten Parameter sind bei den bisher bekannten Einrichtungen fest einjustiert, weshalb nachfolgende Aenderungen dieser Parameter nicht automatisch kompensiert werden.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zwecks Beseitigung der geschilderten Nachteile ein Verfahren und eine Einrichtung zum Messen von Entfernungen oder FuTlhöhen durch Echolotung in einem gasförmigen Medium mittels Schallwellen so auszugestalten, dass nicht mehr die einzelnen Parameter, von denen die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Schallwellen abhängt, berücksichtigt werden müssen, sondern dass direkt die im Messweg herrschende Fortpflanzungsgeschwin-

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digkeit der Schallwellen ermittelt und in die Entfernungsbzw. Füllhöhenmessung einbezogen wird.

Diese Aufgabe ist bei dem erfindungsgemässen Verfahren in überraschend einfacher Weise dadurch gelöst, dass man während der Messung der Entfernung der Messfläche vom elektroakustischen Wandler oder von der Bezugsebene gleichzeitig und auf gleiche Weise auch die Entfernung einer Referenz-Reflexionsfläche misst, die einen bestimmten und bekannten Abstand vom elektroakustischen Wandler bzw. von der Bezugsebene aufweist, und dass man die Frequenz der zur Zeitmessung dienenden Taktimpulse so einregelt, dass das Ergebnis der Entfernungsmessung der Referenz-Reflexionsfläche mit dem bekannten Abstand dieser Fläche übereinstimmt, wonach unabhängig von der Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Schallwellen ein korrektes Ergebnis der Entfernungsmessung der Messfläche resultiert.

Zweckmässig kann man die Frequenz der Taktimpulse in Abhängigkeit von Unterschieden zwischen dem Istwert der Anzahl Taktimpulse, welche jeweils im Zeitraum vom Aussenden eines Schallwellenpaketes bis zum Empfang des an der Referenz-Reflexionsfläche zurückgeworfenen Referenzecho-Schallwellenpaketes auftreten, und einem Sollwert, der in einem vorbestimmten Verhältnis zum bekannten Abstand der Referenz-Reflexionsfläche steht, regeln, derart dass die genannten Unterschiede praktisch Null werden.

Vorzugsweise kann man die Taktimpulse jeweils vom Aussenden eines Schallwellenpaketes an zählen und bei Uebereinstimmung des Zählstandes mit dem Sollwert ein Signal erzeugen, das mit dem Empfang des an der Referenz-Reflexionsfläche zurückgeworfenen Referenzecho-Schallwellenpaketes zeitlich verglichen wird, wobei man die Frequenz der Taktimpulse erhöht

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oder vermindert, je nachdem, ob das erwähnte Signal zeitlich nach oder vor dem Empfang des Referenzecho-Schallwellenpaketes auftritt.

Wenn als Sollvrert z.B. der tatsächliche Abstand der Referenz-Reflexionsfläche von einer Bezugsebene in cm oder in mm gewählt wird und die Taktimpulse subtraktiv gezählt werden, wobei von einem Anfangszählstand ausgegangen wird, der gleich dem Abstand zwischen dem elektroakustischen Wandler und der Bezugsebene in cm bzw. mm ist, gibt der Zählstand beim Empfang des an der Messfläche reflektierten Messecho-Schallwellenpaketes unmittelbar die Entfernung der Messfläche von der Bezugsebene in cm bzw. in mm korrekt an_o

Die zum Durchführen des erfindungsgemässen Verfahrens vorgesehene Einrichtung gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem elektroakustischen Wandler und der Messfläche eine Referenz-=Reflexionsflache in einem bestimmten und bekannten Abstand vom elektroakustischen Wandler oder von einer Bezugsebene angeordnet ist zur Erzeugung von Referenzechos, dass die Impulsfrequenz des Taktimpulsgebers mittels eines elektrischen Regelsignals veränderbar ist, und dass elektronische Mittel vorhanden sind zur Erzeugung des Regelsignals in Abhängigkeit von Unterschieden zwischen dem Istwert der Anzahl Taktimpulse, welche die Taktimpulszählmittel jeweils im Zeitraum zwischen dem Beginn eines vom Generator erzeugten Impulses und dem Beginn eines nachfolgenden Referenzecho-Impulses zählen, und einem Sollwert, der in einem vorbestimmten Verhältnis zum bekannten Abstand der Referenz-Reflexionsfläche steht.

Zweckmässig ist an die Taktimpulszählmittel eine Vorrichtung zum Speichern des Zählstandes, der jeweils beim Beginn

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eines Messecho-Impulspaketes vorliegt, angeschlossen, welche Vorrichtung mit Mitteln zum digitalen und/oder analogen Anzeigen des jeweils gespeicherten Zählstandes in Verbindung steht.

Die Merkmale der Erfindung und weitere Einzelheiten zweckmässiger Ausgestaltungen des Verfahrens und der Einrichtung ergeben sich aus den Ansprüchen, aus der nun folgenden Beschreibung und aus den zugehörigen Zeichnungen, in denen die Erfindung rein beispielsweise und schematisch veranschaulicht ist.

Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Messanordnung zum Durchführen des erfindungsgemässen Verfahrens;

Fig. 2 ist ein Weg/Zeit-Diagramm eines Schallwellenpaketes in der Anordnung nach Fig. 1;

Fig. 3 veranschaulicht den zeitlichen Verlauf von digitalisierten Impulsen entsprechend dem ausgesendeten Schallwellenpaket, dem empfangenen Referenzecho und dem empfangenen Messecho;

Fig. 4 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung des Auswerteprinzips mittels eines Taktimpulszählers, dessen Zählstand in Funktion der Zeit dargestellt ist;

Fig. 5 zeigt ein Blockschema einer elektrischen Schaltungsanordnung, die ein Bestandteil der Einrichtung zum Durchführen des Messverfahrens ist.

Es wird nun zunächst auf Fig. 1 verwiesen, gemäss welcher ein Gerät S zum Aussenden und Empfangen von Schallwellenpaketen in einem vertikalen Abstand hg über einer horizontalen Bezugsebene B angeordnet ist. Die Bezugsebene B ist z.B. der Boden eines Behälters oder Kanals zur Aufnahme eines flüssigen oder rieselfähigen Gutes, dessen Spiegel oder obere Grenz-

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fläche N eine unbekannte, zu messende Entfernung h„ von der Bezugsebene B aufweist und demzufolge nachstehend als Messfläche bezeichnet wird. Die Entfernung h_x kann je nach dem momentanen Füllstand des Behälters oder Kanals variieren zwischen Null und einem Maximum h_max> welches durch das höchstmögliche Niveau H des im Behälter oder Kanal befindlichen Gutes festgelegt ist. Dementsprechend variiert auch die Entfernung D, welche die Messfläche N von dem Sende-Empfangsgerät S aufweist. Die ganze beschriebene Anordnung befindet sich in einem schall-leitenden, gasförmigen Medium, z.B. Luft. Durch Echolotung mittels Schallwellenpaketen soll nun die unbekannte Entfernung Ό_χ bzw. Ji_x gemessen werden, wobei die Laufzeit eines vom Gerät ausgesendeten Schallwellenpaketes bis zur Messfläche N und nach Reflexion an der Messfläche N zurück bis zum Gerät S ermittelt und zur Bestimmung der unbekannten Entfernung ausgewertet wird.

Da die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Schallwellen im gasförmigen Medium durch äussere Einflüsse, insbesondere die Temperatur, veränderlich ist, wie eingangs dargelegt wurde, sind Massnahmen getroffen, um die Schallgeschwindigkeit direkt zu erfassen und in die Auswertung des Messergebnisses der Echolotung korrekt einzubeziehen. Zu diesem Zweck ist bei der Anordnung nach Fig. 1 zwischen dem Sende-Empfangsgerät S und dem Niveau H eine Referenz-Reflexionsfläche R angeordnet, deren geometrischen Abmessungen klein sind im Vergleich zu den Abmessungen der Messfläche N. Die Referenz-Reflexionsfläche R befindet sich in einem bestimmten und bekannten Abstand h„ über der Bezugsebene B, womit auch der Abstand D_R zwischen der Referenz-Reflexionsfläche R und dem Sende-Empfangsgerät S festgelegt und bekannt ist.

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In Fig. 2 ist das Weg/Zeit-Diagramm für ein Schallwellenpaket in der Anordnung nach Fig. 1 dargestellt. Ein Schallwellenpaket, das im Zeitpunkt a vom Sende-Empfangsgerät S in vertikaler Richtung nach unten ausgesendet wird, bewegt sich mit der momentan herrschenden Schallgeschwindigkeit ν in Richtung gegen die Referenz-Reflexionsfläche R und die Messfläche N. Diese Bewegung des ausgesendeten Schallwellenpaketes ist im Weg/Zeit-Diagramm nach Fig. 2 durch eine voll ausgezogene Linie 10 veranschaulicht. An der Referenz-Reflexionsfläche R wird ein Teil der ausgesendeten Schallenergie im Zeitpunkt b reflektiert und gegen das Sende-Empfangsgerät S zurückgeworfen, wie in Fig. 2 durch eine strichpunktierte Linie 11 dargestellt ist. Der restliche Teil der Schallenergie bewegt sich weiter zur Messfläche N und wird von dieser im Zeitpunkt c reflektiert und ebenfalls gegen das Sende-Empfangsgerät C zurückgeworfen, wie in Fig. 2 durch eine gestrichelte Linie 12 gezeigt ist. Im Zeitpunkt d erreicht die von der Referenz-Reflexionsfläche R zurückgeworfene Referenzecho-Schallwelle das Sende-Empfangsgerät S, wogegen die von der Messfläche N zurückgeworfene Messecho-Schallwelle erst in einem späteren Zeitpunkt f auf das Sende-Empfangsgerät S auftrifft. Zwischen dem Aussenden des Schallwellenpaketes im Zeitpunkt a und dem Empfang des Referenzechos im Zeitpunkt d liegt eine Zeitspanne t_R. Eine grössere Zeitspanne t liegt zwischen dem Aussenden des Schallwellenpaketes im Zeitpunkt a und dem Empfang des Messechos im Zeitpunkt f.

Aus den Zeitspannen t_R und ΐ_χ, welche die Laufzeiten der Schallwellen in der Anordnung gemäss Fig. 1 sind, lässt sich die unbekannte Entfernung D_x unter Einbezug der bekannten Distanz D_R wie folgt berechnen:

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Ansätze:

^{2 D}R R ν

t_x = ii (₂)

Werden die beiden Zeitspannen t_R und ΐ_χ ins Verhältnis zueinander gesetzt, ergibt sich die Gleichung

2$

^ 1

t_R = ν

Das Verhältnis der beiden Zeitspannen t_x/t_R entspricht also dem Verhältnis der Distanzen D_x/Dr» unabhängig von dem effektiven Wert der Schallgeschwindigkeit v. Aus der Gleichung (3) erhält man durch Multiplikation beider Seiten mit D_R die Formel

% · ^DR

D_x = \ ^R (4)

Mittels der Formel (4) kann man somit unabhängig von der Fortpflanzungsgeschwindigkeit ν der Schallwellen die unbekannte Entfernung D berechnen.

Der ebenfalls unbekannte Füllstand h ergibt sich aus der Differenz des bekannten Abstandes hg des Sende-Empfangsgerätes S von der Bezugsebene B und der mittels der Formel (4) errechneten Entfernung D :

*v · ⁰R

Wenn über der Bezugsebene B kein Füllgut vorhanden ist, fehlt die Messfläche N, und die Schallwellen setzen ihren Weg

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fort bis zur Bezugsebene B, an welcher im Zeitpunkt e die Schallwellen reflektiert und zum Sende-Empfangsgerät S zurückgeworfen werden, wie in Fig. 2 durch die strichpunktierte Linie 13 veranschaulicht ist. Im Zeitpunkt g treffen dann die Echoschallwellen auf das Sende-Empfangsgerät S auf.

Unter Bezugnahme auf Fig. 5 ist im folgenden eine elektrische Schaltungsanordnung beschrieben, mit deren Hilfe es ermöglicht ist, den unbekannten Füllstand h vollautomatisch durch Echolotung zu messen und das Messergebnis digital und analog anzuzeigen. Die Schaltungsanordnung ist relativ einfach ausgebildet und aus herkömmlichen elektronischen Bausteinen aufgebaut.

Die Schaltungsanordnung gemäss Fig. 5 weist einen elektrischen Impulsgenerator 21 auf, der zur Abgabe von elektrischen Impulsen ausgebildet ist, die periodisch in Intervallen wiederkehren, innerhalb welchen jeweils eine Entfernungsmessung stattfindet. Der Ausgang des Impulsgenerators 21 ist mit einem elektroakustischen Wandler 22 verbunden, der in Resonanz arbeitet und durch jeden elektrischen Impuls vom Generator 21 zu einer verhältnismässig rasch abklingenden freien Schwingung anregbar ist, um ein Schallwellenpaket zu erzeugen und in Richtung gegen die Messfläche N und die Referenz-Reflexionsfläche R auszusenden. Der gleiche elektroakustische Wandler 22 dient auch dem Empfang der zurückkommenden Echo-Schallwellenpakete und zum Umwandeln derselben in elektrische Echo-Impulspakete.

Der elektroakustische Wandler 22 ist ferner an den Eingang einer Impuls-Erkennungsvorrichtung 23 angeschlossen, in welcher die vom Wandler 22 erzeugten Echo-Impulspakete verstärkt, digitalisiert und von Störsignalen getrennt werden. Auch die vom Impulsgenerator 21 gelieferten Impulse gelangen

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zum Eingang der Impuls-Erkennungsvorrichtung 23, so dass am Ausgang der letzteren in jedem Messintervall drei einheitliche elektrische Impulse Ig, I_R und I_M erscheinen, wie in Fig.3 veranschaulicht ist. Im folgenden wird der Impuls Ig als Sendeimpuls, der Impuls I_R als Referenzecho-Impuls und der Impuls Ι.» als Messecho-Impuls bezeichnet. Die ansteigenden Flanken der aufeinander folgenden Impulse Ig und I_R haben den zeitlichen Abstand t_R voneinander, und zwischen den ansteigenden Flanken der Impulse Ig und I_M liegt die Zeitspanne t . Genau betrachtet treten die ansteigenden Flanken der Impulse Ig, I_R und I_M jeweils mit einer geringen, aber definierten und konstanten Verzögerung nach den Zeitpunkten a, d bzw. f auf, weil zur Erkennung der Frequenz eines jeden Impulspaketes in der Vorrichtung 23 mehrere Perioden der Schwingung geprüft werden müssen. Der Impulsgenerator 21, der elektroakustische Wandler 22 und die Impuls-Erkennungsvorrichtung 23 sind zu dem bereits erwähnten Sende-Empfangsgerät S vereinigt.

Der Ausgang der Impuls-Erkennungsvorrichtung 23 steht mit dem Eingang eines Schieberegisters 24 in Verbindung, welches drei Ausgänge 24g, 24_R und 24« aufweist, an denen die Impulse Ig, I_R und I_M getrennt erscheinen. Der Ausgang 24g des Schieberegisters 24 ist mit einem Steuereingang 25 eines elektronischen Impulszählers 26 verbunden, dessen Zähleingang 27 an den Ausgang eines Taktimpulsgenerators 30 angeschlossen ist. Die Impulsfrequenz des Taktimpulsgenerators 30 ist durch ein elektrisches Regelsignal veränderbar, das mittels einer Einrichtung 31 erzeugt und einem Steuereingang 32 des Taktimpulsgenerators zugeführt wird. Einzelheiten der genannten Einrichtung 31 sind weiter unten beschrieben.

Der Impulszähler 26 ist ein Rückwärtszähler und dient zum subtraktiven Zählen der vom Taktimpulsgenerator 30 gelie-

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ferten Taktimpulse, wobei der Zählvorgang jeweils durch einen Sendeimpuls Ig am Steuereingang 25 in Gang setzbar ist. Der Impulszähler 26 weist einen Ausgang 35 auf, an welchem jeweils ein elektrisches Endesignal erscheint, wenn der Endzählstand Null erreicht ist. Der Ausgang 35 ist über eine Zeitverzögerungsvorrichtung 36 mit einem Impulszahl-Vorwählschalter 37 verbunden, der seinerseits an einen Setzeingang 38 des Impulszählers 26 angeschlossen ist. Die Ausbildung des Impulszählers 26 und des Vorwählschalters 37 ist derart, dass jeweils beim Eintreffen eines Endesignals vom Ausgang 35 über die Verzögerungsvorrichtung zum Vorwählschalter 37 der Impulszähler auf den vorgewählten, am Schalter 37 einstellbaren Zählstand gebracht wird. Schliesslich weist der Impulszähler 26 einen Zählausgang 39 auf, an welchem der jeweilige Zählstand durch elektrische Signale in binär-dezimal-kodierter Form ausgegeben wird.

Der Zählausgang 39 ist sowohl mit der bereits erwähnten Einrichtung 31 zur Erzeugung eines Regelsignals für die Impulsfrequenz des Taktimpulsgenerators 30 als auch mit einem Eingang 41 eines Digitalspeichers 42 verbunden, der weiter einen an den Ausgang Zh^ des Schieberegisters 24 angeschlossenen Steuereingang 43 aufweist. Der Digitalspeicher 42 ist derart ausgebildet, dass in ihm jeweils beim Eintreffen eines Messecho-Impulses I_M der momentan vorliegende Zählstand des Impulszählers 26 eingespeichert wird und dass jeweils nach dem Einspeichern einer vorbestimmten Anzahl Zählergebnisse automatisch der arithmetische Mittelwert dieser Zählergebnisse gebildet, gespeichert und durch elektrische Signale in binär-kodierter Form einem Ausgang 44 zugeführt wird. Der Ausgang 44 des Digitalspeichers 42 ist mit dem Eingang einer Digital-Anzeigevorrichtung 46 wie auch mit dem Eingang eines Digital-Analogwandlers 48 verbunden, an dessen Ausgang ein Analog-Anzeigeinstrument 50 angeschlossen ist.

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Die oben bereits erwähnte Einrichtung 31 zur Erzeugung eines Regelsignals für den Taktimpulsgenerator 30 weist einen an den Zählausgang 39 des Impulszählers 26 angeschlossenen Impulszahl-Vorwählschalter 52 mit Koinzidenzschaltung auf zwecks Abgabe eines elektrischen Koinzidenzsignals, jeweils wenn der Zählstand des Impulszählers 26 mit einer vorgewählten, am Vorwählschalter 52 einstellbaren Impulszahl übereinstimmt. Der Ausgang, an welchem das Koinzidenzsignal erscheint, ist mit einem Eingang B einer Vorrichtung 55 zur Srstimpuls-Erkennung verbunden» Ein zweiter Eingang A der Vorrichtung 55 ist an den Ausgang 24„ des Schieberegisters 24 angeschlossen. Ferner weist die Vorrichtung 55 zwei Ausgänge 56 und 57 auf, die je mit einem Steuereingang eines elektronischen Schalters 60 bzw. 61 in Verbindung stehen. Die Vorrichtung 55 und die elektronischen Schalter 60 und 61 sind derart ausgebildet, dass am einen Ausgang 56 jeweils ein erstes Steuersignal entsteht und den einen Schalter 60 in den leitenden Zustand steuert, wenn ein Referenzecho-Impuls I_R zeitlich vor einem Koinzidenzsignal aus dem Vorwählschalter 52 eintrifft, und dass am anderen Ausgang 57 jeweils ein zweites Steuersignal entsteht und den andern Schalter 61 in den leitenden Zustand steuert, wenn ein Referenzecho-Impuls I_R zeitlich nach einem Koinzidenzsignal eintrifft.

Der eine elektronische Schalter 60 ist einerseits an eine Gleichstromquelle 62 angeschlossen und steht anderseits über einen elektrischen Widerstand 63 mit der einen Elektrode eines elektrischen Kondensators 64 in Verbindung, dessen andere Elektrode, z.B. über Masse, an die Gleichstromquelle 65 angeschlossen ist, so dass bei leitendem Zustand des Schalters 60 eine Ladung des Kondensators über den Widerstand 63 erfolgt und die über dem Kondensator herrschende Gleichspannung steigt. Der andere elektronische Schalter 61 ist ebenfalls einerseits

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- re -

über den Widerstand 63 an die eine Elektrode des Kondensators 64 und anderseits direkt an die andere Elektrode des Kondensators angeschlossen, so dass bei leitendem Zustand des Schalters 61 eine Entladung des Kondensators über den Widerstand erfolgt und die über dem Kondensator herrschende Gleichspannung sinkt. Die über dem Kondensator herrschende Spannung ist als Regelspannung dem Steuereingang 32 des Taktimpulsgenerators 30 zugeführt.

Die Gebrauchs- und Wirkungsweise der beschriebenen Echolot-Einrichtung und das Verfahren zum Messen des Füllstandes h_x sind wie folgt:

Vor Beginn der Messung stellt man am Vorwählschalter 37 eine Impulszahl ein, die in einem bestimmten Verhältnis q zu dem bekannten Abstand hg der Bezugsebene B vom elektrοakustischen Wandler 22 des Sende-Empfangsgerätes S steht. Vorzugsweise wählt man q = 1, so dass am Vorwählschalter 37 eine Zahl eingestellt werden kann, die mit der Anzahl Längenmesseinheiten, z.B. cm oder mm, des Abstandes hg genau übereinstimmt. In analoger Weise stellt man am zweiten Vorwahlschalter 52 eine Impulszahl ein, die im gleichen bestimmten Verhältnis q zu dem bekannten Abstand h_R der Referenz-Reflexionsfläche R von der Bezugsebene B steht.

Es sei nun angenommen, dass der Taktimpulsgenerator 30 kontinuierlich läuft und Taktimpulse mit einer Frequenz von z.B. 150 kHz erzeugt, und dass der Zählstand des Impulszählers 26 mit der am Vorwählschalter 37 eingestellten Impulszahl q hg übereinstimmt. Weiter sei angenommen, dass der Impulsgenerator 21 kontinuierlich läuft und elektrische Impulse in Zeitintervallen von z.B. 40 ms erzeugt.

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Ein jeder der vom Impulsgenerator 21 erzeugten elektrischen Impulse stösst den elektroakustischen Wandler 22 zu einer abklingenden freien Schwingung mit einer Frequenz von z.B. 120 kHz an, so dass im Zeitpunkt a (Fig. 2) ein Schallwellenpaket vom Wandler 22 in Richtung gegen die Referenz-Reflexionsfläche R und die Messfläche N ausgesendet wird. Gleichzeitig gelangt der vom Impulsgenerator 21 erzeugte elektrische Impuls auch in die Erkennungsvorrichtung 23, welche einen Sendeimpuls Ig (Fig. 3) abgibt, dessen ansteigende Flanke gegenüber dem Zeitpunkt a nur eine geringe und bestimmte Verzögerung aufweist. Dieser Sendeimpuls Ig gelangt zum Schieberegister 24 und von dessen erstem Ausgang 24_g zum Steuereingang 25 des Impulszählers 26. Durch die ansteigende Flanke des Sendeimpulses Ig wird der Impulszähler 26 in Gang gesetzt, so dass er von diesem Augenblick an die vom Takt impulsgenerator erzeugten Taktimpulse subtraktiv zählt, wobei der Zählstand des Impulszählers 26 fortwährend abnimmt.

Wenn das vom elektroakustischen Wandler 22 ausgesendete Schallwellenpaket auf die Referenz-Reflexionsfläche R auftrifft, wird ein Teil der Schallwellen im Zeitpunkt b (Fig. 2) an der genannten Fläche reflektiert und gegen den Wandler 22 zurückgeworfen, während die übrige Schallenergie sich weiter gegen die Messfläche N fortpflanzt. Sobald die an der Referenz-Reflexionsfläche R zurückgeworfenen Referenzecho-Schallwellen im Zeitpunkt d (Fig.2) auf den elektroakustischen Wandler 22 auftreffen, wandelt dieser die Schallschwingungen in entsprechende elektrische Schwingungen um, so dass der Erkennungsvorrichtung 23 ein Referenzecho-Impulspaket zugeleitet wird. In der Erkennungsvorrichtung 23 wird das Referenzecho-Impulspaket geprüft, von Störsignalen getrennt und in einen digitalen Referenzecho-Impuls I_R umgewandelt, dessen ansteigende Flanke gegenüber dem Zeitpunkt d die gleiche bestimm-

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te Verzögerung aufweist wie die ansteigende Flanke des Sendeimpulses Ig in bezug auf den Zeitpunkt a. Der Referenzecho-Impuls Ip gelangt zum Schieberegister 24 und von dessen zweitem Ausgang 24_R zum Eingang A der Vorrichtung 55 für die Erstimpulserkennung. Sobald der Zählstand des Impulszählers 26 die am Vorwahlschalter 52 eingestellte Impulszahl q h™ erreicht, gibt der Vorwählschalter 52 ein Koinzidenzsignal an den Eingang B der Vorrichtung 55 ab, welche nun vergleicht, ob der Referenzecho-Impuls In zeitlich vor oder nach dem Koinzidenz signal eintrifft.

Falls die ansteigende Flanke des Referenzecho-Impulses I_R zeitlich vor dem Koinzidenzsignal liegt, liefert der Ausgang 56 der Vorrichtung 55 ein Steuersignal zum elektronischen Schalter 60, so dass letzterer in den leitenden Zustand gesteuert und der Kondensator 64 über den Widerstand 63 an die Gleichstromquelle 62 angeschlossen wird. Dadurch wird der Kondensator 64 geladen, weshalb die über dem Kondensator herrschende Spannung ansteigt und die Frequenz des Taktimpulsgenerators 30 erhöht wird. Wenn hingegen die ansteigende Flanke des Referenzecho-Impulses I_R zeitlich nach dem Koinzidenzsignal liegt, liefert der Ausgang 57 der Vorrichtung 55 ein Steuersignal zum elektronischen Schalter 61, so dass dieser in den leitenden Zustand gesteuert und der Kondensator 64 über den Widerstand 63 entladen wird. Dadurch sinkt die über dem Kondensator 64 herrschende Spannung, was eine Reduktion der Frequenz des Taktimpulsgenerators 30 zur Folge hat. Wenn aber die ansteigende Flanke des Referenzecho-Impulses I_R und das Koinzidenzsignal des Vorwählschalters 52 zeitlich zusammenfallen, liegt weder am Ausgang 56 noch am Ausgang 57 der Vorrichtung 55 ein Steuersignal vor, so dass die beiden elektronischen Schalter 60 und 61 den nicht-leitenden Zustand einnehmen oder beibehalten und die Frequenz des Taktimpulsgenerators 30 unverändert bleibt.

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Auf die beschriebene Weise wird der Istwert der Anzahl Taktimpulse, welche im Zeitraum t_R zwischen den ansteigenden Flanken des Sendeimpulses Ig und des Referenzecho-Impulses I_R auftreten, mit dem am Vorwahlschalter 52 eingestellten Sollwert q h_R verglichen und Merauf die Frequenz des Taktimpulsgenerators 30 in Abhängigkeit von Unterschieden zwischen dem Istwert und dem Sollwert geregelt, derart dass die Unterschiede vermindert werden und in mehreren nacheinander folgenden Messvorgängen gegen Null tendieren.

Diejenigen Schallwellen, welche sich an der Referenz-Reflexionsfläche R vorbei gegen die Messfläche N bewegen, werden im Zeitpunkt c (Fig. 2) an der Messfläche N reflektiert und als Messecho gegen das Sende-Empfangsgerät S zurückgeworfen. Wenn die Messecho-Schallwellen im Zeitpunkt f (Fig. 2) auf den elektroakustisehen Wandler 22 auftreffen, wandelt dieser die Schallwellen in ein entsprechendes elektrisches Messecho-Impulspaket um, das in der Erkennungsvorrichtung 23 geprüft und von Störsignalen getrennt wird. Die Erkennungsvorrichtung 23 erzeugt einen Messecho-Impuls I_M (Fig. 3), dessen ansteigende Flanke in bezug auf den Zeitpunkt f die gleiche zeitliche Verzögerung hat wie die ansteigende Flanke des Sendeimpulses Ig in bezug auf den Zeitpunkt a. Der Messecho-Impuls I_M gelangt zum Schieberegister 24 und von dessen drittem Ausgang 2^ zum Steuereingang 43 des Digitalspeichers 42« Wenn die ansteigende Flanke des Messecho-Impulses L. beim Eingang 43 eintrifft, wird der in diesem Augenblick vorliegende Zählstand des Impulszählers 26 in den Digitalspeicher 42 eingespeichert. Der eingespeicherte Zählstand ist gleich der Anzahl Taktimpulse, welche im Zeitraum ΐ_χ zwischen den ansteigenden Flanken des Sendeimpulses Ig und des Messecho-Impulses I_M aufgetreten sind. Diese Anzahl Taktimpulse ist gleich q 1ι_χ, sofern die Frequenz

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des Taktimpulsgenerators 30 so geregelt war, dass das vom Vorwählschalter 52 abgegebene Koinzidenzsignal zeitlich mit der ansteigenden Flanke des Referenzecho-Impulses I_R zusammenfiel.

Der Impulszähler 26 zählt die vom Taktimpulsgenerator 30 kommenden Taktimpulse weiter in subtraktiver Weise, bis der Endzählstand Null erreicht ist. In diesem Augenblick erscheint am Ausgang 35 des Impulszählers ein elektrisches Endesignal, das in der Verzögerungsvorrichtung 36 eine zeitliche Verzögerung von wenigen ms erfährt und dann dem Vorwahlschalter 37 zugeleitet wird. Dieser gibt an den Setzeingang 38 des Impulszählers 26 ein Signal ab, durch welches der Zählstand des Zählers auf den am Vorwählschalter 37 eingestellten Anfangswert q hg zurückgestellt wird. Die Einrichtung ist damit für einen nächsten Messvorgang vorbereitet, der durch den nachfolgenden Impuls des Impulsgebers 21 ausgelöst wird.

Die beschriebenen Vorgänge wiederholen sich zyklisch, wobei die Wiederholungsfrequenz durch die Frequenz des Impulsgenerators 21 gegeben ist, im vorliegenden Beispiel also 25 Zyklen pro Sekunde beträgt. Wenn bei den ersten paar Messzyklen jeweils noch ein zeitlicher Unterschied zwischen der ansteigenden Flanke des Referenzecho-Impulses I_R und dem durch den Wählschalter 52 abgegebenen Koinzidenzsignal vorliegt, so wird bei den folgenden Messzyklen der genannte Unterschied immer kleiner und schliesslich praktisch Null, weil in Abhängigkeit von den erwähnten zeitlichen Unterschieden die Frequenz des Taktimpulsgenerators 30 geregelt wird. In Fig. 4 ist die Arbeitsweise des Impulszählers 26 für einen Messzyklus dargestellt. Die voll ausgezogene schräg verlaufende Gerade 70 zeigt den Zählstand in Funktion der Zeit, für den Fall, dass die ansteigende Flanke des Referenzecho-Impulses I„ zeitlich mit dem Koinzidenzsignal vom Vorwählschalter 52 zusammenfällt.

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Die strichpunktierten Linien 71 und 72 zeigen den Verlauf des Zählstandes bei zu hoher bzw. zu tiefer Frequenz des Taktgenerators 30.

Jeweils nach einer bestimmten Anzahl Messzyklen, z.B. nach acht Zyklen, wird aus den im Digitalspeicher 42 gespeicherten Zählergebnissen der arithmetische Mittelwert gebildet und gespeichert. Dieser Mittelwert wird durch die Anzeigevorrichtung 46 digital angezeigt. Gleichzeitig wird mit Hilfe des Digital-Analog-Wandlers 48 ein dem Mittelwert entsprechendes Analogsignal, z.B. in Form eines Gleichstromes veränderlicher Stärke, erzeugt und durch das Zeigerinstrument 50 analog angezeigt. Der durch die Vorrichtung 46 oder das Instrument 50 angezeigte Wert beträgt q h und steht daher mit dem unbekannten, zu messenden Füllstand ίι_χ im konstanten Verhältnis q. Sofern q = 1 gewählt ist, zeigen die Vorrichtung 46 und das Instrument unmittelbar den Füllstand 1ι_χ in Längenmesseinheiten, z.B. cm oder mm. Das an der Vorrichtung 46 und am Instrument 50 ablesbare Messresultat ist korrekt, unabhängig von der Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Schallwellen.

Es leuchtet ein, dass Aenderungen der Schallgeschwindigkeit, z.B. infolge Temperatureinwirkungen, nicht zu Fehlresultaten führen, da beim Auftreten von Aenderungen der Schallgeschwindigkeit automatisch die Frequenz des Taktimpulsgenerators 30 so geregelt wird, dass jeweils innerhalb der Zeitspanne t_R genau die dem bekannten Abstand h^ der Referenz-Reflexionsfläche R vom elektroakustisehen Wandler 22 des Sende-Empfangsgerätes S entsprechende Anzahl q h« Taktimpulse erzeugt wird.

Bei dem mittels der beschriebenen Einrichtung durchführbaren Echolotverfahren wird also während der Entfernungsmessung der Messfläche N zusätzlich und auf gleiche Weise auch die

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Entfernung der Referenz-Reflexionsfläche R gemessen und mit dem bekannten Abstand Dp bzw. h_R dieser Fläche vom elektroakustischen Wandler 22 bzw. der Bezugsebene B verglichen, wobei die Frequenz der zur Zeitmessung dienenden Taktimpulse in Abhängigkeit von gegebenenfalls vorliegenden Unterschieden geregelt wird, bis die Unterschiede praktisch Null werden. Hierdurch wird die Schallgeschwindigkeit in die Messung einbezogen, ohne dass man den tatsächlichen Wert der Schallgeschwindigkeit zu kennen braucht. Wenn die Entfernungsmessung der Referenz-Reflexionsfläche R ein Resultat ergibt, das mit der tatsächlichen und bekannten Entfernung dieser Fläche übereinstimmt, führt auch die Entfernungsmessung der Messfläche N zu einem korrekten Ergebnis, unabhängig von der Schallgeschwindigkeit.

Die oben erwähnte Mittelwertbildung aus den Messresultaten mehrerer Messzyklen ist besonders dann vorteilhaft, wenn die Messfläche N nicht stationär ist und z.B. wechselnde Unebenheiten oder Wellen aufweist, wie das beim Spiegel eines strömenden Gewässers od.dgl. der Fall ist. In einem solchen Fall würde bei fehlender Mittelwertbildung die digitale Anzeige der Vorrichtung 46 ständig in so rascher Folge ändern, dass eine Ablesung der niedrigeren Dekadenstellen praktisch unmöglich wäre.

Anstatt die Füllhöhe h kann man mit der beschriebenen Einrichtung ohne Schwierigkeiten auch die Entfernung D der Messfläche N vom elektroakustischen Wandler im Sende-Empfangsgerät S messen, wenn der Impulszähler 26 auf additive Zählung und auf automatische Rückstellung auf den Zählstand Null nach jedem Messzyklus modifiziert wird. In diesem Fall hat man am Vorwählschalter 52 eine Impulszahl einzustellen, die in einem bestimmten Verhältnis q zum Abstand D_R der Referenz-Reflexionsfläche R vom elektroakustischen Wandler im Sende-Empfangsge-

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rät S steht. Durch die Vorrichtung 46 und das Instrument 50 wird dann ein Messresultat angezeigt, das im gleichen Verhältnis q zur gesuchten Entfernung D steht.

Je nach dem Verwendungszweck der beschriebenen Einrichtung kann gegebenenfalls die digitale Anzeigevorrichtung 46 oder die Vorrichtung 48, 50 zur Analoganzeige des Messresultates weggelassen sein.

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Claims

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Patentansprüche 1. !Verfahren zum Messen von Entfernungen oder Füllhöheri

durch Echolotung in einem gasförmigen Medium mittels Schallwellen mit variabler Fortpflanzungsgeschwindigkeit, indem Schallwellenpakete mittels eines elektroakustisehen Wandlers ausgesendet und nach ihrer Reflexion an einer Messfläche, de ren Entfernung vom elektroakustisehen Wandler oder von einer Bezugsebene gemessen werden soll, als Echo wieder empfangen werden, wobei die Laufzeit der einzelnen Schallwellenpakete vom Aussenden bis zum Echoempfang durch Zählen von Taktimpul sen gemessen und zum Bestimmen der zu messenden Entfernung bzw. Füllhöhe ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, dass man während der Messung der Entfernung (D_x bzw. ίι_χ) der Messfläche (N) vom elektroakustisehen Wandler (S, 22) oder von der Bezugsebene (B) gleichzeitig und auf gleiche Weise auch die Entfernung einer Referenz-Reflexionsfläche (R) misst, die einen bestimmten und bekannten Abstand (D_R bzw. h_R) vom elektroakustischen Wandler (S, 22) bzw. von der Bezugsebene (B) aufweist, und dass man die Frequenz der zur Zeitmessung dienenden Taktimpulse so einregelt, dass das Ergebnis der Entfernungsmessung der Referenz-Reflexionsfläche (R) mit dem bekannten Abstand (D_R bzw. h_R) dieser Fläche übereinstimmt, wonach unabhängig von der Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Schallwellen ein korrektes Ergebnis der Entfernungsmessung der Messfläche (N) resultiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Frequenz der Taktimpulse in Abhängigkeit von Unterschieden zwischen dem Istwert der Anzahl Taktimpulse, welche jeweils im Zeitraum (t_R) vom Aussenden eines Schallwellenpaketes bis zum Empfang des an der Referenz-Reflexions

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fläche reflektierten Referenzecho-Schallwellenpaketes auftreten, und einem Sollwert, der in einem vorbestimmten Verhältnis (q) zum bekannten Abstand (D„ bzw. h_R) der Referenz-Reflexionsfläche (R) steht, regelt, derart dass die genannten Unterschiede praktisch Null werden.

3· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die Taktimpulse jeweils vom Aussenden eines Schallwellenpaketes an zählt und bei Uebereinstimmung des Zählstandes mit dem Sollwert ein Signal erzeugt, das mit dem Empfang des an der Referenz-Reflexionsfläche reflektierten Referenzecho-Schallwellenpaketes zeitlich verglichen wird, und dass man die Frequenz der Taktimpulse erhöht oder vermindert, je nachdem, ob das erwähnte Signal zeitlich nach oder vor dem Empfang des Referenzecho-Schallwellenpaketes auftritt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man periodisch zyklisch jeweils ein Schallwellenpaket aussendet, das an der Referenz-Reflexionsfläche (R) reflektierte Referenzecho-Schallwellenpaket empfängt, die Frequenz des Taktsignals regelt und das an der Messfläche (N) reflektierte Messecho-Schallwellenpaket empfängt, wobei die Taktimpulse, welche im Zeitraum (t ) vom Aussenden des Schallwellenpaketes bis zum Empfang des Messecho-Schallwellenpaketes auftreten, gewählt werden und das Zählergebnis gespeichert wird, und dass man aus den durch mehrere Messzyklen gewonnenen Zählergebnissen den arithmetischen Mittelwert bildet, der in einem vorbestimmten Verhältnis (q) zu der zu messenden Entfernung (D bzw. h^) der Messfläche steht.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass man den elektroakustisehen Wandler (S, 22) in einem be-

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stimmten und bekannten Abstand, (hg) von einer Bezugsebene (B) anordnet, welcher Abstand (hg) grosser ist als die Entfernung (D ) der Messfläche (M) vom elektroakustisehen Wandler (S, 22), dass man die Taktimpulse subtraktiv zählt, wobei von einem Anfangswert ausgegangen wird, der in einem vorbestimmten Verhältnis (q) zum bekannten Abstand (hg) der Bezugsebene (B) vom elektroakustisehen Wandler (S, 22) steht, so dass das Zählergebnis beim Empfang des Messecho-Schallwellenpaketes in dem vorbestimmten Verhältnis (q) zur Entfernung (h ) der Messfläche (N) von der Bezugsebene (B) steht.

6. Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einem elektrischen Impulsgenerator zur Erzeugung von elektrischen Impulsen, einem elektroakustischen Wandler zum Aussenden von durch die genannten elektrischen Impulse angeregten Schallwellenpakete gegen eine Messfläche, deren Entfernung vom elektroakustischen Wandler oder von einer Bezugsebene gemessen werden soll, und zum Empfang von Echos der Schallwellenpakete und zum Umwandeln derselben in elektrische Echo-Impulse, einem elektrischen Taktimpulsgeber zum Erzeugen von der Zeitmessung dienenden elektrischen Taktimpulsen, elektronischen Mitteln zum Erfassen der vom Generator erzeugten Impulse und der Echo-Impulse, Mitteln zum Zählen der Taktimpulse, die jeweils im Zeitraum zwischen dem Beginn eines vom Impulsgenerator erzeugten Impulses und dem Beginn eines nachfolgenden, durch Reflexion eines der Schallwellenpakete an der Messfläche verursachten Echo-Impulses auftreten, sowie Mitteln zum Auswerten des Zählergebnisses zum Bestimmen der zu messenden Entfernung der Messfläche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem elektroakustischen Wandler (22) und der Messfläche (N) eine Referenz-Reflexionsfläche (R) in einem bestimmten und bekannten Abstand (D_R bzw. h_R) vom elektroakustischen Wandler (22) bzw. von der Bezugsebene (B) angeordnet ist

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zur Erzeugung von Referenzechos, dass die Impulsfrequenz des Taktimpulsgebers (30) mittels eines elektrischen Regelsignals veränderbar ist, und dass elektronische Mittel (31) vorhanden sind zur Erzeugung des Regelsignals in Abhängigkeit von Unterschieden zwischen dem Istwert der Anzahl Taktimpulse, welche die Taktimpulszählmittel (26) jeweils im Zeitraum (t_R) zwischen dem Beginn eines vom Impulsgenerator (21) erzeugten Impulses (Ig) und dem Beginn eines nachfolgenden Referenzecho-Impulses (Ir) zählen, und einem Sollwert q D_R bzw. q h_R), der in einem vorbestimmten Verhältnis (q) zum bekannten Abstand (D_R bzw. h_R) der Referenz-Reflexionsfläche (R) steht.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (31) zum Erzeugen des Regelsignals gebildet sind durch eine an die Taktimpulszählmittel (26) angeschlossene Vorrichtung (52) zum Speichern des Sollwertes (q D_R bzw. q h_R) und zum Erzeugen eines elektrischen Koinzidenzsignals jeweils bei Uebereinstimmung des Zählstandes der Taktimpulszählmittel (26) mit dem Sollwert (q D_R bzw. q h_R), eine Vorrichtung (55) zum Feststellen, ob das Koinzidenzsignal zeitlich vor oder nach dem Beginn des Referenzecho-Impulses (I_R) eintrifft, und zum Erzeugen eines ersten Steuersignals, wenn der Beginn des Referenzecho-Impulses (Ir) zeitlich vor dem Koinzidenzsignal liegt bzw. eines zweiten Steuersignals, wenn der Beginn des Referenzecho-Impulses (I_R) zeitlich nach dem Koinzidenzsignal liegt, sowie eine Vorrichtung (60, 61, 62, 63) zum Laden eines elektrischen Kondensators (64) in Steuerabhängigkeit vom ersten Steuersignal bzw. zum Entladen des Kondensators (64) in Steuerabhängigkeit vom zweiten Steuersignal, wobei die über dem Kondensator (64) herrschende Spannung als Regelsignal dem Taktimpulsgeber (30) zugeleitet ist.

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2 Ci 1 /Z '4 /

8. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass an die Taktimpulszählmittel (26) eine Vorrichtung (42) zum Speichern des Zählstandes, der jeweils beim Beginn eines Messecho-Impulses (Im) vorliegt, angeschlossen ist, welche Vorrichtung (42) mit Mitteln (46, 48, 50) zum digitalen und/oder analogen Anzeigen des jeweils gespeicherten Zählstandes in Verbindung steht.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (36, 37) vorhanden sind zum selbsttätigen Rückstellen der Taktimpulszählmittel (26) jeweils bei Erreichen eines vorbestimmten Endzählstandes, dass der Impulsgenerator (21) zur Erzeugung von periodisch in Intervallen wiederkehrenden elektrischen Impulsen ausgebildet ist, so dass der elektroakustische Wandler (22) Schallwellenpakete in Intervallen aussendet und die Entfernungsmessung periodisch zyklisch abläuft, und dass die Vorrichtung (42) zum Speichern des Zählstandes der Taktimpulszählmittel (26) zusätzlich zur Bildung und Speicherung des arithmetischen Mittelwertes aus mehreren vorhergehenden Entfernungsmessungen ausgebildet ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Taktimpulszählmittel (26) zum subtraktiven Zählen der Taktimpulse ausgebildet sind, dass die Mittel (36, 37) zum Rückstellen der Taktimpulszählmittel (26) eine Vorrichtung (37) zum Einstellen der Taktimpulszählmittel (26) auf einen bestimmten Anfangszählstand (q hg) aufweisen, der in einem vorbestimmten Verhältnis (q) zum bekannten Abstand (h_g) einer Bezugsebene (B) von dem elektroakustisehen Wandler (22) steht, und dass die automatische Rückstellung der Taktimpulszählmittel (26) jeweils beim Endzählstand Null erfolgt.

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