NO794111L - Ultralyd stroemningsmaaler. - Google Patents

Abstract

Ultralyd strømningsmåler.

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører generelt fluidumsstrøm-ningsmålere og nærmere- bestemt slike strømningsmålere som anvender ultralydmidler for å frembringe et utgangssignal proporsjonalt med hastigheten av det strømmende fluidum. I området av fluidum strømningsmåling, er det i den kjente teknikk"blitt frembragt adskillige teknikker som anvender ultralydmidler. Antallet av patentbeskrivelser på dette spesielle området er stort. Generelt har disse ultralydstrømningsmålere vært av lydforplantningstypen hvor lydhastigheten langs en.diagonallinje som skjærer den langsgående akse av det strømmende fluidum måles både med og mot strømmen av' det strømmende fluidum. Forskjellen i disse forplantningstider gir en indikasjon av hastigheten av det strømmende fluidum.

Visse; av disse strømningsmålere er av den normale injéksjonstypen, dvs. lydbølgene passerer gjennom grensesjikte.t mellom det strøm-mende fluidum og ultralydtransduceren i rett vinkel på grensesjiktet. Ulempen ved en slik målérutformning er at for å opp-rettholde den ønskede ikke-normale vinkel mellom den langsgående akse av det strømmende fluidum.og lydhastighetsvektoren, må ultralydtransduceren monteres på-røret på slik måte at det frembringes enten lommer eller fremspring m.h.t. innerveggene av røret. Slike konstruksjoner forstyrrer således den lokale strømningshastighetsprofil i regionen hvor målingene skal fore-

tas. I tillegg tilveiebringer de et oppsamlingspunkt for faste-stoffer og annet avfallsmateriale som beveger seg gjennom fluidumet..

Andre ultralydstrømningsmålere har anvendt skråstilte eller kile-injeksjonsteknikker for innføring av lydpulsen i fluidumet for å eliminere behovet for lommer og/eller fremspring. Ettersom i disse systemet lydbølgen imidlertid avbøyes ved fluidumgrense-sjiktet ifølge Snell's Law, vil variasjoner i lydhastigheten både i væsken og lydtransduceren endre avbøyningsvinkelen og således i forverret grad påvirke nøyaktigheten av utgangs-

målingen méd mindre det tas hensyn til dette. F.eks. måler ultrålydstrømningsmåleren omhandlet i US-patent 3.575.050 forskjellen i lydtransitt-tider mellom' oppstrøms og nedstrømselek-^troakustiske transducere som er anordnet til å gi skrått innfall

av lydbølger ved rør/fluidumsgrensesjiktet. Imidlertid gir dette

patent ingen mulighet for variasjoner i den akustiske banen gjennom fluidumet p.g.a. endringer i lydhastigheter i væsken og/ eller transduceren.

Ytterligere kjente beskrivelser, av hvilke US-patentene nr. 3.731, 532, 3.738.169, 3.727:454 og 3.727.458 er representative, fore-slår å gjøre en tredje måling i tillegg til lydoppstrøms og ned-strømsforplantningstidene for å bestemme lydhastigheten innenfor væsken og å anvende den målingen til å korrigere for enhver variasjon.i lydhastigheten for væsken. Ingen, korreks jon. gjøres for mulige endringer i akustisk, bane. I tillegg gjør disse pa-tenter ikke noe forsøk på å ta i betraktning virkningene av feil som stammer fra endringer i lydhastigheten innenfor trans-, duceren som kan frembringe endringer i den akustiske banen.

Slike feil kan være spesielt fremtredende ved prosess-styrings-anvendelser fordi utgangsnøyaktigheten fra strømningsmåleren må opprettholdes over store temperaturutsvingninger. Videre involverer systemene nevnt ovenfor ytterligere en eller to ultralyd-transducere med resulterende forbruk av kretser og fremstillings-kostnad, hvilket føyer seg til det totale strømningsmålerkompleks.

Således til tross for alle de tidligere utviklinger på dette området, er det klart at behovet fremdeles eksisterer for en forbedret ultralydstrømningsmåler som har en høy grad av nøyaktig-het og som er spesielt tilpasset for bruk i et industriprosess-styringsmiljø.

Ved en foretrukket utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse omhandles en forbedret ultralydstrømningsmåler som har et par transducere montert utvendig på den samme siden av et rør som . fører et strømmende fluidum. Transducerne blir i tur koblet, til en lydsonde som sender ogmottar genererte akustiske pulser mellom transducerne gjennom det strømmende fluidum. Transducerne og sondene er anordnet slik at akustiske pulser går inn i røret i en skrå vinkel relativt faststoff/fluidumgrensesnittet, ved hvilket punkt avbøyning finner sted. Pulsene forplantes så gjennom fluidumet til den motsatte rørveggen hvor de reflekteres til den andre transduceren. Den akustiske banen innenfor fluidumet blir éntydig bestemt for et gitt sett av betingelser ved forholdet mellom lydhastigheten i sonden og lydhastigheten i fluidumet ifølge Snells lov. Transducerne eksiteres sekvensmessig til å frembringe akustiske pulser som først beveger seg oppstrøms til nedstrømstransduceren og omvendt. En styrt teller måler de respektive lydforplantnAngstider mellom de to transducerne.

Ifølge et viktig trekk ved den foreliggende oppfinnelse er strømningsmåler utmatningen hovedsaklig upåvirket av lydhastig-hetsvariasjoner som endrer den akustiske banen. Elimineringen av lydhastighetsavhengighet oppnås ved å innbefatte innenfor lydsondene midler som definerer en fast bane av kjent lengde langs hvilken' en del av de genererte akustiske pulser forplantes. På denne måte frembringer en enkelt sending av en akustis'k puls

to elektriske utgangssignaler, hvor en representerer flukttiden mellom transducerne gjennom det strømmende.fluidum og det andre

. representerer flukttiden innenfor lydsonden.

For en gitt geometri og transducer, er det akustiske feltet for

måleren fullstendig beskrevet av hastigheten for det strømmende fluidum og lydhastighetene i sonden og fluidumet. Følgelig frembringer to-transducersystemet ifølge den foreliggende oppfinnelse tre uavhengige lydforplantningstidmålinger som er tilstrekkelige til fullt å karakterisere utgangsreaksjonen.. Dvs. at de tre flukttidmålinger kan kombineres ifølge velkjente fysiske og matematiske prinsipper for å gi et utgangssignal som er proporsjonalt med fluidumshastighet og uavhengig av lydhastigs-endringer både i fluidumet og sendesonden og således av endringer i forplantningsbanen.

Ifølge et annet trekk ved oppfinnelsen, opprettholdes innside-

. overflaten av røret langs regionen hvor de akustiske pulsene kommer inn bg går ut av røret som en glatt boring med jevnt tverrsnitt. I den foretrukne utførelsesform er transducerne og lydsondene tilpasset til å bli innfør-t gjennom en åpning i røret med enden av sonden tilliggende det strømmende fluidum formet til å passe til den indre konturen av røret. Alternativt kan transducer/sondesammenstillingen fastspennes til rørets ytre uten å ødelegge de indre rørvegger.

En ytterligere fordel ved den foreliggende oppfinnelse utledet fra plasseringen av begge transducere på den samme side av røret og sending av akustiske pulser mellom disse ved å la pulsene "sprette" fra den motsatte rørveggen, er økningen i den totale følsomhet for måleren. Dette resulterer effektivt i dobling av differansen mellom oppstrøms og nedstrømslydforplantriings-t id er innenfor fluidumet, mens samtidig virkningene av radielle fluidumshastighetskomponenter reduseres.

Andre synspunkter, fordeler og trekk ved den foreliggende oppfinnelse vil fremgå av nedenstående beskrivelse av den nåværende foretrukne utførelsesform. Fig. 1 er et tverrsnitt riss av primærelementet i en ultralyd-strømningsmåler konstruert ifølge den foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 er et forstørret tverrsnittriss av den akustiske transducer og lydsdndesammenstillingen i måleren ifølge fig. 1. Fig. 3 ér en skjematisk fremstilling av måleren i fig. 1, og viser en typisk variasjon i banen for en akustisk stråle mellom de to transducerne bevirket av endringer i lydhastigheter, og også bestemmende de geometriske forhold for utførelsesformen. Fig. 4 er en skjematisk fremstilling av en av transducer/sonde-sammenstillingene i måleren i fig. 1, dg som viser banen for en akustisk stråle sendt ortogonalt fra midten av transduceren. Fig. 5 er et blokkdiagram som viser den elektriske kretsen for frembringelse av et.utgangsstrømningssignal for utførelses-formen.

Fig. 6 er et tidsdiagram for utførelsesformen..

Fig. 7 er en skjematisk fremstilling av en alternativ utførelses-form som viser banen for en utsendt akustisk stråle i hvilken transducerne er plassert på motsatte sider av røret. Fig. 8 er.en skjematisk fremstilling av en annen utførelseform som har en forskjellig transducer og sondesammenstilling og viser banen for en sendt akustisk stråle.

Fig. 9 er en skjematisk fremstilling av ennu en. utførelsesform som viser banen for en utsendt akustisk stråle ved hvilken begge transducere befinner seg i en enhetlig konstruksjon.

I fig.•1 og 2 innbefatter primærelementet for en ultralyd-strålingsmåler 10 en.rørseksjon 12 og et par akustiske trans-.ducere vist generelt med henvisningstallene 14, 24 montert innenfor rørformede hus 15, 25 sveiset til den samme side av røret ved respektive oppstrøms og nedstrømsposisj6ner. Transducerne er anordnet slik at akustiske pulser generert av hver transducer forplanter seg gjennom fluidumet til den motsatte rør-, veggen hvor de reflekteres og så mottas ved den andre transduceren. Ved denne anordning beveger pulsene seg diagonalt over fluidumet langs en akustisk bane 13, og slik det er vel kjent, er en måling av differansen i bevegelsestid for de akustiske

, pulsene mellom oppstrøms og nedstrømstransducerne indikerende for fluidumshastigheten.

Hver av transducerne 14, 24 har identisk konstruksjon og følgelig vil en beskrivelse av kun en være tilstrekkelig for begge, slik den er klarere vist med henvisning til fig. 2. Den opp-strømsbeliggende akustiske transduceren 1.4 innbefatter et sylindrisk holde-element 14a som har en fast lydsonde 16 sammen-føyet med en ende av dette. Holde-elementet og lydsonden danner en integrert enhet som er tilpasset til å innføres i.huset 15 og holdes i dette mot en skulder 32. Huset munner ut sideveis

gjennom rørveggene slik at sonden strekker seg opp til grensesjiktet med det strømmende fluidum. En pakning 34 som er an-bragt over sonden avtetter mot prosessfluida. Enden av sonden tilliggende fluidumsgrensésjiktet er formet til nøyaktig å være tilpasset konturen av den indre rørveggen, for derved å gi en glatt boring av jevnt tverrsnitt i regionen hvor de akustiske pulsene går inn i og ut av røret. Et innhakk 18 er maskihert i sonden for således å reflektere en del av de genererte akustiske pulser

tilbake gjennom sonden, slik det vil bli nærmere forklart nå.

Sonden er dannet av rustfritt stål, men kan konstrueres av hvilket som helst fast materiale som er i stand til å sende akustiske pulser.

Et.piezoelektrisk krystall 20, tilpasset til å generere akustiske pulser når det eksiteres'elektrisk, er plassert innenfor holde-elementet 14a og fastspent til enden av sonden 16 fjerntliggende fra fluidumet. Således virker sonden som et mellomliggende trans- • misjonsmedium for å rette de genererte pulser inn i fluidumet med en passende vinkel for mottagelse ved nedstrømstransducer.en 24. Når akustiske pulser mottas av slike piezoelektriske krystaller, blir selvf ø.lgelig-korresponderende elektriske utgangssignaler frembragt.

For å sikre maksimum elektroakustiske omformingsvirkningsgrad mellom krystallet, som er polarisert til å frembringe skjær-bølger, og dets tilhørende sonde 16, er begge kontaktoverflater polert (lapped) og krystallet blir så fastspent mot sonden under et trykk av ca. 70,3 kg pr. cm 2.' Denne høytrykksfastspenning oppnås ved hjelp av et stempel 36 som med kraft tvinges mot krystallet innenfor holdeelementet 14A ved kombinasjonen av et stivt trykkestempel 38, en fjær 40, en anti-rotasjonspakning

4.2 og en transducerbelastningsmutter 44. For i tillegg å gjøre energioverføringen fra sonden til fluidumet størst mulig, må polariseringsplanet for skjær-bølgekrystallene være perpendikulær på sonde/fluidumgrensesjiktet. Dette sikres ved å feste krystallet til stempelet med polariseringsretningen innrettet med et nøk-kelspor 46 dannet på stempelet. Stempelet blir så riktig plassert, relativt sondenved hjelp av nøkkelspor.

Den totale transducersammenstilling 14, bestående av sonde, krystall, fastspenningsmekanisme og holdeelement, dannes således til en integrert enhet som innføres i huset 1.5 og fastspennes mot skulderen 32 ved hjelp av en låsemutter 23. Den enhetlige natur av transducersammens.tillingen muliggjør testing og ved-likehold av strømningsmåleren selv under feltforhold. Videre vil montering av transduceren på denne måte i-motsetning til integrert sveising eller på annen måte festing av sonden 16. direkte til røret forbedre ultralydsignal/støyforholdet for strøm-ningsmåleren fordi den relativt dårlige metall til metallkontakt mellom sonden og huset tillater minimal sending av akustisk støy inn i rørveggen., Følgelig ankommer mindre akustisk støy ved den andre transduceren gjennom denne rent metalliske banen.

En glatt boring-strømningsmåler som ikke har noen lommer eller fremspring kompliserer den akustiske konstruksjon. For å oppnå

den ønskede diagonale transmisjonen mellom transducerne 14, 24,

må akustiske pulser som kommer fra enten det oppstrøms anbragte piezoelektriske krystall 20 og som beveger seg gjennom lydsonden 16 eller fra det korresponderende nedstrømskrystallet 30 gjennom

lydsonden 26, støte mot sonde/fluidumsgrensesjiktet på skrå. Således må virkningene av modusomdanning og avbøyning ved dette grensesjikt tas i betraktning.

I den beskrevne utførelsesform kan falske langsgående bølger genereres innenfor sonden (dvs. modusomdanning) i tillegg til vel definerte reflekterte skjær-bølger når de utsendte skjærbølger treffer sonde/fluidumgrensesjiktet. Slike langsgående bølger kunne ufrivillig trigge utgangselektronikken i strømnirigsmåleren og medføre betydelige lydforplantningstidsfeil. For å utelukke dette problem forblir all lydengergi. innenfor sonden i skjær-

modus ved å velge en innfallsvinkel for den utsendte bølgen slik.at dén reflekterte langsgående bølgen ikke genereres (dvs.

at hvis man tar i betraktning forholdet mellom dé langsgående<p>g

skjær-lydhastigheten innenfor sonden, en innfallsvinkel ved hvilken, ifølge Snells lov, sinus av vinkelen for den uønskede reflekterte bølgen er større enn 1.)

Et vanskeligere problem å bekjempe innbefatter avbøyning av de akustiske pulser ved grensesjiktet mellom sonde og fluidum. Dette kommer av det- faktum at hvis enten lydhastigheten i metallsbnden (C ) eller i fluidumet (CT) endrer seg, slik det kan skje med endringer ii'temperatur, trykk og/eller sammensetning, vil av-bøyningsvinkelen variere hvorved frembringes en ledsagende en-dring i den akustiske banelengden. Dette er best illustrert i

fig. 3, ved hvilken den akustiske banen 13 for de opprinnelige konstruksjonsbetingelser er blitt forskjøvet (vist grafisk som banen 13A) p.gi.a. et forskjellig lydhastighetsforhold innenfor de to media. Variasjonen i. akustisk bane endrer direkte for-

plantningstiden for de akustiske pulsene mellom de to krystallene 20, 30, og er således en kilde til instrumentfeil.

Ettersom slike endringer i akustisk bane skjer på en.kjent måte, kan de tas hensyn til ved å søke hjelp i etablerte fysiske og matematiske prinsipper. Et viktig trekk ved den foreliggende oppfinnelse er følgelig tilveiebringelsen av en to-transducer-ultralydstrømningsmåler som er i stand til å frembringe tre uavhengige lydforplantningstidsmålinger som alene er tilstrekkelige til nøyaktig å karakterisere utgangsreaksjonen for måleren uan-sett variasjoner i den akustiske banen. Basisen for et slikt tre-målingssystem vil bli særlig demonstrert umiddelbart nedenfor for fjernt felt tilnærmingen av det akustiske felt (dvs. hvor .■ . den mottagende transducer langt nok fra sendetransduceren.slik. at senderen kan ansees som en punktkilde). Imidlertid må det understrekes at tre-målingsløsningen er helt og holdent generell og kan anvendes like gjerne for nærfelttilnærmingen.

Betrakter man i nærmere detalj den fysiske modell som er represen-tert ved fig. 3, kan det akustiske felt Som oppstår ved eksite - ringen av krystallet 20 tilnærmes ved hjelp av et flertall rette stråler som kommer fra midten av krystallet. For enkelhets skyld vil kun strålene i planet i fig. 3 bli tatt i betraktning. For en gitt måler som har faste geometriske forhold som definert i fig. 3, er banen for en hvilken som helst akustisk stråle som stammer fra midten av det sendende krystallet entydig definert av to parametre, nemlig innfallsvinkelen for strålen i lydsonden (f;;)^) og avbøyningsvinkelen for strålen i fluidumet (-0^) .

For to media i ro relativt hverandre, er det mulig å henføre 0^tilOm ved hjelp av Snells lov,

Hvis et media imidlertid, beveger seg relativt det andre i en retning langs deres grensesjikt, slik som når fluidum strømmer i. en føring, må Snells lov modifiseres tilsvarende,

hvor.V= strømningshastighet, og. + tegnet representerer lydforplantning henholdsvis med og mot strømningen. For en fast geometri, er derfor banen for enhver gitt akustisk stråle, dvs. enhver gitt entydig definert som en funksjon av lydhastighetene både i sonden og fluidumet, og fluidumets strømningshastighet, dvs. Selvfølgelig er tiden for strålen til å bevege seg over denne'bane også en direkte funksjon av C^, CLog V. Ettersom den akustiske pulsen for fjernfeltet består av et uendelig tall av stråler som alle har den samme funksjonsegenskap, kan transitt-tiden (T) for pulsen til å bevege seg mellom de to transducerne kan tilsvarende uttrykkes som

Fordi C M og ikke er tidligere kjent, og fordi de i realiteten kan variere over relativt store områder som derved resulterer i betydelige utgangsfeil hvis faste verdier ble antatt, er det klart fra uttrykket ovenfor for 1 at tre uavhengige akustiske målinger kreves for å oppnå en nøyaktig løsning for V på basis av kun målte størrelser. I det mest generelle tilfellet for en strømningsmåler med fast.geometri som har en gitt transducer, kan forholdet mellom de forskjellige parametre matematisk uttrykkes som følger.

Under anvendelse av matematiske teknikker, kan ligningene (5), (6) og (7) omsnues til å oppnå

som demonstrerer helt tydelig at tre uavhengige lydforplantningstidmålinger er nødvendige og tilstrekkelig til å angi strøm-ning shas ti ghe ten. Hvis man nå går tilbake til modellen vist i fig. 3, kan den akustiske oppførsel for strømningsmåleren antas å følge den for en enkelt akustisk stråle som forlater midten av oppstrøms-krystallet 20 og ankommer ved midten av nedstrømskrystallet 30 og omvendt. Selvom bestemte strålevirkninger, hvilke oppstår fra andre stråler som treffer det mottagende krystall, eksisterer, er utgangsfeil som stammer fra disse virkninger betydelig mindre enn dé som.oppstår fra endringer i den akustiske banen omtalt ovenfor. For de fleste praktiske industrielle anvendelser, er valget av den"senter-til-senter" akustiske strålemodell en gyldig forutsetning. jBanen mellom transducerne 14, 24 gjennom fluidumet frembringer-tp uavhengige akustiske målinger, dvs nedstrøms og oppstrøms-lydforplantningstider ( henholds T~dog T ) . Når oppstrøms-krystallet 20 energiseres, vil innhakket 18 reflektere en del av den utsendte strålen tilbake til det krystallet over en kjent banelengde innenfor lydsonden 16 (se fig. 4), hvorved tilveiebringes en tredje uavhengig akustisk måling, dvs. lydforplantningstiden innenfor, metallsonden (^^) • For den modell som er valgt ovenfor, kan ligningene (5), (6,) og (7) uttrykkes som

hvor

H = distansen fra indre rørvegg til midten av det piez.oelektriske krystallet D= indre rørdiameter

P = banelengde i lydsonden fra krystallet til refleksjonspunktet ved innhakket.

Slik man lett vil forstå inneholder ligningene (9), (10) og (11)

to ytterligere variabler, 0L og 0 , fra de som fremtrer i den funksjonelle form av disse ligninger, dvs. (5), (6) og (7). Imidlertid er disse to variabler ikke uavhengige', ettersom. ifølge modellen den utsendte strålen kreves til å bevege seg fra senter til senter a<y>hver av krystallene 20, 30 og må samtidig opp-

fylle Snells' lov ved faststoff/fluidumsgrensesjiktet (dvs. ligning 2). Distansen (L)projisert på røraksen mellom midtpunktene for krystallene er gitt ved

Ligningene (2) og (9) til og med (12) representerer fem uavhengige ligninger som inneholder fem ukjente og således kan løses ved. hjelp av vel etablerte metoder for å gi en hvilken som helst av de ukjente uttrykt ved de tre akustiske målinger beskrevet ovenfor og de geometriske konstanter. P.g.a komplisertheten av disse ligninger, er det umulig å oppnå et uttrykk for strøm-ningshastighet (V) i lukket analyttisk form. Man har funnet det fordelaktig å anvende en digital datamaskin for å løse disse ligninger for å etablere forholdet mellom V og de tre lydmålinger ( r^ r " C i ~*^M) • Slike datamaskinteknikker er vel-kjent for fagfolk og trenger ikke å berøres nærmere i.detalj her.

Denne beregning kan utføres."on-line" hvis strømningsmåleren innbefatter en dataprosessor med tilstrekkelig evne.. Imidlertid er det fra et kommersielt synspunkt foretrukket enten å kon-struere "off-line" en tabell av "V" verdier korresponderende med målte lydforplantningstider for<p>n-lihe oppslag, eller for å tilnærme off-line en løsning for V ved en eller annen matematisk

funksjon av ^>^u og for on-line beregning, eller for å

. tilveiebringe en viss kombinasjon av. disse off-line teknikker. I denne utførelse er de tre målte variabler innmatninger til en tilnærmet off-line løsning for strømningshastigheten som innbefatter en potensrekke ekspansjon i T^/som er gitt ved

. A og B = konstanter avhengig av geometrien av sonden

So = verdien av ^../ ^ T slik den erfares med det konstruerte

•ML'

fluidum ved den konstruerte temperatur

<=>c og = konstanter avhengig av rørstørrelsen og/eller geometrien.

Antallet av uttrykk som finnes i ovenfor nevnte ekspansjon be-stemmes av den ønskede nøyaktighet for strømningsmåleren. Som man vil se ovenfor, er ved konstruksjonsreferansebetingelser V gitt ved en enkel funksjon av de tre akustiske målinger t ,

Går man nå tilbake til operasjonen av strømningsmåleren 10,. viser fig. 5 detaljer av den elektroniske kretsen som driver primærelementet og behandler målesignalene som mottas fra dette for således å frembringe et utgangsstrømningssignal. Blokkdiagrammet i fig. 5 sammen med bølgeformene i fig. 6, hvis amplitude og tidsbasis er vist ute av målestokk i den hensikt å angi detaljer- av bølge-.formene, vil tjene til bedre forståelse av anordningens opera-sjon. Bølgeformene er identifisert ved kretspunkter i fig. 5 med korresponderende bokstavangivere (dvs. A, B, C etc).

Generelt må kretsen utføre funksjonene: (1) å eksitere transducerne, (2) å måle lydforplantningstidene, (3) å avlese verdiene av prosess og/eller geometriske parametre, (4) å utføre et antall standard aritmetriske operasjoner, og (5) å generere et utgangsstyresignal som er hensiktsmessig for prosess-styrings-anvendelser (f.eks. 4-20ma). Selvom teknikken, overmettet med analoge teknikker for å utføre disse funksjoner, slik det kan sees fra US-patentene nr. 3.727.454, 3.731.532 og 3.738.169

som det er henvist til ovenfor, har man funnet fordelaktig å anvende digitale behandlingsteknikker for den ønskede signal-

håndtering. Særlig for denne utførelsesform anvendes et mikro-prosessor -systera;av den type som er kommersielt tilgjengelig fra INTEL under>modell nr. 8085. Det er vel kjent for gjennom-snittsfagmannen.å programmere slike mikroprosessorsystemer for å utføre trinnene som angitt ovenfor. Videre er bruken av en programmerbar digital prosessor blitt beskrevet for anvendelse med en ultralydstrømningsmåler av den generelle type omtalt her -i US-patent nr. 3.918.304, til hvilket det herved

skal henvises.

Ved drift leverer en digital prosessor 50 en 0,5 millisekunders ladningspuls. 60 (bølgeform A) til en lade/tennkrets 51. Lade/ . tennkrets.en lader sakte oppstrømskrystallet 20 til ca. 40 volt. En styrt silisiumlikeretter 52 blir så styrt av lade/tennkretsen som bevirker krystallet til å bli utladet gjennom likeretteren 52 i løpet av 10 nanosekunder eller mindre. Denne hurtige utladning tvinger krystallet til å generere en akustisk puls og også å frembringe en negativt gående nål-puls 61 på inngangen av en komparator 5 3 (bølgeform E). Dette åpner i sin tur en tidsstyreport 54 slik at en teller 56 som drives av en 100 MHz

klokke 55 styres fra tidsstyreporten begynner å telle.

Som vist i bølgeform C i fig. 6, mottas en typisk akustisk ekkopuls 6 2 tilbake ved oppstrømskrystallet 20, 30 mikrosekunder etter utladningen av krystallet. P.g.a. geometrien av lydsonden .16, vil denne hendelse alltid inntreffe mindre enn 50 mikrosekunder fra utladningen av krystallet. Således ignorerer tidsstyreporten 54 på kommando fra den digitale prosessoren 50 enhver tilstandsendring for komparatoren 53 som skjer innenfor 50 mikrosekunders perioden etter utladningen av oppstrømskrystal-let..

Telleren 56 fortsetter å telle inntil en akustisk puls mottas ved nedstrømskrystallet 30, som angitt med henvisningtallet 63 for bølgeform D. Som også vist i bølgeform E dg F, vil komparatoren 53 kun drives til sin høye tilstand av pulser hvis amplitude overskrider et forutbestemt terskelnivå "H", for derved å hindre komparatoren i å settes av falske pulser som stammer fra refleksjoner innenfor røret 12 og sonden 16. På den annen side, så snart komparatoren settes,, må en puls krysse null for å slette komparatoren.- Tidsbes temmelsen for null-kry ss ingen er mer nøyaktig enn tidsbestemmelsen for et nivå på en syklus for pulsen fordi signalamplitudevariasjoner kan inntreffe.

Ettersom pulsen 63 mottas av nedstrømskrystallet 30 mer enn 50. mikrosekunder etter tenning av oppstrømskrystallet 20, blir både komparatoren 53 og tidsstyreporten 54 slettet, 'hvorved telleren 56 blokkeres. Antallet tellinger som registreres.av telleren mates :så til den digitale prosessoren 50 for lagring.. Antallet tellinger representerer tiden for lydforplantning fra oppstrømsbølgegeneratoren til hedstrømsgeneratoren (T^).

Etterat denne syklus er fullført, iverksetter den digitale prosessoren 50 på en tilsvarende måte en lade/tenne prosess foruTiedstrømskrystallet 30, dvs. en 0,5 millisekunders puls mates til en nedstrøms lade/tennkrets 151 som lader og så plut-selig bevirker utladning av krystallet 30 gjennom en tilhørende styrt silisiumlikeretter 152, for derved å tvinge krystalle.t

til å generere en akustisk puls. Påny blir en ekkopuls -64 (bølgeform D) som mottas tilbake ved nedstrømskrystallet igno-rert av tidsstyreporten 54 fordi den inntreffer innenfor 50 mikrosekunder etter utladningen av nedstrømskrystallet. Når en akustisk puls 65 (bølgeform C) endelig mottas ved oppstrøms-krystallet 20, blir innholdet av telleren 56 avlest av den digitale prosessoren for å gi en måling av lydforplantningstiden -( T ) oppstrøms.

Som vist i fig. 5 og fig. 6 ved bølgeform E, blir utmatningéne fra begge krystaller påtrykket et summeringsnettverk 57 og mates så til komparatoren 53'. Selvom kombinasjonen av bølgeformene øker noe komplisertheten med å skjelne de passende pulser for åpning og blokkering av tidsstyreporten 54, eliminerer en enkel komparator behovet for nøyaktig, tilpasning av de elektriske forplantningsbaner som ville kreves hvis flere komparatorer ble anvendt. Forskjellige komparatorer og deres tilhørende

tidsstyrekrets har ulike totale forsinkelsestider og differansen i totale forsinkelsestider kan være i tiendedeler av et nanosekundområde. Ettersom differansen i lydforplantningstider

(dvs. Tu~Tg-) som anvendes i strømningsberegningene også kan være i nanosekundområdet, kan man se at bruken av flere komparatorer ville innføre betydelig med feil såfremt ikke nøyaktig tilpasning ble anvendt.

Ettersom differansen i lydforplantningstider ('"tu~'"^) ma kjennes nøyaktig, gjentas oppstrøms/nedstrømsmålesyklusen og det tas et gjennomsnitt over et fast antall tider. (400 par målinger) før det foretas en måling av lydforplantningstid i me-tallson-den (^f/j) • Etter at disse faste par av målinger er foretatt,

vil den digitale prosessoren 50 åpne tidsstyreporten 54 til

å reagere på et signal som følger utladningen av oppstrøms-krystallet 20'med mindre enn 50 mikrosekunder, mens pulser som opptrer mer enn 50 mikrosekunder etter utladning (f.eks. pulsen som mottas ved nedstrømskrystallet 30) ignoreres.

Fordi digitale målinger involverer en oppløsning av en klokke-syklus (dvs. 10 nanosekunder i den beskrevne utførelsesform)

og fordi som nevnt differansen i lydforplantningstider også

kan være i nanosekundsområdet, har man funnet det ønskelig å anvende tidsintervallsgjennomsnittsdannelse for ytterligere å forbedre oppløsningen og nøyaktigheten for strømningsmåleren. Slike teknikker som involerer statistisk gjennomsnittsdannelse over mange gjentatte målesykluser, er vel kjent i teknikken.

Det henvises til Hewlett/Packard Application Notes 162-1 for ytterligere omtale av dette emne.

Etter de forskjellige målesykluser, har den digitale prosessoren 50 således lagret i seg en måling av lydflukttiden oppstrøms,

lydflukttiden nedstrøms og lydflukttiden innenfor sonden. I tillegg blir forskjellige prosessparametre, slik som null og spenn sammen med de geometriske parametre for måleren (f.eks. høyde og posisjon av transducerne, rørdiameter etc.) tilført som innmatninger til prosessoren. Deretter, ved enkle direkte aritmetiske operasjoner, blir de forskjellige parametre og målte verdier tilpasset til å bli kombinert, (slik som eksemplifisert ved ligning (13)) ved hjelp av prosessoren for å frembringe et digitalt strømningssignal proporsjonalt med' hastigheten.

Denne digitale verdi omformes til et korresponderende analogt signal ved hjelp av en digital/analog omformer 58 for å frembringe et utgangssignal forenelig med industrielle styrings-krav, f.eks. 4-20 mal . Utgangssignalet mates så til en jord-isolator 59 som kan ha form av en pulstransformator for å

sikre at jord for den tilknyttete prosess-styrer ikke er bundet til jord for strømningsmåleren.

Plassseringen av de to. transducerne på den samme siden av røret har den ønskede virkning ved i alt vesentlig å eliminere følsomheten for måleren overfor radielle fluidumshastighetskomponenter i planet, i fig. 3, mens dens følsomhet overfor aksiell-strømning, samtidig dobles. Utgangsfeil • som stammer fra radiell strømning kan være betydelig, særlig når transducerne er plassert nær albuer eller andre tilsvarende områder for. strømningsforstyrrelse.

Når en enkelt målesyklus defineres ved å sende akustiske pulser fra en transducer over til den motsatte rørveggen og tilbake over fluidumet til den andre transduceren, slik- som i den foreliggende strømningsmåler, er det klart at for et konstant ra-dielt strømningsmønster langs den aksielle retning vil summering av, disse to bevegelsesbaner kansellere vektorkomponentene for den radielle strømning. Denne "sprette" teknikk har den ytterligere fordel i å doble forplantningstidene for pulsene innenfor fluidumet, og enda mer viktig doble forskjellen i lydforplantningstider . Ettersom forskjellen i lydforplantningstid er direkte proporsjonal med rørdiameteren, har en "sprette" strømningsmåler avgitt diameter to ganger følsomheten overfor aksiell strømning som en måler av sammenlignbar størrelse hvor transducerne er plassert på motsatte sider av røret.

Selvom oppfinnelsen er blitt beskrevet i detalj m.h.t. et spesielt illustrerende eksempel som involverer et brytningsmålé-system hvor utmatningen er upåvirket av variasjoner i akustisk bane, kan de oppfinneriske trekk angitt ovenfor likegjerne anvendes på normal injeksjon (dvs. ikke-brytende)målere for å oppnå en strømningshastighet uavhengig av endringer i lydhastighetene i fluidumet og lydsonden. Ytterligere modifikasjoner kan være mulige slik som eksemplifisert ved fig. 7, hvor trans ducerne er vist i skjematisk form montert på diagonalt motsatte rørvegger. Denne konfigurasjon kan være å foretrekke i visse fluidums anvendelser hvor strømningen er uforstyrret for flere rørdiametre. Ikke desto mindre vil ultralydmålirigen og Signal-' behandlingen som omtalt ovenfor vedrøre denne transduceranord-ning.

Fig. 8 og 9 viser andre - mulige, modifikasjoner som er relatert til konstruksjonen som inneholder transducerne og teknikkene

for å utlede en måling av lydforplantningstid innenfor den konstruksjonen. I fig. 8 er det piezoelektriske krystallet skjematisk vist å være festet til dét ytre av en avkortet py-' ramidekonstruksjon, idet den akustiske banen innenfor konstruksjonen er definert uten bruk av refleksjonsinnhakk eller lignende.

Fig. 9 viser et enhetlig hus for begge transducere i hvilke den akustiske banen for måling av lydforplantningstider i. huset etableres mellom de to transducerne i motsetning til å bli utledet fra en refleksjon tilbake til den sendende transduceren som i tidligere eksempler.

I tillegg har alle foregående eksempler vist transducerhus som er sveiset eller på annen måte integrert sammenføyet med røret. Imidlertid kan behandlings/måleteknikkene ifølge den. foreliggende oppfinnelse iverksettes like godt ved hjelp av.transducerhus/ lydsondesammenstillinger som er fastspent i posisjon til det ytre av et rør, for derved å forenkle installasjon og vedlike-hold innenfor et prosessfelt.

Forskjellige andre modifiserte anordninger vil være innlysende for fagfolk på basis av ovenfor detaljerte beskrivelse. Følgelig skal det reelle omfanget av oppfinnelsen ikke.være begrenset av disse spesielle illustrerende eksempler:

Claims (33)

1. Ultralydstrømningsmåler for måling av et f.luidum som strømmer innenfor en ledning, karakterisert ved første og andre transducermidler festet til nevnte ledning ved langsgående adskilte posisjoner for sending og mottagelse av akustiske pulser, idet nevnte transducermidler innbefatter respektive lydtransmisjonsmidler anordnet til å rette akustiske pulser fra et av transducermidlene til det andre gjennom nevnte fluidum langs en lydbane som innbefatter nevnte transmisjonsmidler og nevnte fluidum, signalgenereringsmidler koblet til nevnte transducermidler for frembringelse av en første transmisjon av en akustiske pulser fra nevnte første til nevnte andre transducermiddel og så en andre transmisjon av akustiske pulser fra nevnte andre til nevnte førsté transducermiddel langs nevnte lydbane, midler som definerer innenfor nevnte lydtransmisjonsmidler minst en akustisk bane av kjent lengde av hvilken en del av nevnte første transmisjon forplanter seg, idet nevnte transducermidler frembringer utgangssignaler som svar på mottatte akustiske pulser korresponderende med lydf orplantningstider iangs nevnte lydbane mellom.nevnte første og andre transducermidler og-omvendt og langs nevnte akustiske, bane innenfor nevnte lyd-transmis jonsmidler , midler som kan opereres, med nevnte signalgenereringsmidler for måling av nevnte lydforplantningstider, idet nevnte målte lydforplantningstider er tilpasset til å bli kombinert i overensstemmelse med kjente, fysiske- prinsipper for å oppnå en måling av strømningshastighet uavhengig av endringer i lydhastigheter i nevnte fluidum og i nevnte lydtransmisjonsmidler.

2. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert ved at den indre overflaten av nevnte ledning danner én glatt boring'av jevnt tverrsnitt ved minst grensesjiktet mellom nevnte' strømmende fluidum og nevnte lydtransmisjonsmidler hvor akustiske pulser går inn i og går ut av nevnte ledning, idet nevnte transmisjonsmidler er anordnet til å rette akustiske pulser langs en avbøyet bane som varierer avhengig av forholdet mellom lydhastighetene i nevnte transmisjonsmidler og nevnte fluidum, og idet nevnte måling av strømningshastighet er uavhengig av endringene i nevnte avbøyde bane.

3. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert ved at nevnte transducermidler er plassert på samme side av nevnte ledning.

4. Apparat som angitt i.krav 3, karåkterisert. ved at akustiske pulser som utsendes av nevnte første transducermiddel forplanter seg gjennom nevnte fluidum til den motsatte veggen av nevnte ledning ved hvilket punkt de reflekteres ■ i for således å bli mottatt ved nevnte andre transducer, hvorved følsomheten for nevnte strømningsmåler overfor radielle hastig-hetskomponenter av det strømmende fluidum i alt vesentlig elimineres, mens dets følsomhet overfor aksielle strømning samtidig dobles .

5. Apparat som angitt i krav 1, karakterisert ved at nevnte transducermidler er plassert på motsatte sider av nevnte ledning.

6. Apparat som angitt i krav 2, karakterisert ved to rørformede hus sveiset på nevnte, ledning for mottagelse av respektive transducermidler,.idet nevnte hus munner ut sideveis gjennom de indre overflater av nevnte ledning. .

7. Apparat som angitt i krav 6, karakterisert ved at hvert av transducermidlene omfatter: en sylindrisk metallsonde montert i nevnte hus slik at en ende av nevnte sonde danner grensesjikt med nevnte strømmende fluidum, og at ultralydgenereringsmiddel, tilpasset når det energiseres elektrisk til. å frembringe akustiske pulser, er fast spent til den andre enden av nevnte sonde.

8.. Apparat som angitt i krav 7, karak' térisert ved at nevnte ultralydgenereringsmiddel omfatter et piezoelektrisk krystall polarisert til å frembringe ultralyd-skjærbø.lger, idet kontaktoverflåtene mellom nevnte krystall og nevnte sonde er polert, (lapped) og idet nevnte sonde og nevnte krystall holdes i posisjon under høyt trykk for å gjøre den elektroakustiske omdannel.sesvirkningsgrad mellom disse, størst mulig.

9. Apparat som angitt i:krav 8, karakterisert ved et stivt, gjenget element hvormed nevnte sonde monteres i nevnte hus og anordnet til å påføre store krefter på nevnte krystall.

10. Apparat som angitt i krav 9, karakterisert ved fjærmiddel koblet til nevnte gjengede element for o <p> prettholdelse av en relativt konstant kraft på nevnte krystall over store temperaturområder.

11. Apparat som angitt i krav 7, karakterisert ved at nevnte ene ende av nevnte sonde er formet til å tilpasses konturen av innerveggen av nevnte ledning.

12. Apparat som angitt i krav 7, karakterisert ved- at nevnte sonde innbefatter et innhakk tillliggende nevnte ene ende for reflektering av en del av nevnte første transmisjon '.tilbake til nevnte ultralydgenereringsmiddel.

13. Apparat som angitt i krav 2, karakterisert ved at nevnte transducermidler er tilpasset til å generere akustiske pulser i skjærmodus når de energiseres elektrisk.

14. Apparat som angitt i krav 13, karakterisert ved at nevnte lydtransmisjonsmidler er anordnet til å rette nevnte genererte akustiske pulser i en innfallsvinkel mot grensesjiktet med nevnte fluidum slik at all akustisk energi innenfor nevnte lydtransmisjonsmidler forblir i skjærmodusen.

15. Ultralyds.trømningsmåler for måling av hastigheten i et fluidum som strømmer i en ledning, karakterisert • ved første og andre elektroakustiske transducermidler fe-stet til samme side av nevnte ledning ved posi-sjoner adskilt i langsgående retning, hvor tverrsnittsarealet av nevnte ledning opprettholdes jevnt i regionen hvor transducermidlene er festet, idet nevnte transducermidler innbefatter respektive piezoelektriske krystaller for frembringelse av akustiske pulser når de energiseres elektrisk, idet nevnte transducermidler ytterligere innbefatter respektive lydtransmisjonsmidler koblet til nevnte krystaller og anordnet til å rette akustiske pulser fra et av nevnte transducermidler til det andre av nevnte transducermidler langs en avbø yd bane som har en variabel lengde som er avhengig av forholdet mellom lydhastighetene i nevnte .transmisjonsmidler og nevnte fluidum, signalgenereringsmidler koblet til nevnte piezpelektriske krys taller for frembringelse av en første transmisjon av akustiske ■pulser fra nevnte første til nevnte andre transducermiddel og så en andre transmisjon av akustiske pulser fra nevnte andre til nevnte første transducermiddel langs nevnte avbøyde barte , midler som definerer innenfor nevnte lydtransmisjonsmidler en fast bane av kjent lengde langs hvilken en del av nevnte første transmisjon forplanter seg, idet nevnte faste bane er plassert kun i nevnte lydtransmisjonsmidler av nevnte første transducer, idet nevnte første transducermidler frembringer to utgangssignaler som svar for mottatte akustiske.pulser, hvor et korresponderer med lydforplantningstiden mellom nevnte andre og nevnte første transducermiddel, og det andre korresponderer med lyclforplantnings-tidén langs nevnte faste bane, og idet nevnte andre transducermiddel frembringer et utgangssignal som svar på en mottatt akustisk puls som korresponderer med lydforplantningstiden mellom-nevnte første.og andre transducermiddel, elektroniske kretsmidler som kan opereres med nevnte signalgenereringsmidler for måling av hver av.nevnte lydforplantningstider, idet hver av nevnte målte lydforplantningstider er tilpasset til å bli kombinert i overensstemmelse med kjente fysiske prinsipper for å oppnå en måling av fluidumshastighet uavhengig av endringer i nevnte avbøyde bane og endringer i lydhastig- . hetene i nevnte fluidum og nevnte lydtransmisjonsmidler.

16. Apparat som angitt i krav 15, karakterisert ved at nevnte faste bane defineres av reflekterende midler som bevirker nevnte del av nevnte første transmisjon tii å returnere til nevnte krystall i nevnte første transducermiddel.

17.. Apparat som angitt i krav 15, karakterisert ved at nevnte faste bane defineres av reflekterende midler som bevirker' nevnte del av nevnte første transmisjon til å an- komme ved nevnte krystall av nevnte andre transducermiddel..

18. Apparat som angitt i krav 15, karakterisert ved at nevnte elektroniske kretsmiddel innbefatter: summeringsmidler koblet til nevnte transducermidler for å kom-, binere nevnte utgangssignaler på en enkelt utgangslinje, og en komparator som mottar nevnte kombinerte utgangssignaler og frembringer triggersignaler kun når et inngangssigrial av forutbestemt polaritet mottas som overskrider et forutbestemt terskelnivå og sålenge som nevnte inngangssignal opprettholder nevnte polaritet.

19. Apparat som angitt i krav 18, karakterisert ved at nevnte elektroniske kretsmiddel ytterligere innbefatter: en teller, tidsstyrekretsmidler som mottar nevnte triggersignaler, signalprosessormidler som frembringer, styresignaler til nevnte tidsstyrekretsmidler for selektivt å åpne og blokkere nevnte teller for å tilveiebringe en måling av lydforplantningstidene. mellom nevnte første <p> g andre transducermiddel og omvendt og langs nevnte faste bane.

20. Apparat som angitt i krav 19, karakterisert ved at nevnte målte lydforplantningstider lagres i nevnte signalbehandlingsmidler, idet nevnte signalbehandlingsmidler også innbefatter lagrede data som korresponderer, med geometriske parametre og prosessparametre, idet nevnte prosessormidler kombinerer nevnte målte tider med nevnte parametre for å frembringe et utgangssignal proporsjonalt med fluidumshastighet uavhengig av endringer i nevnte avbøyde bane og av endringer i lydhastighetene i nevnte fluidum og nevnte lydtransmisjonsmidler.

21. Fremgangsmåte for måling.av hastigheten i et fluidum som strømmer innenfor en ledning, karakter i :s ert ved: å generere akustiske pulser ved respektive første og andre transducermidler for forplantning tilbake og frem mellom disse gjennom nevnte fluidum, å rette en første transmisjon av akustiske pulser ved hjelp av lydtransmisjonsmidler fra nevnte første til nevnte andre transducermiddel og en andre transmisjon fra nevnte andre til nevnte første transducermiddel, idet nevnte transmisjoner er rettet mellom nevnte transducermidler langs en lydbane innbefattende nevnte lydtransmisjonsmidler og nevnte fluidum, å føre en del av nevnte første transmisjon langs minst en akustisk bane av kjent lengde, innenfor nevnte lydtransmisjonsmidler, å frembringe ved hjelp av nevnte første og andre transducermidler som ■ svar på.mottatt akustiske pulser utgangssignaler korresponderende med lydforplantningstider langs nevnte lydbane mellom nevnte første og andre transducermidler og omvendt og langs nevnte •akustiske bané innenfor nevnte lydtransmisjonsmidler, å kombinere nevnte utgangssignaler korresponderende med nevnte lydf orplantningstider i overensstemmelse med k.jénté fysiske prinsipper for å oppnå en måling av strømningshastighet uavhengig av endringer i lydhastigheter i nevnte fluidum og i nevnte lydtransmisjonsmidler.

22. Fremgangsmåte som angitt i krav 21, karakterisert ved at inneroverflaten av ledningen danner en glatt boring av jevnt tverrsnitt ved minst, grensesjiktet mellom nevnte strøm-mende fluidum og nevnte lydtransmisjonsmidler hvor akustiske pulser går inn i og ut av nevnte ledning, idet nevnte transmisjonsmidler er anordnet til å rette akustiske pulser langs en av-bøyet bane som varierer avhengig av forholdet mellom lydhastigheter i nevnte transmisjonsmidler og nevnte fluidum, og idet nevnte måling av strømningshastighet er uavhengig av endringer i nevnte.avbøyde bane.

23. Fremgangsmåte som angitt i krav 21, karakterisert ved at nevnte transducermidler er plassert på samme side av nevnte ledning.

24. Fremgangsmåte som angitt i krav 23, kar akter i is er t ved trinnene å rette nevnte første transmisjon ;ay akustiske pulser gjennom nevnte fluidum til den motsatte veggen av nevnte ledning og reflektere nevnte pulser fra nevnte motsatte vegg for mottagelse av nevnte andre transducer, hvorved følsomheten av den målte hastighet overfor radielle komponenter av det strømmende fluidum i alt vesentlig elimineres mens.samtidig føl-somheten overfor aksielle strømningskomponenter dobles..

25.. Fremgangsmåte som angitt i krav 21, karakterisert ve d at nevnte transducermidler er plassert på motsatte sider av nevnte ledning.

26. Fremgangsmåte som angitt i krav 21, karakterisert , ved at nevnte transducermidler omfatter en metallsonde og et piezoelektri.sk krystall tilpasset til å frembringe ultralyd-skjærbølger fastspent til nevnte sonde.

27. Fremgangsmåte som angitt i krav 26, innbefattende trinnene å montere nevnte sonde i et hus å påfø re store krefter på nevnte krystall innenfor nevnte hus.

28. Ultraly-dstrømningsmåler for måling av. hastigheten av et fluidum som strømmer innenfor en ledning, . karakterisert v :e d første og andre transducermidler festet til nevnte ledning ved langsgående adskilte posisjoner for sending og mottagning av akustiske pulser, idet nevnte transducermidler innbefatter respektive lydtransmisjonsmidler anordnet til å rette akustiske pulser fra et av nevnte transducermidler til det andre gjennom nevnte fluidum langs en avbøyd bane som varierer avhengig.av forholdet mellom lydhastigheten i nevnte transmisjonsmidler og nevnte fluidum, •signalgenereringsmidler koblet til nevnte transducermidler for frembringelse av en første transmisjon av akustiske pulser fra nevnte første til nevnte andre transducermiddel og så en andre transmision av akustiske pulser fra nevnte andre til nevnte første transducer--1 middel langs nevnte avbøyde bane, midler som definerer innenfor nevnte- lydtransmisjonsmidler en fast bane av kjent lengde langs hvilken en del av nevnte første transmisjon forplanter seg, idet nevnte transducermidler frembringer utgangssignaler som svar på mottatte akustiske pulser som korresponderer med lyd.forplantningstider langs nevnte avbøyde bane melloiri nevnte første og nevnte andre transducermidler og omvendt og langs nevnte faste bane, midler som kan opereres med nevnte signalgenereringsmidler for måling av nevnte lydforplantningstider, idet nevnte målte lydforplantningstider er tilpassert til å bli kombinert i overensstemmelse med kjente fysiske prinsipper for å oppnå en måling av.fluidumshastighet uavhengig av endringer i nevnte avbøyde bane og av endringer i lydhastigheter i nevnte fluidum og i nevnte lydtransmisjonsmidler.

29. Apparat som angitt i krav 28, karakter i s_er t ved at de indre overflatene av nevnte ledning oppviser en glatt boring av jevnt tverrsnitt ved minst regionen hvor akustiske pulser går inn i og ut av nevnte ledning..

30. Apparat som angitt i krav 28, karakterisert ved at nevnte transducermidler er plassert på den samme siden av nevnte ledning.

31. Apparat som angitt i krav 28, karakterisert v ed at nevnte tranducermidler er plassert på motsatte . sider av nevnte ledning.

32. Apparat som angitt i krav 28, karakterisert ved to rørformede hus sveiset til nevnte ledning for mottagelse av respektive transducermidler, idet nevnte hus munner ut sideveis gjennom de indre overflater av nevnte ledning.

33. Apparat som angitt i krav 32, karakterisert v e d at hver - av nevnte, transducermidler omfatter: en sylindrisk metallsonde montert i nevnte hus slik at en ende av nevnte sonde danner grensesjikt med nevnte strømmende fluidum, og ultralydgenereringsmiddel tilpasset når det ener-giséres elektrisk til å frembringe akustiske pulser og fastspent til den andre enden av nevnte sonde.