DD283221A5 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR ELIMINATING FAULT SIGNALS IN ULTRASONIC RUN TIME MEASUREMENTS - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Eliminierung von Stoersignalen bei Ultraschall-Laufzeitmessungen. Anwendungsgebiet ist die Laufzeitmessung unter Bedingungen, bei denen mit Sicherheit ein Empfangssignal auftritt, mit Stoersignalen gerechnet werden musz und die Laufzeit ueber eine Mittelwertbildung bestimmt werden kann. Ziel der Erfindung ist die Erweiterung des Einsatzgebietes von Ultraschall-Laufzeitmeszgeraeten. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Ultraschall-Laufzeitmessungen auch beim Vorhandensein von Stoersignalen mit Signalamplituden in der Groeszenordnung des Ultraschall-Empfangssignales erfolgreich einzusetzen. Die erfindungsgemaesze Schaltungsanordnung bewirkt, dasz ueber einen Zeitraum eingehende Signale geordnet werden und mit einer vorgegebenen Variationsbreite vom Groesztwert ein Auswertebereich definiert wird und ueber die im Auswertebereich liegenden Signale eine Mittelwertbildung erfolgt.{Ultraschall-Laufzeitmessung; Stoersignaleliminierung; Empfangssignal; Mittelwertbildung; Einsatzerweiterung; Ultraschall-Laufzeitmeszgeraete; grosze Stoersignalamplituden; Auswertebereich; Variationsbreite}The invention relates to a circuit arrangement for the elimination of interference signals in ultrasonic transit time measurements. Field of application is the transit time measurement under conditions in which with certainty a received signal occurs, with disturbing signals musz be calculated and the running time can be determined by averaging. The aim of the invention is the extension of the field of application of ultrasonic transit time measuring devices. The invention has for its object to use ultrasonic transit time measurements successfully even in the presence of interference signals with signal amplitudes in the large order of the ultrasonic received signal. The circuit arrangement according to the invention has the effect that incoming signals are arranged over a period of time and an evaluation range is defined with a predetermined range of variation of the maximum value and a mean value is formed over the signals lying in the evaluation range. Stoersignaleliminierung; Received signal; Averaging; Use extension; Ultrasonic Laufzeitmeszgeraete; large interference signal amplitudes; evaluation range; Variation}
Description
Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Eliminierung von Störsignalen bei Ultraschall-Laufzeitmessungen. Sie ist bei Ultraschall-Laufzeitmessungen einsetzbar, bei denen auf Grund einer definiert installierten Meßstrecke mit Sicherheit ein Empfangssignal auftritt, z.B. bei Ultraschall-Durchflußmessungen nach dem Laufzeitverfahren. Weiterhin müssen die dynamischen Anforderungen an die Messung es zulassen, daß die Laufzeit durch Mittelwertbildung über eine Meßreihe zu bestimmen ist.The invention relates to a circuit arrangement for the elimination of interference signals in ultrasonic transit time measurements. It can be used in ultrasonic transit time measurements, in which due to a defined installed measuring path with certainty a reception signal occurs, e.g. in ultrasonic flow measurements according to the transit time method. Furthermore, the dynamic requirements for the measurement must allow the transit time to be determined by averaging over a series of measurements.
Bekannte Lösungen zur Unteruindung des Einflusses von Störsignalen bei Ultraschall-Laufzeitmessungen beruhen auf der Regelung der Empfängerverstärkung und/oder der Triggerschwelle und/oder der Sendesignalamplitude in Abhängigkeit von der Zeit oder in Abhängigkeit vom Störpegel oder in Abhängigkeit von der Anstiegsgeschwindigkeit der Empfangsamplitude. Derartige Lösungen sind in den Schriften DD-WP 240081 und DE-OS 3144087 beschrieben.Known solutions for the suppression of the influence of interference signals in ultrasonic transit time measurements are based on the control of the receiver gain and / or the trigger threshold and / or the transmission signal amplitude as a function of time or in dependence on the noise level or in response to the slew rate of the reception amplitude. Such solutions are described in the publications DD-WP 240081 and DE-OS 3144087.
Diese Lösungen versagen allerdings, wenn die Amplituden der Störsignale die des Ultraschall-Empfangssignales erreichen bzw. überschreiten. Dadurch ist die Einsatzmöglichkeit von Ultraschall-Laufzeitmessungen beim Vorhandensein genügend starker Störschallquellen eingeschränkt.However, these solutions fail when the amplitudes of the interfering signals reach or exceed those of the ultrasonic received signal. As a result, the use of ultrasonic transit time measurements is limited in the presence of sufficiently strong noise sources.
In der DE-OS 2916519 wird ein Verfahren zur Ausblendung von Störsignalen bei der Ultraschallprüfung beschrieben. Dabei handelt es sich um Störsignale, deren Amplituden die des Empfangssignales erreichen. Das Verfahren macht von einem Soll-/ Istwertvergleich Gebrauch. Sein Nachteil besteht darin, daß es gewisse Vorinformationen über den Meßwert benötigt, die z. B. bei Ultraschall-Durchflußmessungon nach dem Laufzeitverfahren nicht gewonnen werden können, da hier das Ausbereitungsmedium in der Meßstrecke einen wesentlichen Einfluß ausübt. Die Einsatzmöglichkeit dieses Verfahrens ist also ebenfalls beschränkt (Prüfung geometrischer Abmessungen).In DE-OS 2916519 a method for the suppression of interference signals in the ultrasonic testing is described. These are interference signals whose amplitudes reach those of the received signal. The method makes use of a setpoint / actual value comparison. Its disadvantage is that it requires certain preliminary information about the measured value, the z. B. in Ultraschalldurchflußmessungon after the transit time method can not be obtained, since here the Ausbereitungsmedium exerts a significant influence in the test section. The application of this method is therefore also limited (testing geometric dimensions).
Ziel der Erfindung ist die Erweiterung des Einsatzgebietes von Ultraschall-Laufzeitmeßgeräten.The aim of the invention is the extension of the field of use of ultrasonic Laufzeitmeßgeräten.
Die Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Anordnung zur Eliminierung von Störsignalen bei Ultraschall-Laufzeitmessungen, die auch beim Vorhandensein von Störsignalen mit Signalamplituden in der Größenordnung des Ultraschall-Empfangssignales zuverlässige Meßergebnisse liefert. Dabei wird vorausgesetzt, daß bei jeder Einzelmessung ein Empfangssignal vorhanden ist, bei einigen Einzelmessungen jedoch Störsignale vor dem Eintreffen des Empfangssignales registriert werden.The object of the invention is to provide an arrangement for the elimination of interference in ultrasonic transit time measurements, which provides reliable measurement results even in the presence of interference signals with signal amplitudes on the order of the ultrasonic received signal. It is assumed that there is a received signal for each individual measurement, but for some individual measurements, interference signals are registered before the arrival of the received signal.
Die Erfindung geht aus von einer Schaltungsanordnung, bestehend aus Ultraschallsender mit Sendeverstärker und Ultraschallempfänger mit Empfangsverstärker an einer Sendesteuerung zur Bildung von Laufzeitimpulsen, aus einem Laufzeitzähler mit Zeitbasis zur Ermittlung von Laufzeitwerten, aus einer Ablaufsteuerung mit Meßwertezähler und einem ersten Speicher zur Abspeicherung einer durch den Meßwertezähler festliegenden Anzahl von Laufzeitwerten. Erfindungsgemäß ist der erste Speicher zur Abgabe der ungeordneten Laufzeitwerte mit einer ersten Recheneinheit verbunden, wobei die Adressen des ersten Speichers über einen Adressenmultiplexer, dessen Steuereingang mit dem Übertrag des Meßwertezählers und dem Freigabeeingang der ersten Recheneinheit verbunden ist, mit dem Zählerstand des Meßwertezählers und den Adressen der ersten Recheneinheit verbunden sind.The invention relates to a circuit arrangement consisting of ultrasonic transmitter with transmit amplifier and ultrasonic receiver with receive amplifier on a transmission control for the formation of transit time pulses from a runtime counter with time base for determining transit time values from a sequence control with Meßwertezähler and a first memory for storing a by the Meßwertezähler fixed number of runtime values. According to the invention, the first memory for outputting the unordered propagation time values is connected to a first arithmetic unit, the addresses of the first memory being connected to the counter reading of the measured value counter and the addresses via an address multiplexer whose control input is connected to the carry of the measured value counter and the enable input of the first arithmetic unit the first computing unit are connected.
Die erste Recheneinheit ist zur Abgabe geordneter Laufzeitwerte mit einem zweiten Speicher verbunden, der ein Übernahmesignal von der ersten Recheneinheit erhält und dessen Adressen Ober einen Adressenmultiplexer mit den Adressen der ersten Recheneinheit, den Adressen eines Vergleichers und den Adressen einer dritten Recheneinheit verbunden sind und der zur Abgabe geordneter Ln^fzeitwerte mit einer zweiten Recheneinheit, dem Vergleicher und der dritten Recheneinheit verbunden lot.The first arithmetic unit is connected to the output of ordered runtime values to a second memory, which receives a transfer signal from the first arithmetic unit and whose addresses are connected via an address multiplexer with the addresses of the first arithmetic unit, the addresses of a comparator and the addresses of a third arithmetic unit and the Dispensing ordered Ln ^ fzeitwerte with a second arithmetic unit, the comparator and the third arithmetic unit connected lot.
Die erste Recheneinheit ist zur Abgabe einer Fertigmeldung mit der zweiten Recheneinheit, dem Vergleicher und dem Adressenmultiplexer verbunden. Der Vergleicher ist zur Übernahme des Bezugswertes mit der zweiten Recheneinheit verbunden.The first arithmetic unit is connected to the delivery of a finished message with the second arithmetic unit, the comparator and the address multiplexer. The comparator is connected to the acquisition of the reference value with the second arithmetic unit.
Der Vergleicher ist zur Abgabe eines Vergleichstaktes mit einem Vor-Rückwärtszähler und zuKAbgabe des binären Vergleichsergebnisses mit dem Adressenmultiplexer, der dritten Recheneinheit und dem Anzeigespeicher verbunden. Der Vor-Rückwärtszähler ist zur Abgabe seines Zählerstandes mit dem Anzeigespeicher und zur Weiterleitung des Übertrages rückwärts mit der drit.en Recheneinheit und der Ablaufsteuerung verbunden.The comparator is connected to the address multiplexer, the third arithmetic unit and the display memory for outputting a comparison clock with an up-down counter and at the output of the binary comparison result. The up-down counter is connected to the output of its counter reading with the display memory and for forwarding the transfer backwards to the third computing unit and the sequencer.
Die dritte Recheneinheit ist zur Abgabe eines Summationstaktes mit dem Vor-Rückwärtszähler und zur Abgabe des Laufzeitmittelwertes mit dem Anzeigespeicher verbunden. Die Ablaufsteuerung ist zur Abgabe eines Rückstellsignales mit dem Meßwertezähler, der ersten Recheneinheit, dem Vergleicher und der dritten Recheneinheit verbunden. Die gefundene Anordnung arbeitet wie folgt:The third arithmetic unit is connected to the output memory for outputting a summation clock with the up-down counter and for outputting the running average. The sequence control is connected to the output of a reset signal to the measured value counter, the first arithmetic unit, the comparator and the third arithmetic unit. The found arrangement works as follows:
Die Ablaufsteuerung legt in Verbindung mit dem Laufzeitzähler und dem Meßwertezähler sowie der Sendesteuerung über Sendeverstärker unc Empfangsverstärker eine durch die Kapazität des Meßwertezählers festgelegte Anzahl von Laufzeitwerten im ersten Speicher ab. Nach Abspeicherung des letzten Laufceitwertes wird vom Meßwertezähler die Übertragsleitung aktiviert. Damit wird die Ablaufsteuerung angehalten, der Adressenmultiplexer des ersten Speicher zur Recheneinheit umgeschaltet und die erste Recheneinheit aktiviert.The sequence control, in conjunction with the runtime counter and the measured value counter as well as the transmission control via transmission amplifiers and reception amplifiers, determines a number of propagation time values in the first memory determined by the capacity of the measured value counter. After the last runtime value has been stored, the transmission line is activated by the measured value counter. Thus, the sequence control is stopped, the address multiplexer of the first memory is switched over to the arithmetic unit and the first arithmetic unit is activated.
Dib erste Recheneinheit legt alle Laufzeitwerte, die sie als ungeordnete Laufzeitwerte dem ersten Speicher entnimmt, nach der Größe sortiert als geordnete Laufzeitwerte im zweiten Speicher ab, den sie über dessen Adressenmultiplexer adressiert und über eine Übernahmesignalleitung steuert.The first arithmetic unit stores all time-of-flight values which it extracts as disordered propagation time values from the first memory, sorted according to size as ordered time-of-flight values in the second memory, which it addresses via its address multiplexer and controls via a transfer signal line.
Nach erfolgter Sortierung der Laufzeitwerte gibt die erste Recheneinheit eine Fertigmeldung ab, die den Adressenmultiplexe des zweiten Speichers zum Vergleicher umschaltet, so daß die erste vom Vergleicher bereitgestellte Adresse am zweiten Speicher anliegt, dessen Datenausgänge dadurch den größen Laufzeitwert beinhalten.After the sorting of the propagation time values, the first arithmetic unit emits a ready message, which switches the address multiplexes of the second memory to the comparator, so that the first address provided by the comparator is applied to the second memory, the data outputs of which thus contain the largest transit time value.
Die Fertigmeldung der ersten Recheneinheit löst in der zweiten Recheneinheit die Multiplikation des größten Laufzeitwertes mit einer Konstanten K (K < 1), die mit dem Variationskoeffizienten ν einer Meßreihe ohne Störsignaleinfluß gemäß K = 1 - 2v verknüpft ist, aus. Die Fertigmeldung der ersten Recheneinheit gelangt weiterhin an den Vergleicher und bewirkt dort die Übernahme des von der zweiten Recheneinheit angebotenen Ergebnisses als Bezugswert und die Auslösung des Vergleiches mit den im zweiten Speicher befindlichen geordneten Laufzeitwerten.The ready message of the first arithmetic unit triggers in the second arithmetic unit the multiplication of the largest transit time value with a constant K (K <1), which is associated with the coefficient of variation v of a series of measurements without interfering signal influence according to K = 1 - 2v. The ready message of the first arithmetic unit continues to reach the comparator and there causes the acquisition of the result offered by the second arithmetic unit as a reference value and the triggering of the comparison with the arranged in the second memory ordered transit time values.
Der Vergleichsvorgang wird solange fortgesetzt, wie der jeweilige im zweiten Speicher adressierte geordnete Laufzeitwert größer bzw. gleich dem Bezugswert ist. Jeder Vergleichsvorgang wird dabei über eine Vergleichstaktleitung im Vor-Rückwärtszähler in der Betriebsart Vorwärtszählen mitgezählt.The comparison process is continued as long as the respective ordered runtime value addressed in the second memory is greater than or equal to the reference value. Each comparison process is counted via a comparison clock line in the up-down counter in the forward counting mode.
Sobald der adressierte geordnete Laufzeitwert aus dem zweiten Speicher den Bezugswert unterschreitet ändert die Leitung Vergleichsergebnis ihren Zustand. Mit dieser Zustandsänderung wird das Umschalten des Adressenmultiplexers am zweiten Speicher zur dritten Recheneinheit, die Übernahme des Zählerstandes vom Vor-Rückwärtszähler in den Anzeigespeicher und die Aktivierung der dritten Recheneinheit bewirkt. " As soon as the addressed ordered time value from the second memory falls below the reference value, the line comparison result changes its state. With this change in state, the switching of the address multiplexer on the second memory to the third arithmetic unit, the transfer of the count from the up-down counter into the display memory and the activation of the third arithmetic unit is effected. "
Die dritte Recheneinheit adressiert die geordneten Laufzeitwerte im zweiten Speicher vom ersten und camit größten beginnend und bildet deren Summe.The third arithmetic unit addresses the ordered runtime values in the second memory starting from the first and camit largest and forms their sum.
Mit jedem Summationsschritt wird ein interner Zähler hochgezählt und über eine Summationstaktleitung der ' Or-Rückwärtszähler dekrementiert. Bei Erreichen des Zählerinhaltes Null im Vor-Rückwärtszähler wird über die Rückwärtsübertragleitung die dritte Recheneinheit umgeschaltet. Sie teilt die gebildete Summe durch den Inhalt des internen Zählers, der die Anzahl dor gültigen Laufzeitwerte beinhaltet, und gibt de ι Laufzeitmittelwert in einen Anzeigenspeicher. Die Rückwärtsübertragleitung führt weiterhin an die Ablaufsteuerung und löst dort die Abgabe eines Rückstellsignales für den Meßwertezähler, die Recheneinheiten und den Vergleicher aus, wie sie auch die Ablaufsteuerung zur Erfassung einer neuen Serie von Laufzeitwerten veranlaßt.With each summation step, an internal counter is counted up and decremented via a summation clock line of the 'Or-down counter. Upon reaching the counter contents zero in the up-down counter, the third arithmetic unit is switched over the reverse transmission line. It divides the formed sum by the contents of the internal counter, which contains the number of valid runtime values, and gives the runtime average value to a display memory. The reverse transmission line continues to the sequencer, where it initiates the delivery of a reset signal for the measured value counter, the arithmetic units and the comparator, as well as causing the sequencer to detect a new series of propagation time values.
Der Vorteil dieser Anordnung besteht in der zuverlässigen Eliminierung von Störsignalen, die Amplituden in gleicher Größenordnung wie die Ultraschall-Empfangssignale aufweisen.The advantage of this arrangement is the reliable elimination of spurious signals having amplitudes of the same order of magnitude as the ultrasonic received signals.
Als weiterer Vorteil dieser Anordnung Ist hervorzuheben, daß keine Vorinformationen über das Meßergebnis notwendig sind, lediglich der Variationskoeffizient einer Meßreihe ohne Störschalleinfluß, ι he die Laufzeitmeßeinrichtung kennzeichnende Kenngröße, muß bekennt sein.As a further advantage of this arrangement is to be emphasized that there is no preliminary information on the measurement result are necessary, only the coefficient of variation of a series of measurements with no influence of noise, ι the Laufzeitmeßeinrichtung he characterizing parameter, must be committed.
Die erfindungsgemäße Lösung soll anhand eines möglichen Ausführungsbeispieles in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert werden.The solution according to the invention will be explained in more detail with reference to a possible embodiment in conjunction with the drawings.
In der zugehörigen Zeichnung wird die Anordnung zur Eliminierung von Störsignalen bei Ultraschall-Laufzeitmessungen dargestellt. Die Anordnung besteht aus einem Ultraschallsender 1 mit Sendeverstärker 4 zur Aussendung von Nutz-Schall 100, einem Ultraschallempfänger 2, auf den auch Störschall 101 einwirkt, mit Empfangsverstärker 3, einer Sendesteuerung 5 zur Bildung von Laufzeitimpulsen 109, einem Laufzeitzähler 8 mit Zeitbasisgenerator 7 zum Messen der Laufzeiten, einem ersten Speicher 10, der seine Adressen 113 über einen Adressenmultiplexer 11 erhält, einer Ablaufsteuerung 6, einem Meßwertezähler 9 zur Festlegung der Anzahl von Einzelmossungen in einer Meßfolge und zur Adressierung des ersten Speichers 10, einer ersten Recheneinheit 12 zum Ordnen der Laufzeitwerte einer Meßfolge nach der Größe, einem zweiten Speicher 13 zur Speicherung der geordneten Laufzeitwerte, der seine Adressen 128 übei einem Adressenmultiplexer 14 erhält, einer zweiten Recheneinheit 15 zur Berechnung des Bezugswertes für den Vergleicher 16, einem Vor-Rückwärtszähler 19, einer dritten Recheneinheit 17 zur Berechnung des Mittelwertes aus den gültigen Laufzeitwerten, einem Anzeigespeicher 18 zur Anzeige des Laufzeitmittelwertes und einem Anzeigespeicher 20 zur Anzeige der Anzahl gültiger Laufzeitwerte.In the accompanying drawing, the arrangement for the elimination of noise in ultrasonic transit time measurements is shown. The arrangement consists of an ultrasonic transmitter 1 with transmission amplifier 4 for transmitting useful sound 100, an ultrasonic receiver 2, which also interferes with noise 101, with reception amplifier 3, a transmission control 5 to form runtime pulses 109, a runtime counter 8 with time base generator 7 for measuring the transit times, a first memory 10, which receives its addresses 113 via an address multiplexer 11, a flow control 6, a Meßwertezähler 9 for determining the number of Einzelmossungen in a measurement sequence and for addressing the first memory 10, a first arithmetic unit 12 for organizing the propagation time values a measurement sequence according to the size, a second memory 13 for storing the ordered time values, which receives its addresses 128 übei an address multiplexer 14, a second arithmetic unit 15 for calculating the reference value for the comparator 16, a front-back counter 19, a third arithmetic unit 17 to Calculation de s mean value from the valid runtime values, a display memory 18 for displaying the runtime mean value and a display memory 20 for displaying the number of valid runtime values.
Die Ablaufsteuerung 6 gibt einen Startimpuls 105 an die Sendesteuerung 5 und den Laufzeitzähler 8. Damit wird der Laufzeitzähler 8 rückgesetzt und in der Sendesteuerung 5 ein Sendeimpuls 103 an den Sendeverstärker 4 ausgelöst sowie der Beginn des Laufzeitimpulses 109 markiert. Nachdem der Ultraschallempfänger 2 ei ien Nutzschallimpuls 100 oder Störschallimpulse 101 registriert hat, wird vom Empfangsverstärker 3 das Empfangssignal 102 an die Sendesteueiung 5 geliefert. Dadurch wird dort der Laufzeitimpuls 109 zum Laufzeitzählr r 8 beendet und damit die Laufzeitmessung mittels des Zeitbasisgenerators 7 beendet. Das Empfangssignal 102 bewirkt die Aktivierung der Leitung Laufzeitende 104 zur Ablaufsteuerung 6. Diese erzeugt daraufhin ein Ubernahmesignal 110, welches den Meßwertezähler 9 inkrementiert, dessen Zählerstand 112 über den Adressenmultiplexer 11 als Adresse 113 am ersten Speicher 10 anliegt und welches weiterhin mit seiner Rückflanke die Übernahme des Laufzeitwertes 111 in den ersten Speicher 10 bewirkt. Dje Ablaufsteuerung 6 gibt erneut einen Startimpuls 105 ab und wiederholt damit den beschriebenen Ablauf bis der Meßwertezähler 9 einen Übertragimpuls 108 abgibt. Der Übertragimpuls 108 blockiert die Ablaufsteuerung 6, schaltet den Adressenmultiplexer 11 zur ersten Recheneinheit 12 um, die damit den ersten Speicher 10 üuer ihre Adressen 115 adressieren kann, und aktiviert die erste Recheneinheit 12. Von der ersten Recheneinheit 12 werden die ungeordneten Laufzeitwerte 114 aus dem ersten Speicher 10 gelesen, nach ihrer Größe in fallender Folge sortiert und als geordnete Laufzeitwerte 116 im zweiten Speicher 13, den die erste Recheneinheil 12 mit ihren Adressen 115 über den Adressenmultiplexer 14 und mit einem Übernahmesignal 117 steuern kann, abgelegt. Nach Ausführung des Sortierens gibt die erste Recheneinheit 12 eine Fertigmeldung 118 ab. Die Fertigmeldung 118 bewirkt die Umschaltung des Adressenmultiplexers 14 zur Adressierung des zweiten Speichers 13 über die Adressen 120 des Vergleichers 16, der im Grundzustand die Anfangsadresse des zweiten Speichers 13 angibt. Dadurch liegt am Datenausgang des zweiten Speichers 13 der größte Laufzeitwert Lmax an, der als geordneter Laufzeitwert 119 an die zweite Recheneinheit 15, den Vergleicher 16 und die dritte Recheneinheit 17 gelangt. Bei aktiver Fertigmeidung 118 wird in der zweiten Recheneinheit 15 das Produkt UnaxvK berechnet, wobei K gemäß K = 1 - 2 ν aus dem Variationskoeffizienten ν einer Serie von Einzelmessungen ohne Störschalleinfluß festgelegt wurde.The sequence control 6 outputs a start pulse 105 to the transmission controller 5 and the runtime counter 8. Thus, the runtime counter 8 is reset and a transmit pulse 103 to the transmit amplifier 4 is triggered in the transmit controller 5 and the start of the runtime pulse 109 is marked. After the ultrasonic receiver has registered 2 ei ien Nutzschallimpuls 100 or Störschallimpulse 101, the receive signal 102 is supplied to the Sendesteueiung 5 from the receive amplifier 3. As a result, the transit-time pulse 109 for the run-time counter 8 is ended there, thus terminating the transit-time measurement by means of the time base generator 7. The received signal 102 causes the activation of the line end of run 104 to sequencer 6. This then generates a Ubernahmesignal 110, which increments the Meßwertezähler 9 whose count 112 is applied via the address multiplexer 11 as address 113 to the first memory 10 and which continue with its trailing edge takeover of the propagation time value 111 into the first memory 10. The sequence controller 6 again emits a start pulse 105 and thus repeats the described sequence until the measured value counter 9 emits a carry pulse 108. The transfer pulse 108 blocks the sequencer 6, switches the address multiplexer 11 to the first arithmetic unit 12, which can thus address the first memory 10 for its addresses 115, and activates the first arithmetic unit 12. The first arithmetic unit 12 converts the unordered propagation time values 114 from the first arithmetic unit 12 first memory 10 read, sorted by their size in descending order and as ordered runtime values 116 in the second memory 13, which can control the first Recheneinheil 12 with their addresses 115 via the address multiplexer 14 and with a transfer signal 117, stored. After performing the sorting, the first arithmetic unit 12 outputs a finished message 118. The ready message 118 causes the switching of the address multiplexer 14 for addressing the second memory 13 via the addresses 120 of the comparator 16, which indicates the initial address of the second memory 13 in the ground state. As a result, the greatest transit time value L max arrives at the data output of the second memory 13 and arrives at the second arithmetic unit 15, the comparator 16 and the third arithmetic unit 17 as an ordered transit time value 119. With active Fertigmeidung 118 the product UnaxvK is calculated in the second computing unit 15, wherein K was determined according to K = 1 - 2 ν from the coefficient of variation v of a series of individual measurements without Störschalleinfluß.
Das Ergebnis liegt am Ausgang der zweiten Recheneinheit 15 vor und wird als Bezugswert 123 vom Vergleicher übernommen. Mit der abschließenden Flanke des Fertigmeldesignales 118 wird der Vergleicher 16 aktiviert. Der Vergleicher 16 gibt das Ergebnis des Vergleiches des über seine Adressen 122 adressierten geordneten Laufzeitwertes 119 aus dem zweiten Speicher 13 mit dem Bezugswert 123 als binäres Vergleichsergebnis 121, aus. Solange der Laufzeitwert 119 größer oder gleich dem Bezugswert 123 ist, wird das Vergleichsergebnis 121 nicht geändert. Nach Ausführung eines Vergleiches gibt der Vergleicher 16 über die Adressen 120 die nächste Adresse aus und ein Vergleichstakt 125 an den Vor-Rückwärtszähler 19 wird ausgegeben. Wenn der geordnete Laufzeitwert 119 kleiner als der Bezugswert 123 ist, ändert das Vergleichsergebnis 121 seinen Zustand und es wird kein Vergleichstakt 125 geliefert. Durch die Zustandsänderung des Vergleichsergebnisses 121 wird der Adressenmultiplexer 14 umgeschaltet, so daß die dritte Recheneinheit 17 über ihre Adressen 122 den zweiten Speicher 13 adressieren kann. Die Zustandsänderung des Vergleichsergebnisses 121 bewirkt weiterhin die Übernahme des Zählerstandes 127 vom Vor-Rückwärtszähler 19, der die Anzahl gültiger Laufzeitwerte darstellt, in den Anzeigespeicher 20 sowie die Aktivierung der dritten Recheneinheit 17. Die dritte Recheneinheit 17 bildet die Summe der geordneten Laufzeitwerte 119 aus dem zweiten Speicher 13, wobei sie bei jedem Summationsschritt einen internen Zähler hochzählt und den Summationstakt 126 als einen Rückwärtszählimpuls an den Vor-Rückwärtszähler 19 abgibt. Bei Erreichen des Zählerinhaltes Null gibt der Vor-Rückwärtszähler 19 einen Rückwärtsübertrag 106 ab. Dieser bewirkt in der dritten Recheneinheit 17 die Ausführung der Division der gebildeten Summe durch den Inhalt des internen Zählers, d. h. die Berechnung des Mittelwertes aus den gültigen Laufzeitwerten. Der Laufzeitmittelwert 124 wird in den Anzeigespeicher 18 übernommen.The result is present at the output of the second arithmetic unit 15 and is taken over by the comparator as a reference value 123. With the final edge of the finish signal 118, the comparator 16 is activated. The comparator 16 outputs the result of the comparison of the ordered runtime value 119 addressed via its addresses 122 from the second memory 13 with the reference value 123 as a binary comparison result 121. As long as the runtime value 119 is greater than or equal to the reference value 123, the comparison result 121 is not changed. After making a comparison, the comparator 16 outputs the next address via the addresses 120 and a comparison clock 125 to the up-down counter 19 is output. If the ordered runtime value 119 is smaller than the reference value 123, the comparison result 121 changes state and no comparison clock 125 is supplied. Due to the state change of the comparison result 121, the address multiplexer 14 is switched so that the third arithmetic unit 17 can address the second memory 13 via its addresses 122. The change in state of the comparison result 121 further causes the acquisition of the counter reading 127 from the up-down counter 19, which represents the number of valid runtime values, in the display memory 20 and the activation of the third arithmetic unit 17. The third arithmetic unit 17 forms the sum of the ordered runtime values 119 from the second memory 13, wherein it counts up an internal counter at each summation step and outputs the summation clock 126 as a backward count pulse to the up-down counter 19. Upon reaching the counter contents zero, the up-down counter 19 outputs a reverse transfer 106. This causes in the third arithmetic unit 17, the execution of the division of the sum formed by the contents of the internal counter, d. H. the calculation of the mean value from the valid runtime values. The runtime average 124 is transferred to the display memory 18.
In der Ablaufsteuerung 6 wird durch den Rückwärtsübertrag 106 ein Rückstellsignal 107 für den Meßwertezähler 9, die Recheneinheiten 12,15 und 17 sowie den Vergleicher 16 erzeugt und die Erfassung einer neuen Folge von Laufzeitwerten eingeleitet.In the sequence control 6, a reset signal 107 for the measured value counter 9, the arithmetic units 12, 15 and 17 and the comparator 16 is generated by the reverse transfer 106 and the detection of a new sequence of transit time values is initiated.
Claims (1)
Priority Applications (2)
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| DE19904014198 DE4014198A1 (en) | 1989-05-17 | 1990-05-03 | Noise elimination circuit for ultrasonic transition time measurement - contains three computer units, performs transition time value ordering and averaging |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD32866189A DD283221A5 (en) | 1989-05-17 | 1989-05-17 | CIRCUIT ARRANGEMENT FOR ELIMINATING FAULT SIGNALS IN ULTRASONIC RUN TIME MEASUREMENTS |
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Family
ID=5609228
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DD32866189A DD283221A5 (en) | 1989-05-17 | 1989-05-17 | CIRCUIT ARRANGEMENT FOR ELIMINATING FAULT SIGNALS IN ULTRASONIC RUN TIME MEASUREMENTS |
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Families Citing this family (1)
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