DE102009011012A1

DE102009011012A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Gasblasendetektion in einem Fluidleiter

Info

Publication number: DE102009011012A1
Application number: DE200910011012
Authority: DE
Inventors: Santer Dr. Zur Horst-Meyer; Hans-Joachim Münch; Tobias Dr. Fritsche; Ronald John
Original assignee: SONOTEC DR ZUR HORST MEYER und; Sonotec Dr Zur Horst-Meyer und Muench oHG
Current assignee: SONOTEC DR ZUR HORST MEYER und; Sonotec Dr Zur Horst-Meyer und Muench oHG
Priority date: 2009-03-02
Filing date: 2009-03-02
Publication date: 2010-09-16
Anticipated expiration: 2029-03-03
Also published as: DE102009011012B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gasblasendetektion in einem Fluidleiter (L), wobei von einem Ultraschallsender (S) ein Ultraschallsignal in den Fluidleiter (L) abgegeben wird, so dass das Ultraschallsignal den Fluidleiter (L) durchquert, dann das Ultraschallsignal nach Durchquerung des Fluidleiters (L) von einem Ultraschallempfänger (E) empfangen wird und anschließend die Amplituden des empfangenen Ultraschallimpulses in einem vorgegebenen Zeitfenster (26) ausgewertet werden, wobei innerhalb des vorgegebenen Zeitfensters (26) ein Spitzenwert der Amplituden des empfangenen Ultraschallimpulses ermittelt wird. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Gasblasendetektion in einem Fluidleiter (L), mit einer Ultraschallmesseinrichtung (M), die einen Ultraschallsender (S) und einen Ultraschallempfänger (E) enthält, um einen Ultraschallimpuls in den Fluidleiter (L) abzugeben und nach Durchgang durch den Fluidleiter (L) zum empfangen, und mit Zeitsteuereinrichtungen (8), die ausgelegt sind, den Empfang des Ultraschallimpulses nach Durchquerung des Fluidleiters (L) auf ein vorgegebenes Zeitfenster (26) zu beschränken, wobei Spitzenwertermittlungseinrichtungen (W) für die Amplituden des Ultraschallimpulses nach Durchquerung des Fluidleiters (L) vorgesehen sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zur Gasblasendetektion in einem Fluidleiter nach den Oberbegriffen des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 8.
Aus der Praxis bekannt sind Vorrichtungen zur Gasblasendetektion in einem Fluidleiter, die auch als Blasendetektoren zu bezeichnen sind und z. B. zur Erkennung von Luftblasen in mit Flüssigkeit gefüllten flexiblen Kunststoffschläuchen dienen. Sie können ebenso als Nass-Trocken-Melder beispielsweise an Schläuchen verwendet werden. Bei diesen Verfahren wird im Allgemeinen von Verfahren zur Gasblasendetektion in einem Fluidleiter gesprochen.
Ein solcher Blasendetektor enthält einen Sensor, der keinen Kontakt zur Flüssigkeit hat und deshalb besonders geeignet für Anwendungen in der Medizintechnik und Lebensmitteltechnik ist. Er kann jedoch ebenso in der Industrie zum Blasennachweis an Schläuchen eingesetzt werden, z. B. für Klebstoffe oder Lacke. Insbesondere eignet sich ein solcher Sensor vor allem für Schläuche, die als Einmalartikel (Disposible) verwendet werden.
Allgemein wird bei solchen Vorrichtungen und darauf basierenden Verfahren zur Gasblasendetektion in einem Fluidleiter beispielsweise ein Schlauch trocken, d. h. ohne Koppelmittel, in einen Kanal einer Messzelle eingelegt, die einen Ultraschallsender und einen Ultraschallempfänger enthält, so dass ein Ultraschallimpuls vom Ultraschallsender durch den Schlauch zum Ultraschallempfänger gelangt. Solange der Schlauch eine gute Elastizität aufweist, ist es nicht erforderlich, eine Abdeckung aufzuschrauben, die den Schlauch zusätzlich in den Kanal presst. Der Blasendetektor mit dem Sensor ist als Komponente zur Integration in Maschinen und Vorrichtungen ausgelegt und er kann sehr einfach mechanisch und elektrisch in deren Steuerung eingebunden werden.
Es wird, wie oben schon angegeben ist, ein Ultraschall-Durchschallungsverfahren angewendet. Der Ultraschallsender emittiert insbesondere kurze hochfrequente Ultraschallimpulse im Bereich von beispielsweise 2 MHz, die innerhalb der Messzelle über den eingelegten Schlauch zum gegenüber angeordneten Ultraschallempfänger gelangen. Wenn Flüssigkeit im Schlauch ist, gelangt ein Teil des Ultraschalls vom Ultraschallsender durch den Schlauch zum Ultraschallempfänger. Ist der Schlauch leer oder befindet sich eine große Blase im Messweg, ist der Anteil des Ultraschalls, der durch den Schlauch vom Ultraschallsender zum Ultraschallempfänger gelangt, wesentlich kleiner als in dem Fall, in dem Flüssigkeit im Messweg ist. Die entsprechende Amplitude des empfangenen Ultraschallimpulses wird in einem vorgegebenem Zeitfenster ausgewertet.
Obzwar es sich bei derartigen Verfahren und Vorrichtungen zur Gasblasendetektion in einem Fluidleiter um funktionierende Versionen handelt, hat und erreicht die vorliegende Erfindung das Ziel einer weiteren Verbesserung insbesondere hinsichtlich Schnelligkeit und Genauigkeit der Messung und somit Detektion mit einem Verfahren zur Gasblasendetektion in einem Fluidleiter nach dem Anspruch 1 und mit einer Vorrichtung zur Gasblasendetektion in einem Fluidleiter nach dem Anspruch 8.
Dazu schafft die Erfindung ein Verfahren zur Gasblasendetektion in einem Fluidleiter, wobei

– von einem Ultraschallsender ein Ultraschallsignal in den Fluidleiter abgegeben wird, so dass das Ultraschallsignal den Fluidleiter durchquert,
– das Ultraschallsignal nach Durchquerung des Fluidleiters von einem Ultraschallempfänger empfangen wird, und
– die Amplituden des empfangenen Ultraschallimpulses in einem vorgegebenem Zeitfenster ausgewertet werden,

Vorzugsweise wird innerhalb des vorgegebenem Zeitfensters der negative Spitzenwert der Amplituden des empfangenen Ultraschallimpulses ermittelt.
Alternativ oder zusätzlich kann mit Vorteil vorgesehen sein, dass die Amplituden des empfangenen Ultraschallimpulses vor der Ermittlung des Spitzenwertes verstärkt werden.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, dass der ermittelte Spitzenwert der Amplituden des empfangenen Ultraschallimpulses einer Analog-Digital-Umwandlung unterzogen und in einem Mikrocontroller ausgewertet wird.
Weiterhin kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass der Spitzenwert der Amplituden des empfangenen Ultraschallimpulses mittels eines Haltekondensators ermittelt wird.
Es ist ferner von Vorteil, wenn vor jeder Abgabe eines Ultraschallsignals von dem Ultraschallsender in den Fluidleiter eine Nullpunktermittlung durchgeführt wird. Dabei kann vorzugsweise weiter vorgesehen sein, dass aus dem in dem vorgegebenem Zeitfenster ermittelten Spitzenwert und dem vorher ermittelten Nullpunkt die Signaldifferenz ermittelt wird und diese als kompensierte Signalamplitude für jegliche weitere Auswertung verwendet wird.
Die Erfindung schafft außerdem eine Vorrichtung zur Gasblasendetektion in einem Fluidleiter, mit einer Ultraschallmesseinrichtung, die einen Ultraschallsender und einen Ultraschall empfänger enthält, um einen Ultraschallimpuls in den Fluidleiter abzugeben und nach Durchgang durch den Fluidleiter zu empfangen, und mit Zeitsteuereinrichtungen, die ausgelegt sind, den Empfang des Ultraschallimpulses nach Durchquerung des Fluidleiters auf ein vorgegebenes Zeitfenster zu beschränken, wobei Spitzenwertermittlungseinrichtungen für die Amplituden des Ultraschallimpulses nach Durchquerung des Fluidleiters vorgesehen sind.
Eine bevorzugte Weiterbildung besteht darin, dass die Spitzenwertermittlungseinrichtungen ausgelegt sind, den negativen Spitzenwert der Amplituden des empfangenen Ultraschallimpulses zu ermitteln. Alternativ oder zusätzlich kann mit Vorteil vorgesehen sein, dass Verstärkungseinrichtungen enthalten sind, die den Spitzenwertermittlungseinrichtungen vorgeschaltet sind.
Weiterhin kann vorzugsweise den Spitzenwertermittlungseinrichtungen ein Analog-Digital-Wandler nachgeschaltet sein.
Noch eine weitere mit Vorzug vorzusehende Ausgestaltung besteht darin, dass zur Auswertung der Ausgabe der Spitzenwertermittlungseinrichtungen ein Mikrocontroller vorgesehen ist.
Für die Kombination der beiden letztgenannten Varianten ist es ferner bevorzugt, wenn der Analog-Digital-Wandler in dem Mikrocontroller integriert ist.
Vorzugsweise enthalten die Spitzenwertermittlungseinrichtungen einen Haltekondensator.
Es ist ferner von Vorteil, wenn eine Nullpunktermittlungssteuerung vorgesehen ist, um vor jeder Abgabe eines Ultraschallsignals von dem Ultraschallsender in den Fluidleiter eine Nullpunktermittlung durchzuführen. Dies kann mit Vorzug derart weitergebildet sein, dass Signaldifferenzermittlungseinrichtungen vorgesehen sind, um aus dem in dem vorgegebenem Zeitfenster ermittelten Spitzenwert und dem vorher ermittelten Nullpunkt die Signaldifferenz zu ermitteln und diese als kompensierte Signalamplitude für jegliche weitere Auswertung zu verwenden. Alternativ oder zusätzlich ist es weiter bevorzugt, dass die Nullpunktermittlungssteuerung und ggf. die Signaldifferenzermittlungseinrichtungen in einem Mikrocontroller enthalten sind.
Weitere bevorzugte und/oder vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und deren Kombinationen sowie den gesamten vorliegenden Anmeldungsunterlagen.
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung lediglich exemplarisch näher erläutert, in der
1 in einem schematischen Blockschaltbild ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Gasblasendetektion in einem Fluidleiter zeigt,
2 in einem schematischen Blockschaltbild ein Detail des Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Gasblasendetektion in einem Fluidleiter gemäß der 1 zeigt,
3a anhand einer exemplarischen Signaldarstellung schematisch eine Ausgangssituation zu Beginn des Verfahrens zur Gasblasendetektion in einem Fluidleiter zeigt,
3b anhand einer exemplarischen Signaldarstellung schematisch eine Messsituation des Verfahrens zur Gasblasendetektion in dem Fluidleiter zeigt, und
3c anhand einer exemplarischen Signaldarstellung schematisch einen Auswerteablauf des Verfahrens zur Gasblasendetektion in dem Fluidleiter zeigt.
Anhand des nachfolgend beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Ausführungs- und Anwendungsbeispiels wird die Erfindung lediglich exemplarisch näher erläutert, d. h. sie ist nicht auf dieses Ausführungs- und Anwendungsbeispiel oder auf die Merkmalskombinationen innerhalb dieses Ausführungs- und Anwendungsbeispiels beschränkt. Verfahrens- und Vorrichtungsmerkmale ergeben sich jeweils analog auch aus Vorrichtungs- bzw. Verfahrensbeschreibungen.
Einzelne Merkmale, die im Zusammenhang mit einem konkreten Ausführungsbeispiel angeben und/oder dargestellt sind, sind nicht auf dieses Ausführungsbeispiel oder die Kombination mit den übrigen Merkmalen dieses Ausführungsbeispiels beschränkt, sondern können im Rahmen des technisch Möglichen, mit jeglichen anderen Varianten, auch wenn sie in den vorliegenden Unterlagen nicht gesondert behandelt sind, kombiniert werden.
Gleiche Bezugszeichen in den einzelnen Figuren und Abbildungen der Zeichnung bezeichnen gleiche oder ähnliche oder gleich oder ähnlich wirkende Komponenten. Anhand der Darstellungen in der Zeichnung werden auch solche Merkmale deutlich, die nicht mit Bezugszeichen versehen sind, unabhängig davon, ob solche Merkmale nachfolgend beschrieben sind oder nicht. Andererseits sind auch Merkmale, die in der vorliegenden Beschreibung enthalten, aber nicht in der Zeichnung sichtbar oder dargestellt sind, ohne weiteres für einen Fachmann verständlich.
In der 1 ist schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung A zur Gasblasendetektion in einem Fluidleiter L gezeigt. Das entsprechende Messverfahren, das auf einem Ultraschall-Durchschallungsverfahren basiert, ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Komponenten dieser Vorrichtung und ihren Funktionen und Wirkungen.
Ein Ultraschallsender S hat eine Betriebsvorrichtung 1 und ist in einer Messzelle 2 untergebracht. Der Ultraschallsender S emittiert beim vorliegenden Ausführungsbeispiel kurze hochfrequente Ultraschallimpulse im Bereich von 2 MHz, die innerhalb der Messzelle 2 mit einem eingelegten Schlauch L zum gegenüber angeordnetem Ultraschallempfänger E gelangen. Der Schlauch L steht dabei exemplarisch für jeglichen geeigneten Fluidleiter (L).
Wenn Flüssigkeit (nicht sichtbar) im Schlauch L ist, gelangt ein Teil des Ultraschalls vom Ultraschallsender S durch den Schlauch L zum Ultraschallempfänger E. Ist der Schlauch L leer oder befindet sich eine große Blase (nicht gezeigt) im Messweg, ist der Anteil des Ultraschalls, der beim Ultraschallempfänger E ankommt wesentlich kleiner, als in dem Fall, dass keine Blase in dem Schlauch L im Bereich der Messzelle 2 vorhanden ist, die als ein Beispiel allgemein einer Ultraschallmesseinrichtung M anzusehen ist. Eine entsprechende Amplitude des vom Ultraschallempfänger E empfangenen Ultraschallimpulses wird in einem vorgegebenem Zeitfenster ausgewertet.
Zur Erzeugung von Testsignalen ist ein Impulsgenerator 3 vorgesehen, dessen Ausgangssignale in den Ausgangsweg des Ultraschallempfängers E eingespeist werden können, worauf später noch näher eingegangen wird.
Die Messzelle 2, oder genauer der Ultraschallempfänger E, der allgemein auch als Sensor bezeichnet werden kann, passt sich dynamisch veränderten akustischen Bedingungen an, wie im Folgenden noch näher erläutert wird. So wird eine hohe Stabilität gegenüber schwankenden Umgebungsbedingungen gewährleistet.
Die Messwerterfassung und -auswertung erfolgt mittels Spitzenwertermittlungseinrichtungen W und wird nachfolgend erläutert. Zur Erfassung der Amplitude des empfangenen Ultraschallsignals wird der maximale negative Wert des von einem der Messzelle 2 nachgeschalteten Verstärkers 4 kommenden HF-Signals mittels Spitzenwertdetektor 5 und Analog-Digital-Wandler (ADC) 6 in einem definiertem Zeitfenster 26 (siehe 3b und 3c) einge lesen. Das Zeitfenster 26 erlaubt, dass in einem gewissem Maße Nutzsignale von Störsignalen getrennt werden können. So verursacht zum Beispiel der Sendeimpuls am Ultraschallsender S (> 50 V) teilweise Störsignale, die aufgrund des unterschiedlichen zeitlichen Auftretens mittels des Zeitfensters sicher getrennt werden können.
In der Schaltung wird ein Mikrocontroller 7 eingesetzt, in dem der ADC 6 integriert ist und der zusätzlich eine Zeitsteuereinrichtungen 8 enthält, mittels der das vorgenannte Zeitfenster 26 und die übrigen Abläufe während der Messwerterfassung und -auswertung gesteuert werden. Der ADC 6 ist typischerweise zu langsam, um in Echtzeit die HF-Impulse (2 MHz) aufzunehmen. Die Konversionszeit bei üblichen ADCs in Mikrocontrollern beträgt ca. 3 μs bis 5 μs. Deshalb ist dem ADC 6 der Spitzenwertdetektor 5 vorgeschaltet, der insbesondere softwaregesteuert in dem bestimmten vorgegebenen Zeitfenster oder -intervall 26 den maximalen Pegel der negativen Halbwelle der Amplitude des vom Ultraschallempfänger E empfangenen Ultraschallimpulses erfasst.
Gemäß der schematischen Detaildarstellung in der 2 ist der Spitzenwertdetektor 5 beim vorliegenden Ausführungsbeispiel in vorteilhafter Weise bewusst einfach aufgebaut und kommt ohne die sonst üblichen Entladeschaltungen aus. Er besteht nur aus einem PNP-Transistor 15 und einem Haltekondensator 16. Zum Entladen des Haltekondensators 16 wird die Multifunktionalität eines Mikrocontrollerpins 17 genutzt. Dieses Portpin 17 kann einerseits als digitaler Push-Pull-Ausgang und andererseits als analoger Eingang für den ADC 6 im laufenden Betrieb umkonfiguriert werden.
Der Ablauf während der Messwerterfassung und -auswertung wird nun unter Bezugnahme auf die 3a, 3b und 3c näher erläutert.
Zum Zeitpunkt T0 (gilt für alle drei 3a, 3b und 3c) wird der Sendeimpuls ausgegeben, wie die Darstellung der Senderspannung 18 über der Zeit t in der 3a verdeutlichen soll. Der Spannungspegel am Messpunkt TP1 ist dabei beliebig.
Die 3b zeigt die Verstärkerausgangsspannung 19 über der Zeit t am Verstärkerausgang, und die 3c zeigt die Signalspannung 20 über der Zeit t am Messpunkt TP1. Zum in den 3b und 3c gezeigten Beginn des Einlesevorgangs zum Zeitpunkt T1 (gilt für die 3b und 3c) wird nach Anliegen eines beliebigen Ausgangspegels 21 der Haltekondensator 16 komplett aufgeladen, womit das Aufladen 22 bezeichnet ist. Dazu wird das Portpin 17 als Ausgang konfiguriert und L-Pegel ausgegeben. Dieser Vorgang ist nach sehr kurzer Zeit abgeschlossen (< 0,5 μs) und dient vor allem dazu, den eventuell vorangegangenen Zustand des Haltekondensators 16 definiert zu setzen. Die Spannung am Messpunkt TP1 beträgt danach 0 V.
Zum Zeitpunkt T2 (gilt für die 3b und 3c) wird der Haltekondensator 16 entladen, womit das Entladen 23 bezeichnet ist. Das Portpin 17 bleibt Ausgang, es wird aber H-Pegel ausgegeben. Aufgrund der Betriebsspannung VCC2 = 3,3 V für den Mikrocontroller 7 beträgt die Spannung am Messpunkt TP1 kurzzeitig ebenfalls 3,3 V. Danach geht der Pegel sofort auf so genanntes Nullpotenzial 24 zurück, wie in der 3c dargestellt ist. Die Spannung des Nullpotenzials 24 ergibt sich aus der Mittenspannung 25 des Verstärkers 4 (hier typisch 2,5 V) und der Flussspannung UBE des PNP-Transistors 15 und liegt damit typisch bei 3,1 V bis 3,2 V.
Anschließend wird das Portpin 17 als analoger Eingang für den ADC umgeschaltet. Das Zeitfenster 26 wird damit gestartet.
Die negativen Halbwellen des HF-Signals treffen im Erfassungszeitfenster 26 ein und laden über den Transistor 15 den Haltekondensator 16 auf den Wert der maximalen negativen Halbwelle entsprechend des Ladeverlaufs 27.
Nach dem beispielsweise per Software definiertem Ende des Zeitfensters 26 zum Zeitpunkt T3 (gilt für die 3b und 3c) wird der ADC 6 gestartet, also liegt am Ende des Messfensters der Beginn 28 der AD-Wandlung. Nach Abschluss 29 der Konversion oder AD-Wandlung zum Zeitpunkt T4 (siehe 3c) ist der Wert eingelesen. Die Dauer des Zeitfensters 26 beträgt also T3 minus T2 und es wird bei T2 gestartet.
Die durch den ADC 6 eingelesenen Werte ohne HF-Signal ergeben sich aus dem Ausgangssignal des Verstärkers 4 und der Flussspannung UBE des PNP-Transistors 15. Diese Flussspannung ist u. a. temperaturabhängig. Für eine Kompensation wird deshalb grundsätzlich vor jeder Messung eine Nullpunktermittlung durchgeführt.
Dazu wird vor der Ausgabe des Sendeimpulses ein Zeitfenster festgelegt und der gleiche Einlesevorgang wie oben beschrieben wiederholt. Aus der Differenz zwischen den Signalen vor der Abgabe des Sendeimpulses und den Signalen nach dem Sendeimpuls (im Erwartungsbereich, d. h. im Zeitfenster 26 von T2 bis T3) kann dann eine kompensierte Signalamplitude ermittelt werden.
Weiterhin dient die Nullpunktermittlung zur Plausibilitätsprüfung der gesamten Signalkette. Der Nullpunkt muss dabei in einem festgelegten Bereich liegen. Liegt der Wert außerhalb, ist die Signalkette entweder durch ausgefallene Bauteile gestört oder durch widrige Betriebsbedingungen beeinträchtigt, z. B. durch hohe elektromagnetische Einstreuung. In beiden Fällen kann das Messregime reagieren, eine Warnung ausgeben und Fehlmessungen vermeiden. Damit eignet sich die Schaltung insbesondere für Anwendungen, die eine hohe Funktionssicherheit erfordern. Eine entsprechende Nullpunktermittlungssteuerung sowie Signaldifferenzermittlungseinrichtungen sind in dem Mikrocontroller 7 enthalten.
Die weiteren Komponenten in der 1 zum Komplettieren der funktionierenden Vorrichtung A zur Gasblasendetektion in einem Fluidleiter L an entsprechenden Anschlüssen des Mikrocontrollers 7 sind ein 3,3 V Regulator 9, ein Watchdog 3,3 V Monitor 10 und ein ABD-Ausgang 11. Am Anschluss 12 des Mikrocontrollers 7 erfolgt die Eingabe zum Prüfen des Ausgangssignals vom ABD-Ausgang 11, der Anschluss 13 liegt am Jumper für ISP und der Anschluss 14 dient der seriellen Eingabe zum Steuern und Testen.
Vorteile der Erfindung:

– Minimaler Schaltungsaufwand für die Signalerfassung von Ultraschallsignalen und damit geringe Kosten,
– optimale Ausnutzung der typischen Funktionalität heutiger Mikrocontroller,
– Erfassung des Spitzenwertes eines HF-Signales mit einem ADC, der nur eine geringe Samplingrate aufweist,
– Festlegung des Erfassungsbereiches kann ohne Hardware erfolgen und nur von einer Software gesteuert werden,
– Kompensation des Einflusses von Temperatur- und eventuellen Betriebsspannungsänderungen durch Nullpunktabgleich, und
– Plausibilitätskontrolle zum Schutz vor Bauteilfehlern oder vor unzulässigen elektromagnetischen Störungen.

Die Erfindung ist anhand des Ausführungsbeispiels in der Beschreibung und in der Zeichnung lediglich exemplarisch dargestellt und nicht darauf beschränkt, sondern umfasst alle Variationen, Modifikationen, Substitutionen und Kombinationen, die der Fachmann den vorliegenden Unterlagen insbesondere im Rahmen der Ansprüche und der allgemeinen Darstellungen in der Einleitung dieser Beschreibung sowie der Beschreibung des Ausführungsbeispiels entnehmen und mit seinem fachmännischen Wissen sowie dem Stand der Technik kombinieren kann. Insbesondere sind alle einzelnen Merkmale und Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung und ihrer Ausführungsbeispiele kombinierbar.

Claims

Verfahren zur Gasblasendetektion in einem Fluidleiter (L), wobei – von einem Ultraschallsender (S) ein Ultraschallsignal in den Fluidleiter (L) abgegeben wird, so dass das Ultraschallsignal den Fluidleiter (L) durchquert, – das Ultraschallsignal nach Durchquerung des Fluidleiters (L) von einem Ultraschallempfänger (E) empfangen wird, und – die Amplituden des empfangenen Ultraschallimpulses in einem vorgegebenem Zeitfenster (26) ausgewertet werden, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des vorgegebenem Zeitfensters (26) ein Spitzenwert der Amplituden des empfangenen Ultraschallimpulses ermittelt wird.
Verfahren zur Gasblasendetektion in einem Fluidleiter (L) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des vorgegebenem Zeitfensters (26) der negative Spitzenwert der Amplituden des empfangenen Ultraschallimpulses ermittelt wird.
Verfahren zur Gasblasendetektion in einem Fluidleiter (L) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Amplituden des empfangenen Ultraschallimpulses vor der Ermittlung des Spitzenwertes verstärkt werden.
Verfahren zur Gasblasendetektion in einem Fluidleiter (L) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der ermittelte Spitzenwert der Amplituden des empfangenen Ultraschallimpulses einer Analog-Digital-Umwandlung unterzogen und in einem Mikrocontroller (7) ausgewertet wird.
Verfahren zur Gasblasendetektion in einem Fluidleiter (L) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spitzenwert der Amplituden des empfangenen Ultraschallimpulses mittels eines Haltekondensators (16) ermittelt wird.
Verfahren zur Gasblasendetektion in einem Fluidleiter (L) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor jeder Abgabe eines Ultraschallsignals von dem Ultraschallsender (S) in den Fluidleiter (L) zur Erfassung und Auswertung der Amplituden des vom Ultraschallempfänger (E) empfangenen Ultraschallimpulses eine Nullpunktermittlung durchgeführt wird.
Verfahren zur Gasblasendetektion in einem Fluidleiter (L) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem in dem vorgegebenem Zeitfenster (26) ermittelten Spitzenwert und dem vorher ermittelten Nullpunkt die Signaldifferenz ermittelt wird und diese als kompensierte Signalamplitude für jegliche weitere Auswertung verwendet wird.
Vorrichtung zur Gasblasendetektion in einem Fluidleiter (L), mit einer Ultraschallmesseinrichtung (M), die einen Ultraschallsender (S) und einen Ultraschallempfänger (E) enthält, um einen Ultraschallimpuls in den Fluidleiter (L) abzugeben und nach Durchgang durch den Fluidleiter (L) zu empfangen, und mit Zeitsteuereinrichtungen (8), die ausgelegt sind, den Empfang des Ultraschallimpulses nach Durchquerung des Fluidleiters (L) auf ein vorgegebenes Zeitfenster (26) zu beschränken, dadurch gekennzeichnet, dass Spitzenwertermittlungseinrichtungen (W) für die Amplituden des Ultraschallimpulses nach Durchquerung des Fluidleiters (L) vorgesehen sind.
Vorrichtung zur Gasblasendetektion in einem Fluidleiter (L) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitzenwertermittlungseinrichtungen (W) ausgelegt sind, den negativen Spitzenwert der Amplituden des empfangenen Ultraschallimpulses zu ermitteln.
Vorrichtung zur Gasblasendetektion in einem Fluidleiter (L) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass Verstärkungseinrichtungen (4) enthalten sind, die den Spitzenwertermittlungseinrichtungen (W) vorgeschaltet sind.
Vorrichtung zur Gasblasendetektion in einem Fluidleiter (L) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass den Spitzenwertermittlungseinrichtungen (W) ein Analog-Digital-Wandler (6) nachgeschaltet ist.
Vorrichtung zur Gasblasendetektion in einem Fluidleiter (L) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zur Auswertung der Ausgabe der Spitzenwertermittlungseinrichtungen (W) ein Mikrocontroller (7) vorgesehen ist.
Vorrichtung zur Gasblasendetektion in einem Fluidleiter (L) nach den Ansprüchen 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Analog-Digital-Wandler (6) in dem Mikrocontroller (7) integriert ist.
Vorrichtung zur Gasblasendetektion in einem Fluidleiter (L) nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitzenwertermittlungseinrichtungen (W) einen Haltekondensator (16) enthalten.
Vorrichtung zur Gasblasendetektion in einem Fluidleiter (L) nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Nullpunktermittlungssteuerung vorgesehen ist, um vor jeder Abgabe eines Ultraschallsignals von dem Ultraschallsender (S) in den Fluidleiter (L) eine Nullpunktermittlung durchzuführen.
Vorrichtung zur Gasblasendetektion in einem Fluidleiter (L) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass Signaldifferenzermittlungseinrichtungen vorgesehen sind, um aus dem in dem vorgegebenem Zeitfenster (26) ermittelten Spitzenwert und dem vorher ermittelten Nullpunkt die Signaldifferenz zu ermitteln und diese als kompensierte Signalamplitude für jegliche weitere Auswertung zu verwenden.
Vorrichtung zur Gasblasendetektion in einem Fluidleiter nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Nullpunktermittlungssteuerung und ggf. die Signaldifferenzermittlungseinrichtungen in einem Mikrocontroller (7) enthalten sind.