Verfahren zur Messung der Laufzeit eines Ultraschallpulses bei der Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit eines Gases in einem Atemgasvolumenstromsensor

• Main Authors: GERDER, HENNING, KUEHN, HENNING
• Format: Patent
• Language: German
• Published: 11.09.2008
• Subjects: DIAGNOSIS; HUMAN NECESSITIES; HYGIENE; IDENTIFICATION; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT; MEASURING; MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION,OR SHOCK; MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUIDLEVEL; MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; METERING BY VOLUME; PHYSICS; SURGERY; TESTING

Dargestellt und beschrieben ist ein Verfahren zur Messung der Laufzeit eines Ultraschallpulses bei der Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit eines Gases in einem Atemgasvolumenstromsensor (1), wobei der Atemgasvolumenstromsensor (1) einen Strömungskanal (3) mit einer Messstrecke aufweist, wobei die Messstrecke parallel oder unter einem Winkel (alpha) kleiner als 90° zum Strömungskanal (3) angeordnet ist und wobei die Messstrecke einen Ultraschallsender (5) und einen Ultraschallempfänger (7) aufweist. Die Aufgabe, ein Verfahren anzugeben, um aus dem Empfangssignal die Laufzeit des Ultraschallpulses zu bestimmen, ohne dass die Dämpfung des Ultraschallpulses einen Einfluss auf die Laufzeitmessung hat, wird dadurch gelöst, dass ein Ultraschallpuls durch einen Aussendepuls an den Ultraschallsender (5) ausgelöst wird, dass der Ultraschallempfänger (7) ein Empfangssignal ausgibt, dass das Empfangssignal als Funktion der Zeit nach dem Aussendepuls als ein erster Empfangssignaldatensatz aufgezeichnet wird, dass die Korrelationsfunktion des ersten Empfangssignaldatensatzes mit einem ersten Musterdatensatz gebildet wird und dass aus dem Zeitpunkt des Korrelationsmaximums die Laufzeit des Ultraschallpulses bestimmt wird. A method is provided for measuring the run time of an ultrasonic pulse in the determination of the flow velocity of a gas in a breathing gas volume flow sensor (1). The breathing gas volume flow sensor (1) has a flow duct (3) with a measuring section, wherein the measuring section is arranged in parallel to or at an angle (α) smaller than 90° to the flow duct (3). The measuring section has an ultrasound transmitter (5) and an ultrasound receiver (7). The method determines the run time of the ultrasonic pulse from the receiving signal spectrum without the damping of the ultrasonic pulse having an effect on the run time measurement by an ultrasonic pulse being triggered by a transmitting pulse at the ultrasound transmitter (5). The ultrasound receiver (7) sends a receiving signal and the receiving signal is recorded as a first receiving signal data record as a function of time after the transmitting pulse. A correlation function of the first receiving signal data record is formed with the first sample data record. The run time of the ultrasonic pulse is determined from the point in time of the correlation maximum.