Aparato ultrasónico y método para medir la concentración y el caudal de gas.

Un aparato ultrasónico para medir la concentración y el caudal de un gas de muestra,

que comprende:

un conducto para que fluya el gas de muestra;

un primer dispositivo ultrasónico de transmisión-recepción montado en el interior del conducto;

un segundo dispositivo ultrasónico de transmisión-recepción montado en el interior del conducto de forma que quede enfrentado con el primer dispositivo ultrasónico de transmisión-recepción;

un conmutador de transmisión-recepción para conmutar el modo de funcionamiento de los dispositivos ultrasónicos de transmisión-recepción primero y segundo entre un modo de transmisión para transmitir ondas ultrasónicas y un modo de recepción para recibir ondas ultrasónicas; un sensor de temperatura, situado dentro del conducto, para medir la temperatura del gas de muestra que fluye a través del conducto;

generando el primer dispositivo ultrasónico de transmisión-recepción, cuando se encuentra en el modo de transmisión, ondas ultrasónicas que viajan hacia adelante con respecto a la dirección de flujo del gas de muestra, y generando dicho dispositivo, cuando se encuentra en el modo de recepción, forma de onda que viaja hacia atrás sobre la base de las ondas ultrasónicas recibidas que fueron generadas por el segundo dispositivo ultrasónico de transmisión-recepción;

generando el segundo dispositivo ultrasónico de transmisión-recepción, cuando se encuentra en el modo de transmisión, ondas ultrasónicas que viajan hacia atrás con respecto a la dirección de flujo del gas de muestra, y generando dicho dispositivo, cuando se encuentra en el modo de recepción, forma de onda que viaja hacia adelante sobre la base de las ondas ultrasónicas recibidas que fueron generadas por el primer dispositivo ultrasónico de transmisión-recepción;

medios para generación de señales de disparo cuando las formas de onda que viajan hacia adelante y las que viajan hacia atrás superan un nivel predeterminado;

medios para generación de señales de paso por cero hacia adelante y hacia atrás cuando las formas de onda que viajan hacia adelante y las que viajan hacia atrás superan un nivel cero;

medios de cálculo del tiempo de propagación, acoplados al sensor de temperatura, a los medios para generación de señales de disparo y a los medios para generación de señales de paso por cero, para (1) calcular un posible rango de tiempos de propagación sobre la base de la temperatura del gas detectada por el sensor de temperatura, (2) determinar si las fases en las cuales dos primeras señales de disparo, generadas respectivamente sobre la base de las formas de onda que viajan hacia adelante y de las que viajan hacia atrás, coinciden o no la una con la otra, (3) procesar las señales de paso por cero de tal manera que las fases coincidan la una con la otra si no lo hacían antes, (4) obtener instante de tiempo de paso por cero de referencia por cálculo del valor medio de los instantes de tiempo de paso por cero en dirección hacia adelante y en dirección hacia atrás, (5) obtener un punto de recepción ultrasónico restando un múltiplo entero del ciclo de las ondas ultrasónicas de tal manera que los resultados de la resta caigan dentro del posible rango de tiempos de propagación y (6) estimar el tiempo de propagación ultrasónica sobre la base de el punto de recepción ultrasónico.