METHOD AND DEVICE FOR LOCALIZING MEASURING POINTS USING ULTRASONIC PULSES

Abstract: A description is given of a method and a device for localising a measuring point (11) in a prescribed co-ordinate system with the aid of ultrasonic shock pulses. There are at least three ultrasonic receivers (12, 15). By measuring the propagation times of the pulses and evaluating these propagation times in a data processing installation, it is possible to determine very precisely the location of the measuring point in the prescribed co-ordinate system. In order to achieve a high resolution, the rising edge of the shock pulses is as steep as possible and is strongly attenuated. The method and the device can be applied in the form of a scanner in order to measure a surface and further for medical diagnostics and rehabilitation, etc. Also described are the circuit arrangement with which the intended high resolution and the high precision are achieved, and an exemplary embodiment of an ultrasonic transmitter. <IMAGE>

Description: Beschreibung Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen des Ortes wenigstens eines Messpunktes in einem vorgegebenen Koordinatensystem mit Hilfe von Ultraschallimpulsen, wie dies in den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 bzw. 4 angegeben ist. Ein solches Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind beschrieben in einem Aufsatz der Erfinder dieser Patentanmeldung, erschienen in der Zeitschrift Funktionelle Diagnostik in der Orthopädie", Enke, Stuttgart 1979, Seiten 69 - 72. Dieses sogenannte Echtzeit-Ultraschall Topometer wird dort für die medizinische Diagnose eingesetzt, insbesondere zur Darstellung von Bewegungsabläufen von Patienten an zu untersuchenden Körperstellen, beispielsweise am Kniegelenk oder an der Wirbelsäule. Dort verwendet man Ultraschallsender, die bei ihrem Anstoss eine kugel symmetrische Stosswelle abstrahlen. Dieses bekannte Verfahren hat sich an und für sich bewährt. Die vorliegende Erfindung bezweckt eine weitere Ausgestaltung dieses bekannten Verfahrens bzw. dieser bekannten Vorrichtung, einschliesslich des Einsatzes bei weiteren Anwendungsgebieten, insbesondere der Ausmessung von Oberflächen allgemein. Bei dem bekannten Verfahren hat man Stosswellen verwendet, die nach ihrer Definition erst nach einer Vielzahl von Schwingungen auf die Amplitude Null abfielen. Auch ist dort nichts über die Steilheit der Anstiegsflanke dieser Stosswellen ausgesagt. Die dort verwendeten verhältnis mässig langen Wellenzüge für die Stosswellen führen aber zu einem verhältnismässig schlechten Auflösungsvermögen, weil man erst das Abklingen des Wellenzuges abwarten muss, ehe man den nächsten Ultraschallimpuls aussenden kann. Schnellere Bewegungen lassen sich nach diesem bekannten Verfahren also nicht befriedigend darstellen bzw. auflösen. Hingewiesen sei auch noch auf die deutsche Offenlegungsschrift 24 22 837, die ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen dreidimensionaler Koordinaten von Modellen beschreibt, und zwar ebenfalls mit Hilfe von Ultraschallimpulsen. Hierzu wird ein Sender an einem Koordinatensystem befestigt und die Laufzeiten der ausgesendeten Ultraschallimpulse werden gemessen und ergeben nach ihrer Auswertung das auszumessende Profil in den drei Koordinaten Ebenfalls wird dort ein Taster beschrieben, der aus einem längli-chen Stift besteht, an dem voneinander beabstandet zwei Ultraschallsender befestigt sind, die an einer Seite des Stiftes angebracht sind. In einer Verlängerung der diese beiden Ultraschallsender verbindenden Linie befindet sich eine gegenüber dem eigentlichen Taststift abgebogene Tastspitze dieses Tasters . Dieser Taster wird dann von Hand über die abzutastende Fläche geführt, wobei wiederum die Laufzeiten der Ultraschallimpulse zu einem raumfesten Empfänger ausgemessen und ausgewertet werden. Hieran ist es aber insbesondere nachteilig, dass man beim Abtasten der Kontur der Fläche stets sorgfältig darauf achten muss, dass die beiden Sender ihre Impulse gerichtet zum Empfänger abstrahlen, weil der Empfänger sonst die Signale nicht mehr mit ausreichender Stärke empfängt. Auch muss man beim Abtasten darauf achten, dass der Taststift möglichst genau parallel zu sich bleibt. Kippt man nämlich den Taster um einen wesentlichen Winkel, so kann ebenfalls der Empfänger aus dem Abstrahlungsbereich der Sender geraten und zusätzlich wird hierbei das durch die beiden Sender und den Empfänger gebildete Messdreieck so verzerrt, dass diese Verzerrung anschliessend in der angeschlossenen datenverarbeitenden Anlage nicht mehr korrigiert werden kann. Diese Einschränkungen sind für einen handgeführten Taster in der Praxis unzuträglich. Diese Druckschrift enthält keinen Hinweis über die Art der abzustrahlenden Ultraschallwellen. Es ist dort noch nicht einmal angegeben, dass man Ultraschallimpulse verwenden soll. Hingewiesen sei auch auf einen Aufsatz der Erfinder der vorliegenden Anmeldung, erschienen in der Zeitschrift für Orthopädie, April 1982, Seiten 115 bis 120. In diesem Aufsatz werden medizinische Anwendungen für das Verfahren der Echtzeit-Ultraschall-Topometrie gegeben, nämlich bei der operativen Behandlung des Kniegelenks. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, dass eine oftmalige, schnell aufeinanderfolgende Wiederholung der vorstehend beschriebenen Messung des Ortes eines Messpunktes in dem Koordinatensystem die Bewegung dieses Messpunktes in dem Koordinatensystem ergibt. Wegen der praktisch nicht vorhandenen Zeitverzögerung zwischen der Ausführung der Bewegung und deren Messung, ggfs. einschliesslich deren Sichtbarmachung, beispielsweise auf einem Monitor, erhält die beobachtende Person, ggfs. der behandelnde Arzt oder auch der Patient selbst, sofort eine Darstellung der durchgeführten Bewegung. Aus diesem Grunde wird von einer Echtzeit Topometrie gesprochen. Auch von diesem Prinzip macht die vorliegende Erfindung Gebrauch. Fernerhin sei darauf hingeweisen, dass im vorstehenden und im nachfolgenden von Ultraschallsendern und Ultraschallempfängern gesprochen wird, wobei in der Regel angegeben wird, dass sich der Sender am Messpunkt befindet und die Empfänger ortsfest, d.h. unbeweglich sind. Es können aber die Sender und die Empfänger auch gegeneinander vertauscht werden, weil es nur auf die Laufzeiten der zwischen Sender und Empfänger ausgestrahlen Impulse ankommt. In diesem Fall ist dann der Empfänger am Messpunkt und die Sender sind ortsfest. Weiterhin sei in diesem Zusammenhang erwähnt, dass man wenigstens vier dieser Geräte braucht, dvh. wenigstens drei Sender und einen Empfänger oder wenigstens drei Empfänger und einen Sender. Auch dies beruht auf einfachen geometrischen Überlegungen. Ausgehend von einem eingangs genannten Verfahren, wie es in dem erwähnten Aufsatz der Anmelder, erschienen in der Zeitschrift "Funktionelle Diagnostik in der Orthopädie 1979, beschrieben ist, liegt daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, dieses Verfahren so zu verbessern, dass insbesondere die Auflösung bei der Messung des Ortes des Messpunktes weiterhin fühlbar verbessert wird. Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass man den Ultraschallsender zu einem Stossimpuls erregt, dessen Anstiegsflanke möglichst steil ist und die weniger als 900 beträgt und dass der Stossimpuls höchstens sechs Schwingungen enthält. Anstelle von Stosswellen verwendet man erfindungsgemäss also Stossimpulse, die sehr rasch gedämpft werden. Vorzugsweise ist der Stossimpuls schon nach zwei, drei oder maximal vier vollen Schwingungen vollständig gedämpft. Die Anstieg flanke des Stossimpulses soll aber möglichst steil sein, damit die volle Energie des Impulses sofort zur Verfügung steht. Allerdings soll die Anstiegsflanke unter 900 bleiben weil sonst die Schwingungsenergie vollständig in der den Sender umgebenden Luft adsorbiert wird. Die Vorteile des erfindungsgemässen Verfahrens bestehen darin, dass praktisch keine Analysezeit benötigt wird, um die Frequenz zu erkennen. Es ergeben sich sehr kurze Totzeiten, die sonst dadurch bedingt werden, dass die nächste Messung erst dann durchgeführt werden kann, wenn der Impuls wiederzurRuhe gekommen ist. Damit verbunden ergibt sich also beim erfindungsgemässen Verfahren eine besonders hohe räumliche und zeitliche Auflösung. In erster Linie denkt man beim erfindungsgemässen Verfahren daher an eine oftmalige Wieder holung der Messung des Messpunktes zwecks Darstellung seiner Bewegung in den Raumkoordinaten, üblicherweise in kartesischen Koordinaten. Es kann aber auch ein anderes Koordinatensystem verwendet werden, beispielsweise Polarkoordinaten. Die Anstiegsflanke des erfindungsgemäss verwendeten Stossimpulses soll so gewählt werden, dass seine Absorption in der Umgebungsluft, die mit wachsender Steilheit der Anstiegsflanke wächst, und die an die Umgebungsluft abgegebenen Schallintensität, die ebenfalls mit wachsender Steilheit der Anstiegsflanke wächst, in einem vernünftigen Verhältnis zueinander stehen. Üblicherweise wird man Anstiegsflanken zwischen 450 und 800 verwenden, und zwar eher im oberen Bereich. Bei vielen Anwendungsfällen wird man mehrere der Ultra schallsender an entsprechenden Messpunkten befestigen, insbesondere bei medizinischen Anwendungen. Damit die nachgeschaltete datenverarbeitende Anlage erkennen kann, welches der Empfangssignale der Empfänger welchem Sender zugeordnet ist, werden die Ultraschallsender zeitlich nacheinander zu den Stossimpulsen erregt Es gibt nun Anwendungsfälle, bei denen sich die Entfernung zwischen den mehreren Sendern und dem oder den Empfängern während einer Messreihe ständig ändert, beispielsweise wenn ein Patient auf einem Laufband läuft. Hierbei kann es also vorkommen, dass, bedingt durch diese Abstandsänderungen, die Impulse beim Empfänger in einer Reihenfolge ankommen, die anders ist als die Reihenfolge bei der vorhergehenden Messung. Um auch hier die richtige Zuordnung der Impulse in ihrer zeitlichen Abfolge sicherzustellen, werden bei dieser Fallgestaltung die Massnahmen nach Anspruch 8 herangezogen. Hierzu bestimmt man in einem kurzen Vorversuch die grösste Verzögerungszeit der Sender untereinander, die während beispielsweise des Laufens des Patienten auf dem Laufband zu erwartne ist. Man stellt dann an der Elektronik den zeitlichen Abstand in der nacheinander erfolgenden Zündung der Sender so ein, dass während dieser Messreihe die Impulse an den Empfängern stets in dieser vorgegebenen Reihenfolge eintreffen, und zwar unabhängig davon, ob einige der Sender während der Messung andere der Sender räumlich überholen oder nicht. Diese zeitlichen Verzögerungen wird man aus praktischen Gründen einander gleich wählen, damit man mit einer einzigen Einstellun auskommt. Diese Massnahmen ergeben eine fühlbar erhöhte Rechnergeschwindigkeit, weil der Rechner jetzt weiss, dass bei allen Versuchsbedingungen die Impulse stets in der vorgegebenen Reihenfolge beim Empfänger ankommen. Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist aus den vorstehend erläuterten Gründen ebenfalls dadurch gekennzeichnet, dass man einen Ultraschallsender verwendet, der zu einem Stossimpuls erregt werden kann, dessen Anstiegsflanke möglichst steil ist und die weniger als 900 beträgt und dass der Stossimpuls höchstens sechs Schwingungen enthält. Bei einer Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens auf die Messung der Gestalt einer Oberfläche wird es bevorzugt, wenn der Ultraschallsender an einem Ende eines Taststiftes befestigt ist, dessen anderes Ende als Tastspitze ausgebildet ist. Man erhält dadurch einen gewissermassen glatt durchgehenden Taststift, der problemlos sowohl von Hand wie auch über eine geeignete Führungsbuchse oder dergleichen geführt werden kann, ohne dass hierbei die Ausbreitung der Ultraschallwellen gestört wird. Mit den Merkmalen von Anspruch 6 erreicht man, dass der Taststift auf konstruktiv einfache Weise in einem kartesichen Koordinatensystem geführt wird, wobei gegebenenfalls eine dieser Koordinaten blockiert wird. Blockiert man beispielsweise die Höhenkoordinate, so fährt der Taststift auf der abzutastenden Oberfläche Linien gleicher Höhe ab, die dann ausgemessen werden. Eine andere Ausführungsform kennzeichnet Anspruch 7, wobei dann der Taststift von Hand geführt werden kann. Weil hierbei drei der Sender an der Oberseite des Taststiftes befestigt sind, ist man völlig frei mit der Bewegung des Taststiftes, d.h. der Taststift kann auch gekippt oder gedreht werden, was bei dem Taststift der eingangs erläuterten deutschen Offenlegungsschrift nicht möglich war. Die zugehörigen Empfänger befinden sich auch in diesem Fall im Abstrahlbereich der Sender, d.h. üblicherweise in einem ausreichenden Abstand über den Sendern. Eine wichtige Ausgestaltung der Erfindung ist in Anspruch gekennzeichnet, wobei man die Empfänger, nicht wie bei dem geschilderten Vorbild, nur in einer Ebene vor der betreffenden Person anordnet, sondern an beliebigen Orten ausserhalb dieser Ebene. Hier ist zu berücksichtigen, dass die Sender die Impulse bevorzugt in einer Richtung nach vorne abstrahlen. Bewegt sich nun die Person, so konnte es beim Stand der Technik passieren, dass der Kegel der Schallabstrahlung aus dem Empfangsbereich der Empfänger fiel, bzw. dass die Impulse durch Körperteile der Person absorbiert wurden, so dass diese Information verlorenging. Diese Nachteile werden durch die Massnahmen nach Anspruch 9 vermieden. Auch kann man hierdurch Reflexionen der Impulse an den Wänden des Raums besser ausschalten. Nach Anspruch 10 wird durch den ausserhalb der Ebene angeordneten vierten Empfänger eine zweite Ebene aufgespannt, die zu der ersten Ebene senkrecht steht. Allgemein wird man alle Empfänger auf der Oberfläche eines Quaders anordnen, was zu einer fühlbaren Vereinfachung der Auswertung der Messsignale führt. Die Empfänger ordnet man beispielsweise an den Eckpunkten eines Quaders an, wobei die Abstände zwischen den Empfängern ausreichend gross sein sollen, um eine gut definierte Basis für die Messstrecken zu bieten. Gegebenenfalls wird man die Empfänger auch hinter oder seitlich der betreffenden Person bzw. der Messpunkte anordnen, um auch in diese Richtungen abgestrahlte Signale empfangen zu können. Patentanspruch 11 gibt wichtige Merkmale an, mit denen erreicht wird, dass die Messwerte mit grosser Genauigkeit und Schnelligkeit zur Verfügung stehen und angezeigt werden. Sobald der Zeitgeber einen Impuls abgibt, wird der betreffende Ultraschallsender zu einem Stossimpuls erregt, der sich durch eine hohe Amplitude und damit durch einen hohen Energieinhalt sowie durch eine nur kurzzeitige Erregung mit sofort daran anschliessendem Abfall auf Null auszeichnet. Der Stossimpuls hat vorzugsweise nur eine einziqe Anstieqsflanke und geht dann sofort auf die Intensität Null zurück, oder doch im wesentlichen auf Null. Fehlmessungen werden dadurch weitestgehend ausgeschlossen. Gleichzeitig mit der Aussendung des Startimpulses über den Zeitgeber wird der Zähler auf Null gesetzt, der jetzt die ihm fortlaufend zugeführten Schwingungen des HF-Oszillators zählt. Diese Zahl wird in den empfängerseitigen Speicher übertragen, sobald dieser den Empfangsimpuls erhält. Die im Speicher befindliche Zahl ist somit ein direktes Mass für das Zeitintervall zwischen dem Aussenden des Stossimpulses und dessen Empfang im Empfänger. Aufgrund der bekannten Fortpflanzungsgeschwindigkeit des Schalls in dem betreffenden Medium, im allgemeinen in Luft, kann daraus direkt die Entfernung zwischen Sender und Empfänger angezeigt werden. Es ist auch möglich, die Schaltungsanordnung so zu treffen, dass der Zähler die ihm vom HF-Oszillator zugeleiteten Impulse ständig an den empfängerseitigen Speicher weiterleitet, der dann die betreffende Zahl anzeigt, sobald er den zugehörigen Empfangsimpuls erhäl Auf die beschriebene Art und Weise werden alle Impulse zwischen einem Sender und wenigstens drei Empfängern verarbeitet, und zwar unter Zuhilfenahme der erwähnten EDV-Anlage einschliesslich ihres Programms. Mit der beschriebenen Vorrichtung ist es ohne weiteres möglich, den Ort des Messpunktes innerhalb einer Kugel mit einem Durchmesser kleiner als 1 mm zu bestimmen. Diese Messungen werden kurz nacheinander wiederholt, wobei die Wiederholungsfrequenz durch die Frequenz des Zeitgebers bestimmt ist. Dies ist daher vorzugsweise einstellbar, beispielsweise zwischen Werten von 1 und 100 Hz. Je nach der jeweils verwendeten Messanordnung, wobei insbesondere die Zahl der jeweils verwendeten Sender und Empfänger eine Rolle spielt sowie das zur Auswertung der Signale eingesetzte Software-Programm und natürlich auch die Schmelligkeit des verwendeten Rechners, wird man die Frequenz des Zeitgebers auf einen passenden Wert einstellen, der natürlich eine den jeweiligen Umständen angepasste gute zeitliche Auflösung ergeben sollte. Versuche haben gezeigt, dass bei Frequenzen um 40 Hz bei einer nicht zu grossen Anzahl von Sendern und Empfängern gute Messergebnisse erzielbar sind. Die Schwingungsfrequenz des HF-Oszillators stellt man vorteilhaft so ein, dass die in der Anzeige erscheinende Zahl, die, wie erläutert, proportional zur Laufzeit des Stossimpulses ist und damit auch proportional zur Entfernung zwischen Sender und Empfänger, direkt eine Anzeige für die jeweils gemessene Entfernung in dem betreffenden Mass system, im allgemeinen im metrischen System, gibt. Nachdem die Schallgeschwindigkeit in Luft bei einer Temperatur von 200 C bekanntlich 343,8 m/sek. beträgt, bringt es daher für den Schaltungsaufwand und die Anzeige Vorteile, wenn man die Frequenz des HF Oszillators auf einen Zahlenwert einstellt, der diesem Zahlenwert entspricht, multipliziert mit 10n, wobei n eine Zahl = 1, 2, 3 ... ist. Vorzugsweise ist n = 4, wobei dann die auf der Anzeige erscheinenden Zahlen die Jeweils gemessene Entfernung direkt in ein Zehntel Millimeter wiedergeben. Dieselben Überlegungen gelten natürlich auch für Anzeigen in anderen Masssystemen, beispielsweise im Zoll-System. Nachdem die Schallgeschwindigkeit in Luft temperaturabhängig ist, kann auch die Frequenz des HF-Oszillators einstellbar sein, um zur Erzielung einer noch verbesserten Messgenauigkeit auch Temperaturschwankungen oder Abweichungen von der erwähnten Zimmertemperatur 0 von 20 C zu berücksichtigen. Es wurde bereits erwähnt, dass es wesentliche Vorteile mit sich bringt, wenn der Ultraschallsender Stossimpulse abgibt. Um dies zu erreichen, gibt es mehrere konstruktive Möglichkeiten. Besondere Vorteile gibt ein Ultraschallsender aus piezokeramischem Material, obgleich auch andere Prinzipien verwendet werden können, wie weiter unten noch näher erläutert werden wird. Ein solcher Ultraschallsender ist vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass er zwei gleichformatige, übereinander gelegte und miteinander verklebte Plättchen aus piezokeramischem Material aufweist, die so polarisiert sind, dass sie bei Anlegen einer Spannung vorgegebener Polarität an ihre metallisierten Aussenflächen kugelschalenförmig in der einen Richtung und bei Spannungsumkehr in der anderen Richtung ausgelenkt werden und die an ihrer Unterseite im Bereich ihrer Kanten schwingungsgedämpft an einem Gehäuse befestigt sind. Dieser Ultraschallsender strahlt eine nahezu ideale Kugelwelle nullter bzw. erster Ordnung aus, verbunden mit einer hohen, stossartig ansteigenden Amplitude, d.h. mit anderen Worten den angestrebten Stossimpuls. Auch dies wird weiter unten noch näher erläutert. Bevorzugt wird es, wenn der Durchmesser der Plättchen klein ist im Vergleich zu der Wellenlänge des abzu strahlenden Schalls in dem piezokeramischen Material. Bei diesen Bedingungen wird ein Kugelstrahler nullter Ordnung erreicht. Versuche haben gezeigt, dass sich besonders gute Ergebnisse erzielen lassen, wenn die Plättchen quadratisch sind und nur an ihren Ecken am Gehäuse befestigt sind. Bei vielen Anwendungsfällen ist es vorteilhaft, wenn die Ultraschallsender die Stossimpulse in einem möglichst grossen Raumwinkel abstrahlen, um nämlich sicherzustellen, dass jeder Stossimpuls von wenigstens drei Empfängern empfangen und ausgewertet wird, und zwar unabhängig von den Jeweiligen Bewegungen und auch Verschwenkungen des Messpunktes mitsamt dem an ihm befestigten Ultraschallsender. Andererseits hat die Abstrahlung in einem grossen Raumwinkel den Nachteil einer fühlbar verringerten Empfangsleistung. Hierzwischen wird man also einen Kompromiss suchen. Um zu erreichen, dass der Stossimpuls in einem möglichst grossen Winkel im Raum abgestrahlt wird, wird es bevorzugt, wenn eine Lochblende dicht vor der schallabstrahlenden Fläche der Plättchen angeordnet ist. An der Kante der Lochblende wird der Stossimpuls gebeugt und erreicht somit die gewünschte Raumabstrahlung. Der Durchmesser des Lochs der Lochblende soll in der Grössenordnung der Wellenlänge liegen, um zu grosse Energieverluste durch die Blende zu verhindern. Gute Ergebnisse wurden mit Lochblenden mit einem Durchmesser von etwa 4 mm bei einer Schallwellenlänge von 7 mm erzielt. Die Lochblende wird vorzugsweise sehr nahe, beispielsweise in einem Abstand von etwa 0,1 mm, vor der schwingenden Fläche der Plättchen angebracht. Dadurch wird der akustische Kurzschluss, den die Rückseite der Membran (=schwingende Plättchenanordnung) mit ihrer Vorderseite hat, zum grössten Teil blockiert und die Energieabstrahlung weiterhin verbessert. Es dient demselben Zweck, wenn auf die schallabstrahlende Fläche der Plättchen ein Schalltrichter aufgesetzt ist. Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, aus denen sich weitere wichtige Merkmale ergeben. Es zeigt: Fig. 1 - perspektivisch und schematisch den grundsätzlichen Aufbau eines Tastgeräts nach der Erfindung; Fig. 2 - ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Messverfahrens bei dem Tastgerät nach Fig. 1. Es sei erwähnt, dass die in Fig. 2 gezeigte Schaltung auch bei allen anderen Anwendungen der Erfindung Verwendung findet. Fig. 3 - perspektivisch einen von Hand geführten Taster in Abänderung der Vorrichtung nach Fig. 1; Fig. 4 - perspektivisch und ebenfalls schematisch eine erfindungsgemässe Vorrichtung zur Ausmessung von Messpunkten an einem Menschen, wobei die Empfänger im Raum angeordnet sind; Fig. 5 - schematisch und perspektivisch einen erfindungsgemässen Ultraschallsender zur Erläuterung des gründsätzlichen Aufbaus dieses Senders; Fig. 6 - in einer Seitenansicht den Ultraschallsender nach Fig. 5 im Ruhezustand; Fig. 7 - den Sender nach Fig. 5 und 6 in vorgespann tem Zustand; Fig. 8 - den Sender nach Fig. 5 bis 7 bei der Abgabe eines Ultraschall-Stossimpulses; Fig. 9 - schematisch den hierbei abgebenen Stossimpuls, wobei dessen Amplitude über der Zeit aufge tragen ist. Zunächst sei das Messverfahren in seinen Grundzügen anhand von Fig. 2 erläutert, die eine nur eindimensionale Messstrecke zeigt mit einem einzigen Ultraschallsender 1 und einem einzigen Ultraschallempfänger 2. Ein frei schwingender Oszillator 3, der beispielsweise auf eine Frequenz von 25 Hz eingestellt ist, gibt an einen Senderverstärker 4 beispielsweise alle 40 msec einen Startimpuls, worauf der Sender 1 dann ein Ultraschall signal abgibt. Gleichzeitig wird ein Zähler 5 auf Null gesetzt, der daraufhin die Impulse eines Quarzoszillators 6 zu zählen beginnt. Der Oszillator 6 schwingt beim angenommenen Beispiel mit 3,438 MHz. Nach einer bestimmten Laufzeit des vom Sender 1 abgegebenen Ultraschallimpulses, welche Laufzeit von der Entfernung zwischen Sender und Empfänger abhängt, wird der Impuls im Empfänger 2 empfangen. In diesem Augenblick sendet der Empfänger 2 ein Übernahmesignal an einen Zwischenspeicher 7 (Latsch-Zwischenspeicher), der daraufhin den gegenwärtigen Zählerstand des Zählers 5 (über die Leitung 8) übernimmt. Das Empfangssignal ist vorher in einem Empfängerverstärker 9 verstärkt worden. Der vom Zähler 5 in den Zwischenspeicher 7 übernommene Zählerstand wird im Speicher 7 bis zum entsprechenden Impuls bei der nächsten Einzelmessung gespeichert. Ein Treiber (Decoder-Treiber) stellt den Inhalt des Speichers 7 jeweils auf einer Anzeige 10 dar. Dies ist beispielsweise ein Sieben-Segment Leuchtdioden-Display. Da die Schallgeschwindigkeit in Luft (bei einer Temperatur von 200 C) genau 343,8 m pro Sekunde beträgt, zeigt die Anzeige 10 die Entfernung zwischen Sender 1 und Empfänger 2 in ein Zehntel mm an. Die Temperaturabhängigkeit beträgt dabei 0, 2 % pro 10 Temperaturdifferenz, gemessen in Grad Celsius. Mit anderen Worten wird die Anzeige durch die Abstimmung der Schwingungen des Oszillators 6 auf die Schallgeschwindigkeit in Luft vereinfacht. Der Oszillator 6 kann in seiner Schwingungsfrequenz auch so geregelt werden, dass er die erwähnte Temperaturabhängigkeit der Schallgeschwindigkeit in Luft selbsttätig berücksichtigt. Natürlich kann er auch auf andere Frequenzen eingestellt werden, wobei dann die Anzeige 10 entsprechend geeicht werden muss. Auf die beschriebene Weise erhält man somit in der Anzeige 10 die Entfernung zwischen Sender 1 und Empfänger 2, und zwar bei diesem Beispiel auf Zehntel Millimeter genau. Wiederholt man die vorstehend beschriebene Entfernungsmessung bei sich bewegendem Sender 1 und/oder Empfänger 2, so gibt die Anzeige 10 anschliessend die neue Frequenz wieder. Weil der Oszillator 3 als Zeitgeber wirkt und beispielsweise mit einer Frequenz von 25 Hz schwingt, werden die Messungen beim angegebenen Beispiel 25 mal pro Sekunde wiederholt. Dies ergibt eine sehr gute Darstellung bei nicht zu schnellen Bewegungen zwischen Sender 1 und Empfänger 2. Die Anzeige 10 kann beispielsweise auch als Analogschreiber, Fernsehschirm-Monitor und/oder Drucker ausgebildet sein. Weil im Speicher 7 alle Daten zur Verfügung stehen, können daraus auch andere Grössen abgeleitet werden, beispielsweise die Geschwindigkeit, mit der sich der Abstand zwischen Sender 1 und Empfänger 2 ändert, die daraus abgeleitete Beschleunigung usw. Alles dies kann ebenfalls zur Anzeige gebracht werden. Der Baustein 7 ist dann kein reiner Speicher mehr, sondern wird zu einer elektronischen Datenverarbeitungsanlage (EDV-Anlage) ausgebaut. Verwendet man nun nicht nur einen Empfänger 2, sondern drei räumlich voneinander getrennte Empfänger, die raumfest angeordnet sind, und gibt man in die EDV-Anlage deren Abstände relativ zu einem vorgegebenen Koordinatensystem ein, so kann man auch die Bewegung des Senders 1 im Raum messen. Bei diesem Beispiel wird angenommen, dass der Sender 1 bewegt wird und die Empfänger 2 raumfest angeordnet sind. Es ist aber auch eine umgekehrte Anordnung mit raumfesten Sender 1 und beweglichen Empfängern 2 grundsätzlich möglich, wenngleich von der Software der EDV-Anlage her aufwendiger. Dieses Prinzip macht man sich nun bei dem erfindungsge mäusen Tastgerät nach Fig. 1 zunutze. Dort soll die Oberfläche eines Prüflings 11 ausgemessen werden. Fig. 1 zeigt, dass dessen Oberfläche in allen drei Dimensionen gebogen ist. Mit dem beschriebenen Gerät können aber auch die Oberflächen von einfacheren Körpern ausgemessen werden, deren Dimensionen sich beispielsweise in einer Axe nicht ändern. Ein Taststift 12 ist an seinem unteren Ende mit einer Tastspitze 13 versehen, die die Oberfläche 14 des Prüflings 11 längs vorgegebener Linien abtastet. In einem vorgegebenen rechtwinkeligem Koordinatensystem steht der Taststift 12 senkrecht. An seinem oberen Ende ist der Sender 1 befestigt. Dieser strahlt Ultraschall-Druckimpulswellen mit möglichst guter Annäherung an eine Kugel charakteristik aus, die bei diesem Beispiel von vier der Empfänger 2 aufgenommen werden. Es wurde bereits erläutert, dass für eine räumliche Abtastung der Oberfläche 14 wenigstens drei der Empfänger 2 notwendig sind. Der vierte Empfänger dient zur Überprüfung. Der EDV-Anlage hat man den (festen) Abstand zwischen der Tastspitze 13 und dem Sender 1 des Taststiftes 12 eingegeben. Auf die vorstehend im Zusammenhang mit Fig. 2 beschriebene Weise wird somit die Bewegung des Senders 1 gemessen, die über die bekannte Entfernung zwischen Sender 1 und Tastspitze 13 auf die Bewegung der Tastspitze 13 umgerechnet wird. Deren Bewegung über der auszumessenden Oberfläche 14 des Prüflings 11 kann dann auf der Anzeige 10 zur Darstellung gebracht werden. Die Empfänger 2 müssen nicht in einer Ebene angeordnet werden, wie zeichnerisch dargestellt. Sie sollen so angeordnet werden, dass bei allen praktisch vorkommenden Fällen jeder der Empfänger - oder doch zumindest drei dieser Empfänger - ständig die Ultraschallimpulse empfangen, deren Wege zwischen Sender und Empfänger bei Pos. 15 angedeutet sind. Ordnet man mehr als sechszehn Empfänger an, so wird der Aufwand für die Datenverarbeitung unverhältnismässig gross. Versuche haben gezeigt, dass man sehr gute Ergebnisse mit den gezeigten vier Empfängern erhält. Für den Taststift 12 ist eine Führung längs der auszumessenden Oberfläche 14 vorgesehen, die beim gezeigten Ausführungsbeispiel ebenfalls in den drei kartesischen Koordinaten angelegt ist. Hierzu ist der Taststiff 12 in einer Führungsbuchse 16 derart gehalten, dass er in der z-Richtung frei verschoben werden kann. Die Führungsbuchse 16 ist starr an einem Haltearm 17 befestigt, an dessen anderem Ende eine weitere Führungsbuchse 18 vorgesehen ist. Die Führungsbuchse 18 ist wiederum frei verschiebbar längs einer Verbindungsstange 19, die sich in der x-Richtung erstreckt. An den Enden der Verbindungsstange 18 sind weitere Führungsbuchsen 20 vorgesehen, über die die Verbindungsstange an Führungsstangen 21 frei verschiebbar ist, die sich in der y-Richtung erstrecken. Die von dem Sender 1 ausgestrahlen Ultraschallimpulse sollen soweit wie möglich gedämpft sein, damit kein Wellenzuq entsteht, der die Messung und insbesondere die Zuordnung des Impulses im Rechner sonst beeinträchtigen würde. Bevorzugt wird daher ein sehr steiler Anstieg des Druckimpulses, der sofort wieder durch eine starke Dämpfung nahe Null abfällt. Die Intensität der Ultraschallimpulse des Senders soll ausreichen, damit die Emfpänger noch eine ausreichende Impulsamplitude erhalten. Versuche haben gezeigt, dass Laufstrecken in der Grössenordnung von sechs Metern störungsfrei überbrückt werden können Dies reicht für das beschriebene Tastgerät ohne weiteres aus. Die Abstrahlungscharakteristik des Senders ist möglichst kugelförmig, was aber auch mit einem grösseren Intensitätsverlust der abgestrahlten Ultraschallimpulse bei den Emfpängern erkauft wird. Man kann sich daher mit stärker gerichteten Ultraschallimpulsen helfen, wobei dann aber dafür gesorgt werden muss, dass - unabhängig von der jeweiligen Lage des Senders 1 - jeder Impuls von wenigstens drei Empfängern empfangen wird. Werdne Prüflinge in nur einer Linie, beispielsweise in der x-y-Ebene, ausgemessen, so genügen auch zwei der Empfänger 2. Es wurde bereits darauf hingewiesen, dass man die Funktionen der Sender und Empfänger gegeneinander vertauschen kann, wobei dann mehrere Empfänger und ein Sender vorgesehen ist. Bei dieser möglichen Anordnung erhält man eine besonders hohe Auflösung der gemessenen Fläche, wenn man die Sender gleichzeitig zu den Ultraschallimpulsen anregt. Hierbei ist aber die durch die EDV-Anlage vorzunehmende Untersuchung der Relationen zwischen den Einzelnen Signalen besonders kompliziert. Man kann statt dessen daher auch die Sender in kurzen Abständen nacheinander zu den Ultraschallimpulsen erregen. Während nach Fig. 1 der Taststift 12 von dem Gestänge 16 bis 21 in allen drei Achsen geführt wird, kann grundsätzlich auch ein frei beweglicher Taststift nach Fig. 3 verwendet werden. Dieser trägt dann an seiner Oberseite nicht einen einzigen Sender sondern drei dieser Sender 1. Die Anordnung der Empfänger 2 nach Fig. 1 bleibt beibehalten. Die EDV-Anlage ermöglicht dann durch eine geeignete Programmierung über die ihr eingegebene geometrische Anordnung der drei Sender 1 und deren Entfernungen voneinander und von der Tastspitze 13 in eindeutiger Weise eine Rückrechnung auf die tatsächliche Bewegung der Tastspitze 13. Der Unterschied zwischen den Anordnungen nach Fig. 1 und 3 besteht im wesentlichen darin, dass nach Fig. 1 der Taststift in den x-y-Koordinaten geführt ist und sich in der z-Koordinate frei verschieben lässt, d.h. also nicht gekippt werden kann. Bei der Anordnung nach Fig. 3 lässt man dagegen solche Kippbewegungen zu. Die Vereinfachung durch Fortlassen der Führung wird durch eine kompliziertere Datenverarbeitung erkauft. Mögliche Zitterbewegungen der den Taststift 12 führenden Hand können ggf. durch elektronische Mittel geglättet werden. Aus den erwähnten Gründen wird aber die Anordnung nach Fig. 1 mit einem geführten Taststift, der nicht kippbar ist, bevorzugt. - - Fig. 1 zeigt auch, dass sich gerade Schnittbildmessungen durch das Festellen der Bewegungsmöglichkeit ih jeweils einer der Koordinaten gewinnen lassen. Arritiert man die Führungsbuchse 18 an einer bestimmten Stelle auf ihrer Verbindungsstange 19, so erhält man einen Längsschnitt. Arretiert man die Führungsbuchsen 20 auf ihren Führungsstangen 21, so erhält man einen Querschnitt. Arretiert man schliesslich den Taststift 12 an seiner Führungsbuchse 16, so erhält man eine Höhenlinie. Es wird daher bevorzugt, wenn an den erwähnten Führungsbuchsen 16, 18 und 20 Arretierungsmittel vorgesehen sind, beispielsweise Arretierungsschrauben. Fig. 4 zeigt eine Anwendung zu diagnostischen oder therapeutischen Zwecken, bei der am Körper einer zu untersuchenden Person (13) mehrere Ultraschallsender 11 befestigt sind, deren Stossimpulse von mehreren raumfesten Ultraschallempfängern 12 aufgefangen werden. Die Ultraschallsender 11 sind an den jeweils interessierenden Körperpartien befestigt, wie dies weiter unten noch näher erläutert wird. Die Sender 11 strahlen Ultraschall-Stosswellen mit möglichst kugelförmiger Charakteristik und einem gegebenen Öffnungswinkel ab, den man auf die Reichweite der betreffenden Messanordnung abstimmt. Raumfest sind mehrere der Ultraschallempfänger 12 vorgesehen, die so angeordnet sind, dass jede der bei Pos. 14 angedeuteten Ultraschallwellen von wenigstens dreien der Empfänger 12 aufgenommen wird. Als Beispiel ist gezeigt, dass in einer Ebene von der Untersuchungsperson 13 insgesamt drei der Empfänger 12 angeordnet sind, und zwar an den Ecken eines gedachten Quaders. Das hierbei verwendete Koordinatensystem mit den Koordinaten x, y und z ist in Fig. 1 ebenfalls angedeutet. Weitere Ultraschallempfänger 15 sind zusätzlich vorgesehen, und zwar ausserhalb der durch die Ultraschallempfänger 12 definierten Ebene. Diese zusätzlichen Ultraschallempfänger 15 können an den Ecken, Kanten oder Flächen des zeichnerisch angedeuteten, gedachten Quaders angeordnet sein, aber auch sonst an beliebigen Stellen im Raum. Sie sollen jeweils so angeordnet werden, dass sie, abhängig von der jeweils durch geführten Messung, sicher stellen, dass zumindest drei der Ultraschallempfänger 12, 15 jeden Ultraschallimpuls auf nehmen. Dies ermöglicht eine eindeutige Bestimmung des Ortes des Messpunktes. Man kennt nämlich die Abstände der drei Empfänger voneinander, ausserdem-über die Laufzeiten der Impulse - die Abstände jedes Senders 11 von jedem der Empfänger 12, 15. Durch diese Daten ist eine Pyramide de finiert, deren Spitze der Sender 11 ist. Bevorzugt wird es, wenn die Empfänger 12, 15 an Stativen, Stangen oder anderen geeigneten reflexionsarmen Halterungen im Raum einstellbar angebracht werden können. Die Stromversorgung für die Ultraschallsender 11 ist bei Pos. 16 angedeutet. Der in den Fig. 5 bis 8 gezeigte Ultraschallsender besteht in seinen wesentlichen Bauteilen aus einem Gehause 11, in dem eine schwingende Membran untergebracht ist. Diese besteht aus zwei gleichformatigen und übereinander gelegten sowie entgegengesetzt polarisierten piezokeramischen Plättchen 12, 13, die miteinander verklebt sind. Über einen Anschlussleiter 14 kann eine elektrisches Potential auf die metallisierte Oberfläche des oberen Plättchens 13 aufgebracht werden und über einen weiteren Anschlussleiter 15 ein elektrisches Potential an die metallisierte Unterseite des unteren Plättchens 12 angelegt werden. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel sind die beiden Plättchen 12, 13 quadratisch mit Kantenlängen von etwa 8 mm. Die aus den Plättchen 12, 13 bestehende schwingende Membran ist an ihren vier Ecken über Körper 16 aus Silikonkautschuk am Gehäuse 11 befestigt. Auf die Mitte der Oberseite der Membran ist weiterhin ein schallabstrahlender Trichter 17, vorzugsweise aus Kunststoffmaterial, aufgesetzt und dort mit der Membran verklebt. Das Gehäuse 11 umschliesst die Membran mit ihren Bauteilen allseitig. Nur an der Oberseite, das ist die schallabstrahlende Seite, ist über ein Loch 18 eine Blende im Gehäuse angebracht. Die Figuren 6 bis 8 erläutern die Funktionsweise dieses Ultraschallsenders. Figur 6 zeigt den Ruhezustand, bei dem also keine Spannung über die Anschlussleiter 14, 15 an der Membran anliegt. In Figur 7 ist die Membran nach unten, d.h. zum Boden des Gehäuses 11 hin, vorgespannt. Dies wird durch die Anlage einer entsprechenden Spannung an die Membran erzielt. Soll Jetzt ein Stossimpuls abgegeben werden, so wird die Spannung umgepolt und über den vorstehend beschriebenen piezokeramischen Effekt, der an sich bekannt ist, nimmt die Membran die in Figur 8 gezeigte Gestalt ein und der Stossimpuls wird über die Lochblende mit dem Loch 18 abgegeben, wie bei Pos, 19 angedeutet. Daraus ist auch ersichtlich, dass eine gute Raumcharakteristik erzielt wird. Die Aufhängung der Membran an den Kanten bzw. Ecken bringt den Vorteil einer erhöhten Amplitude mit sich, weil, wie ein Vergleich der Figuren 4 und 5 besonders deutlich ergibt, dann der mittlere Bereich der Membran aus der vorgespannten Lage nach Figur 4 über die hohe Lage nach Figur 3 in die Abstrahlungslage nach Figur 5 geht, und zwar innerhalb kürzester Zeit. Die Aufhängung der Membran über die kleinen Körper aus Silikonkautschuk oder einem anderen, schalldämmenden Material, dämpft die Schwingung sehr gut, so dass sie tatsächlich einen Impulscharakter bekommt. Der Schalltrichter 17 verstärkt die Schallabstrahlung,und die Lochblende mit dem Loch 18 ist so bemessen, dass sie einerseits über die Beugung am Rand des Lochs 18 den Abstrahlungswinkel des Stossimpulses im Raum vergrössert und andererseits aber noch ausreichend Schallenergie durch das Loch 18 hindurchtreten kann. Grundsätzlich können auch andere Ultraschallsender bei der erfindungsgemässen Vorrichtung verwendet werden Eine gute Kugelcharakteristik hat beispielsweise eine aus einem kleinen Luftvolumen bestehende schwingende Kugel, die durch plötzliches Erhitzen expandiert. Eine solche schwingende Kugel hat den Vorteil, dass eine optimale Anpassung der Impedanzen zwischen Schallstrahler und Schalleiter gegeben ist, weil beides Luft ist. Im Prinzip wird ein solcher Schallstrahler aufgebaut wie ein lonenhochtöner eines modernen Lautsprechers, bei dem eine Metallspitze mit einem extrem kleinen Krümmungsradius amplitudenmodulierte Hochfrequenz aussendet, die durch den starken Feldstärkegradienten Luftmoleküle ionisiert und durch die Amplitudenmodulation in Schwingungen versetzt. Der Wirkungsgrad eines solchen Wandlersystems ist bis zirka 100 KHz sehr gut, so dass es grundsätzlich für den erfindungsgemässen Zweck geeignet ist. Das grosse und schwere Gehäuse und die relativ starre Hochfrequenzzuleitung lassen aber die Verwendung eines solchen Schallstrahlers für die Messung feiner Bewegungsstrukturen, die auch durch das Messgerät möglichst wenig beeinflusst werden sollen, als nachteilig erscheinen. Ein solcher Luftkugelschallstrahler, der nur eine Druck welle aussenden soll, lässt sich grundsätzlich auch durch einen kurzzeitig gezündeten Lichtbogen erzeugen. Solche Lichtbogensender arbeiten aber nicht sehr zu verlässig und müssen ausserdem mit einer Spannung in der Grössenordnung von mehreren Kilovolt betrieben werden, was wiederum sicherheitstechnische Probleme mit sich bringt, insbesondere bei der Anwendung der erfindungs gemässen Vorrichtung an Patienten, Sportlern und anderen Personen. Auch wäre ein solcher Sender relativ unhand lich und schwer, während der beschriebene Ultraschall sender nach Figuren 2 bis 5 sich durch sehr kleine Ab messungen und ein geringes Gewicht auszeichnet sowie durch verhältnismässig niedrige, ihm zuzuführende Spannungen, die keine besonderen Sicherheitsvorkehrungen notwendig machen. Versuche haben ergeben, dass das zeitliche Auflösungsvermögen der beschriebenen Vorrichtung bei der Verwendung von sechs Ultraschallsendern etwa gleich ein Dreissigstel Sekunde ist. Dieser Wert wird bei Verwenduhg von weniger Sendern noch verbessert. Verglichen mit anderen, bisher bekannten Messsystemen, die vorzugsweise optisch über Filmaufnahmen arbeiten, zeichnet sich die erfindungsgemässe Vorrichtung durch eine etwa dreissigfach bis einhundertfach verbesserte Ortsauflösung auf. Je nach der verwendeten Anzahl der Sender und Empfänger und auch der Rechnergeschwindigkeit ergibt sich eine Mess- und Analysenzeit von wenigen Minuten bis herab zu etwa ein Hundertstel Sekunde. Eine solch kurze Zeitspanne zwischen dem Ereignis (Bewegung) und dessen Darstellung erschliesst neue Anwendungsgebiete, beispielsweise für die medizinische Rehabilitation und für den Sportunterricht, wobei dann die betreffende Person selbst, gegebenenfalls zusammen mit einem Arzt oder Sportlehrer, die betreffenden Bewegungen praktisch momentan sieht und kontrollieren kann. Fig. 9 zeigt schematisch ein Diagramm, wobei über der Zeit t die Amplitude eines erfindungsgemässen Stossimpulses aufgetragen ist. Es wird deutlich, dass dessen Anstiegsflanke 20 sehr steil ansteigt. Anschliessend wird die Schwingung möglichst schnell auf den Wert Null gedämpft. Beim Beispiel erreicht sie diesen Dämpfungswert Null bei Pos. 21, d.h. nach zwei vollständigen Schwingungen.

Claims: Ansprüche 1. Verfahren zum Messen des Ortes wenigstens eines Mess punktes (11) in einem vorgegebenen Koordinatensystem mit Hilfe von Ultraschallimpulsen, wobei man an jedem Messpunkt (11) einen Ultraschallsender befestigt sowie wenigstens drei raumfeste Ultraschallempfänger vorsieht und man den Ultraschallsender zu einer Stosswelle erregt, deren Laufzeit zu den Ultraschallempfängern man misst und daraus mit Hilfe einer datenverarbeitenden Anlage den Ort des Messpunktes bestimmt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,, dass man den Ultraschallsender (1) zu einem Stossimpuls (Fig. 9) erregt, dessen Anstiegsflanke (20) möglichst steil ist und die weniger als 900 beträgt und dass der Stossimpuls höchstens sechs Schwingungen enthält. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass bei Vorliegen mehrerer der Ultraschallsender (11) diese zeitlich nacheinander zu den Stossimpulsen erregt werden. 3 Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass man durch ein oftmaliges Wiederholen der Messung in kurzen Abständen eine gegebenenfalls vorhandene Bewegung des oder der Messpunkte (11) misst, sowie gegebenenfalls daraus abgeleitete Grössen. 4 Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass man einen Ultraschallsender (1) verwendet, der zu einem Stossimpuls erregt werden kann, dessen Anstiegs flanke möglichst steil ist und die weniger als 900 beträgt und dass der Stossimpuls höchstens sechs Schwin gungen enthält. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h 9 e k e n n z e i c h n e t, dass der Ultraschallsender (1) an einem Ende eines Taststiftes (12) befestigt ist, dessen anderes Ende als Tastspitze (13) ausgebildet ist. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Taststift (12) an einem Gestänge (16-21) in den drei Koordinaten rechtwinkelig geführt ist und dass zumindest eine der Führungen (16, 18, 20) blockierbar ist. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Taststift (12) von Hand geführt werden kann und dass an seinem der Tastspitze (13) gegenüber liegenden Ende drei der Ultraschallsender (1) vorgesehen sind. 8. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass bei Vorhandensein mehrerer der Ultraschallsender (11) diese in einer vorgegebenen Reihenfolge nachein ander zu den Stossimpulsen erregt werden, wobei diese Reihenfolge während der Messung gleich bleibt, und dass die zeitliche Verzögerung zwischen den Stossimpulsen jede Messreihe so gross gewählt wird, dass, auch bei sich relati zueinander bewegenden Ultraschallsendern (11), deren U1 traschallimpulse (14) stets in der gleichen Reihenfolge von dem Ultraschallempfänger (12,15) empfangen werden. 9. Vorrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass bei Vorliegen von wenigstens vier der raumfesten Ultraschallempfänger (12, 15) wenigstens einer der Ultraschallempfänger (15) im Raum ausserhalb derjenigen ersten Ebene angeordnet ist, die durch drei andere der Ultraschallempfänger (12) definiert ist. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der ausserhalb dieser ersten Ebene angeordnete Ultraschallempfänger (15) zusammen mit zwei anderen derjenigen Ultraschallempfänger (12), die die erste Ebene definieren, eine weitere zweite Ebene definiert, die senkrecht zu der ersten Ebene angeordnet ist. 11. Vorrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass eine Schaltungsanordnung vorgesehen ist, die einen Zeitgeber (3) aufweist, der über einen Sender verstärker (4) den Ultraschallsender (1) mit einem Stossimpuls beaufschlagt und der gleichzeitig einen Startimpuls an einen Zähler (5) abgibt, der von einem HF-Oszillator (6) mit Zählimpulsen beaufschlagt ist, dass der Ausgang des Zählers (5) mit einem empfänger seitigen Speicher (7) für die Zählimpulse verbunden ist, dessen Eingang über einen Empfängerverstärker (9) auch an den Ultraschallempfänger (2) angeschlossen ist und an dessen Ausgang die Anzeige (10) angeschlossen ist. 12. Vorrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Ultraschallsender zwei gleichformatige, über einander gelegte und miteinander verklebte Plättchen (12, 13) aus piezokeramischem Material aufweist, die so polarisiert sind, dass sie bei Anlegen einer Spannung vorgegebener Polarität an ihre metallisierten Aussen flächen kugelschalenförmig in der einen Richtung und bei Spannungsumkehr in der anderen Richtung ausgelenkt werden und die an ihrer Unterseite im Bereich ihrer Kanten schwingungsgedämpft an einem Gehäuse (11) befestigt sind. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass eine Lochblende (18) dicht vor der schallabstrahlen den Fläche der Plättchen (12, 13) angeordnet ist und dass auf die schallabstrahlende Fläche der Plättchen (12, 13) ein Schalltrichter (17) aufgesetzt ist. 14. Abänderung des Verfahrens und der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Ultraschallsender (1) und die Ultraschall empfänger (2) gegeneinander vertauscht sind.

Inventors: HANSEN, MARKUS, DR., HOFMANN, PETER, PROF. DR., SCHUMPE, G. DR. DR.
Applicants: TRAVENOL GMBH
Application year: 1985
Main classification: G01S5
IPC codes: A61B8, A61B5, G01S5