超聲變換器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種超聲變換器，其作為超聲波流量測量儀的重要部分，其帶有變換器殼體1和變換器元件2，其中，變換器殼體1具有超聲窗口4和殼體管10，變換器元件2構(gòu)造用于發(fā)送或接收超聲波且靠近變換器殼體2的超聲窗口4或遠離變換器殼體1的超聲窗口4來設(shè)置，其中，設(shè)置有相對軟的機械的耦合系統(tǒng)7，并且其中，機械的耦合系統(tǒng)7優(yōu)選地具有弱耦合的機械的至少一個諧振器8。根據(jù)本發(fā)明，超聲變換器在阻止殼體波的傳輸方面改善，亦即通過設(shè)置有較軟的機械的第二耦合系統(tǒng)9。
【專利說明】超聲變換器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種超聲變換器(Ultraschallwandler),其作為超聲波流量測量儀的重要部分，其帶有變換器殼體且?guī)в凶儞Q器元件，其中，變換器殼體具有超聲窗口和殼體管，變換器元件構(gòu)造用于發(fā)送或接收超聲波并且靠近變換器殼體的超聲窗口或者遠離變換器殼體的超聲窗口來設(shè)置，并且其中，設(shè)置有相對軟的機械的耦合系統(tǒng)(Koppelsystem)。在此，變換器殼體可在第一區(qū)域中具有超聲窗口。通常，超聲波作為在變換器殼體的第一區(qū)域之間的殼體波(Gehaeusewelle)可經(jīng)由變換器殼體的中間的第二區(qū)域傳遞到與變換器殼體的第一區(qū)域相對而置的變換器殼體的第三區(qū)域中。相對軟的機械的耦合系統(tǒng)可設(shè)置在變換器殼體的第二區(qū)域中并且具有弱耦合的機械的至少一個諧振器、優(yōu)選地具有弱耦合的機械的兩個諧振器。
【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)中，測量、控制、調(diào)節(jié)及自動化技術(shù)特別重要。這尤其適用于是控制、調(diào)節(jié)及自動化技術(shù)的基礎(chǔ)的測量技術(shù)。測量技術(shù)的一重要領(lǐng)域是流量測量技術(shù)(參看sc.nat.博 士教授 Otto Fiedler 的 “Stroemungs- und Durchflussmesstechnik，，慕尼黑R.0ldenbourg出版社101992的的全面介紹)。對于流量測量技術(shù)，根據(jù)機械作用原理的流量測量、尤其浮體流量測量儀和科里奧利流量測量儀、熱式流量測量儀、磁感應(yīng)式流量測量儀以及超聲波流量測量儀特別重要(參看出處同上的“Stroemungs- undDurchflussmesstechnik，，)。
[0003]在超聲波流量測量儀中充分利用該效應(yīng)，即在測量管中運輸?shù)慕橘|(zhì)中介質(zhì)的運輸速度疊加于聲音信號的傳播速度。當在聲音信號的方向來運輸介質(zhì)時所測量的聲音信號相對于測量管的傳播速度即比在靜止的介質(zhì)中更大，而當與聲音信號的方向相反地來運輸介質(zhì)時聲音信號相對于測量管的速度比在靜止的介質(zhì)中更小。聲音信號在聲音發(fā)射器和聲音接收器(聲音發(fā)射器和聲音接收器是超聲變換器)之間的運行時間根據(jù)帶動效應(yīng)(Mitfuehreffekt)取決于介質(zhì)相對于測量管且因此相對于超聲變換器、即相對于聲音發(fā)射器和聲音接收器的運輸速度。
[0004]在超聲波流量測量儀中有問題的是，在超聲變換器中產(chǎn)生的超聲波或由超聲變換器所接收的超聲波不僅由變換器殼體的發(fā)射側(cè)和/或接收側(cè)傳遞到超聲變換器的周圍的介質(zhì)中，所發(fā)射的或接收的超聲波還經(jīng)由變換器殼體、必要時還經(jīng)由殼體保持部來傳遞。這不僅因此是有問題的，因為由此可能“失去”發(fā)射功率或接收功率的很大一部分，而且而尤其因此是有問題的，因為通過所謂的串話(Uebersprechen)傳遞到變換器殼體上的超聲波還會導(dǎo)致顯著的接收側(cè)的干擾。這基于此，即例如在接收側(cè)不能區(qū)分所接收的超聲波是經(jīng)由介質(zhì)(有效信號)還是經(jīng)由變換器殼體被接收。
[0005]尤其在超聲波流量測量儀運用于測量氣態(tài)介質(zhì)的流量時，振動能的由超聲變換器傳輸?shù)綒鈶B(tài)介質(zhì)中的部分相對于總共產(chǎn)生的振動能非常少，使得串話的問題這里特別嚴重。[0006]在現(xiàn)有技術(shù)中已知各種減少之前所闡述的串話、即殼體波的產(chǎn)生的措施。一些措施目的在于已在產(chǎn)生中避免這樣的殼體波。例如變換器殼體的超聲窗口的一定的設(shè)計屬于此，在對于所傳輸?shù)哪芰糠蓊~的最大化特別好的阻抗匹配方面或在將超聲窗口設(shè)計為λ /4層以減少反射方面。其它措施致力于阻止已產(chǎn)生的殼體波傳輸，例如通過失配的聲學(xué)阻抗通道(Impedanzuebergang)。
[0007]開頭所說明的超聲變換器(本發(fā)明以其為出發(fā)點)通過德國公開文獻10 2008033 098和通過內(nèi)容相同的歐洲公開文獻2 148 322屬于現(xiàn)有技術(shù)。在該超聲變換器中用于阻止殼體波傳遞到超聲變換器的變換器殼體上的另一措施由此來實現(xiàn)，即在變換器殼體的第二區(qū)域中設(shè)置有相對軟的機械的耦合系統(tǒng)并且該耦合系統(tǒng)具有弱耦合的、在殼體波的傳播方向上大致依次起作用的機械的至少兩個諧振器。
[0008]通過機械的諧振器首先可能在當?shù)亍安东@”由超聲變換器所運輸?shù)哪芰浚赐ㄟ^激勵機械的諧振器振動。機械的諧振器通?？擅枋鰹閺椈?質(zhì)量-系統(tǒng)，其中，在實際的彈簧-質(zhì)量-系統(tǒng)中在不(即使非常小)對諧振器的質(zhì)量做出貢獻的情況下不能實現(xiàn)彈簧的特性(即取決于偏移的力作用)，就如質(zhì)量由于其在結(jié)構(gòu)上引入諧振器中還總是影響彈簧-質(zhì)量-系統(tǒng)的彈簧特性那樣；彈簧和質(zhì)量在結(jié)構(gòu)上彼此不能完全分開。
[0009]通過該至少兩個機械諧振器在殼體波的傳播方向上的串聯(lián)布置來實現(xiàn)，殼體波必須橫穿所有諧振器，以從變換器殼體的第一區(qū)域到達變換器殼體的第三區(qū)域并且反過來。通過這兩個諧振器的弱耦合來實現(xiàn)，諧振器對殼體波總體上表現(xiàn)出比這在強耦合的諧振器中的情況更大的阻礙，即使其本身具有其它方面相同的振動特性。在強機械耦合中諧振器的振動實際上直接傳遞到相鄰的諧振器上，其在弱機械耦合中不是這樣的情況，雖然這里當然也存在在相鄰的諧振器之間的機械的相互作用。
[0010]下面將之前所說明的、由弱耦合的機械的至少兩個諧振器構(gòu)成的耦合系統(tǒng)還稱為“相對軟的機械的耦合系統(tǒng)”，并且為了避免對德國公開文獻10 2008 033 098或平行的歐洲公開文獻2 148 322的公開內(nèi)容的重復(fù)關(guān)于實現(xiàn)可能性參照:以此明確地還使這些公開文獻的公開內(nèi)容成為與本發(fā)明相聯(lián)系的公開內(nèi)容。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明目的在于在阻止殼體波的傳遞方面改進本發(fā)明以其為出發(fā)點的超聲變換器。
[0012]按照根據(jù)本發(fā)明的第一教導(dǎo)，在阻止殼體波的傳遞方面改進的超聲變換器具有較軟的機械的第二耦合系統(tǒng)。第二耦合系統(tǒng)在此可大致相應(yīng)于第一耦合系統(tǒng)來實現(xiàn)。對此，就此而言還再次參照德國公開文獻10 2008 033 098或平行的歐洲公開文獻2 148 322的公開內(nèi)容。
[0013]在第一耦合系統(tǒng)中且優(yōu)選地還在第二耦合系統(tǒng)中分別設(shè)置有弱耦合的機械的至少一個諧振器，而優(yōu)選地在第一耦合系統(tǒng)中和/或在第二耦合系統(tǒng)中分別設(shè)置有弱耦合的、在殼體波的傳播方向上大致依次起作用的機械的至少兩個諧振器，諧振器即串聯(lián)地起作用，本發(fā)明的特別重要的另一教導(dǎo)在于當設(shè)置有第二耦合系統(tǒng)時將這兩個耦合系統(tǒng)的構(gòu)造和布置實現(xiàn)成使得其并行地起作用。
[0014]在本發(fā)明以其為出發(fā)點的超聲變換器中變換器元件設(shè)置在變換器殼體的下端處、也就是說在面向流動的介質(zhì)或還伸入流動的介質(zhì)中的端部處。機械的耦合系統(tǒng)或多或少在變換器殼體的上端處來實現(xiàn)、在一定程度上還是變換器殼體的部分。變換器殼體的設(shè)置變換器元件的區(qū)域另外在上面被稱為變換器殼體的第一區(qū)域，上面的區(qū)域被稱為第三區(qū)域而處于第一區(qū)域與第三區(qū)域之間的區(qū)域被稱為第二區(qū)域、即為變換器殼體的中間的第二區(qū)域，殼體波經(jīng)由其在變換器殼體的第三區(qū)域的方向上傳播?？蓪⒈景l(fā)明以其為出發(fā)點的已知的超聲變換器說明成，其構(gòu)造成三件式，即具有下面的容納變換器元件的第一區(qū)域、中間的第二區(qū)域和耦合系統(tǒng)所屬于的上面的第三區(qū)域。例如，下面的第一區(qū)域、中間的第二區(qū)域和上面的第三區(qū)域分別通過焊接相互連接。中間的第二區(qū)域可以是殼體管，變換器殼體的上端可構(gòu)造為殼體法蘭。變換器殼體的下面的第一區(qū)域、變換器殼體的構(gòu)造作為殼體管的中間的第二區(qū)域、耦合系統(tǒng)和殼體法蘭串聯(lián)布置。
[0015]考慮到之前關(guān)于已知的超聲變換器(本發(fā)明以其為出發(fā)點)所實施的內(nèi)容，可以以特別的方式實行本發(fā)明的又特別重要的另一教導(dǎo)。對此，根據(jù)本發(fā)明的超聲變換器補充性地特征在于，這兩個耦合系統(tǒng)中的一耦合系統(tǒng)布置在殼體法蘭的靠近變換器元件的側(cè)面上而另一耦合系統(tǒng)布置在殼體法蘭的遠離變換器元件的側(cè)面上。這尤其可如此來實現(xiàn)，即設(shè)置在殼體法蘭的靠近變換器元件的側(cè)面上的耦合系統(tǒng)在它的靠近變換器元件的端部處與殼體管而在它的遠離變換器元件的端部處與殼體法蘭相連接，并且設(shè)置在殼體法蘭的遠離變換器元件的側(cè)面上的耦合系統(tǒng)在它的遠離變換器元件的端部處與殼體管而在它的靠近變換器元件的端部處與殼體法蘭相連接。在根據(jù)本發(fā)明的超聲變換器的該特別有利的設(shè)計中這兩個耦合系統(tǒng)即反并行地起作用。從變換器元件出發(fā)，殼體波一方面在靠近變換器元件的耦合系統(tǒng)中而另一方面在遠離變換器元件的耦合系統(tǒng)中關(guān)于殼體法蘭具有部分地、優(yōu)選地完全地補償?shù)淖饔谩?br> [0016]之前說明了優(yōu)選地耦合系統(tǒng)如何與殼體管和殼體法蘭相連接。該連接當然可不同地來實現(xiàn)。優(yōu)選地，靠近變換器元件的耦合系統(tǒng)的靠近變換器元件的端部和遠離變換器元件的耦合系統(tǒng)的遠離變換器元件的端部與殼體管相焊接。在此、但是不僅僅在此，推薦一實施形式，在其中靠近變換器元件的耦合系統(tǒng)的遠離變換器元件的端部和遠離變換器元件的耦合系統(tǒng)的靠近變換器元件的端部與殼體法蘭實施成一體。
[0017]在已知的超聲變換器(本發(fā)明以其為出發(fā)點)中和在直到現(xiàn)在所說明的根據(jù)本發(fā)明的超聲變換器中變換器元件位于變換器殼體的面向介質(zhì)的端部處或其中。
[0018]在超聲變換器中變換器元件常常是壓電元件，其不能被應(yīng)用在一定的溫度、居里溫度之上。考慮到這，在現(xiàn)有技術(shù)中也存在變換器元件設(shè)置在遠離介質(zhì)的端部處的超聲變換器并且所產(chǎn)生的超聲經(jīng)由喇叭筒和喇叭罩被輸送給超聲窗口(對此參考德國專利文獻198 12 458和內(nèi)容相同的歐洲專利文獻I 046 886)。尤其在這樣的超聲變換器中、但是不僅僅在這樣的超聲變換器中，此外推薦使該耦合系統(tǒng)或多個耦合系統(tǒng)設(shè)有在外面環(huán)繞的槽或設(shè)有在外面環(huán)繞的多個槽，即近似在一機械諧振器與另一機械諧振器之間實現(xiàn)彈性的鉸鏈。在此推薦使槽在槽底中圓弧形地來實施或設(shè)有至槽側(cè)壁(Nutenflanke)的圓弧形的過渡部，由此可避免部分的機械過載。
[0019]按照根據(jù)本發(fā)明的另一教導(dǎo)(其與之前所說明的一起具有意義、但是也脫離于此具有意義)，一種根據(jù)本發(fā)明的超聲變換器特征在于，在變換器殼體內(nèi)設(shè)置有消聲材料(Daempfungsmaterial)、尤其青銅顆?；蛘咔嚆~粉末。為了該消聲材料不能侵入超聲窗口(其當然須保持空閑)中，另外設(shè)置成，變換器殼體在它的靠近超聲窗口的端部處具有防止消聲材料侵入超聲窗口中的隔板(Trennscheibe)。
[0020]超聲變換器涉及這樣的超聲變換器，如其由德國專利文獻198 12 458和內(nèi)容相同的歐洲專利文獻I 046 886已知的那樣，在其中變換器元件即設(shè)置在遠離變換器殼體的超聲窗口的端部處而在變換器兀件與超聲窗口之間設(shè)置有超聲波導(dǎo)(Ultraschallwellenleiter),推薦設(shè)置圍繞超聲波導(dǎo)的保護管。設(shè)置在變換器殼體內(nèi)的消聲材料應(yīng)是僅減弱殼體波，當然不應(yīng)負面影響超聲波導(dǎo)的傳輸特性。
[0021]在根據(jù)本發(fā)明的超聲變換器的最后所說明的實施形式中，設(shè)置在變換器殼體內(nèi)的消聲材料僅當其在變換器殼體內(nèi)處于一定的壓力下時那么才起作用或那么才特別好地起作用。因此推薦在變換器殼體的遠離超聲窗口的端部處設(shè)置作用到消聲材料上的壓力產(chǎn)生裝置。該壓力產(chǎn)生裝置優(yōu)選地具有在一側(cè)處支撐在變換器殼體處的而在另一側(cè)上作用到消聲材料上的彈簧、尤其碟形彈簧組(Tellerfederpaket)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]現(xiàn)在尤其存在設(shè)計和改進根據(jù)本發(fā)明的超聲變換器的不同可能性。對此參照從屬于權(quán)利要求1和10的權(quán)利要求和接下來與附圖相結(jié)合地說明的且在附圖中示出的實施例。其中:
圖1顯示根據(jù)本發(fā)明的超聲變換器的第一實施例，
圖2顯示根據(jù)本發(fā)明的超聲變換器的第二實施例以及 圖3顯示根據(jù)本發(fā)明的超聲變換器的第三實施例。
【具體實施方式】
[0023]在附圖中示出的根據(jù)本發(fā)明的超聲變換器分別是未另外示出的超聲波流量測量儀的重要部分并且首先具有變換器殼體I和變換器元件2，其優(yōu)選地是壓電元件。變換器元件2構(gòu)造用于發(fā)射或接收超聲波。
[0024]如圖1至3所示，變換器殼體I在第一區(qū)域3具有超聲窗口 4。在根據(jù)圖1的實施例中變換器元件2靠近變換器殼體I的超聲窗口 4來設(shè)置。相比于此，在根據(jù)圖2和圖3的實施例中變換器元件2位于變換器殼體I之外。
[0025]不希望地、但是不能避免地，超聲波作為在變換器殼體I的第一區(qū)域3之間的殼體波經(jīng)由變換器殼體I的中間的第二區(qū)域5被傳遞到與變換器殼體I的第一區(qū)域3相對而置的變換器殼體I的第三區(qū)域6中。在變換器殼體I的第二區(qū)域5中設(shè)置有相對軟的機械的耦合系統(tǒng)7，其在根據(jù)圖1的實施例中具有弱耦合的機械的一個諧振器8、然而在根據(jù)圖2和圖3的實施例中具有弱耦合的機械的兩個諧振器8。
[0026]在根據(jù)本發(fā)明的超聲變換器(只要其到目前為止被說明)中尤其通過弱耦合的機械的該諧振器8或通過弱耦合的機械的這兩個諧振器8所實現(xiàn)的此外上面已詳細地來闡述。另外就此而言參照德國公開文獻10 2008 033 09和內(nèi)容相同的歐洲公開文獻2 148322，從其中已知帶有到目前為止所闡述的特征的超聲變換器。因此，這里還再次使最后提及的在先公開的文件的公開內(nèi)容成為關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的超聲變換器的公開內(nèi)容。
[0027]相對于在現(xiàn)有技術(shù)中已知的超聲變換器，根據(jù)本發(fā)明的超聲變換器在阻止超聲波的傳遞方面再次改進。
[0028]如附圖所示，附加于耦合系統(tǒng)7設(shè)置有較軟的機械的第二耦合系統(tǒng)9。該第二耦合系統(tǒng)9大致相應(yīng)于第一耦合系統(tǒng)7來實現(xiàn)。在兩個耦合系統(tǒng)7和9中，該機械諧振器8或這些機械諧振器8在殼體波的傳播方向上大致依次起作用，諧振器即串聯(lián)地起作用。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的特別重要的另一教導(dǎo)，如果附加于第一耦合系統(tǒng)7設(shè)置有第二耦合系統(tǒng)9，那么這兩個耦合系統(tǒng)的構(gòu)造和布置實現(xiàn)成使得它們并行地起作用。
[0030]在本發(fā)明以其為出發(fā)點的超聲變換器中和在根據(jù)本發(fā)明的超聲變換器中，如其在圖1所示，變換器元件2設(shè)置在變換器殼體I的下端處、也就是說在面向流動的介質(zhì)或者還伸入流動的介質(zhì)的端部處。機械的第一耦合系統(tǒng)7在變換器殼體I的上端處實現(xiàn)、近似是變換器殼體的部分。還可將已知的超聲變換器和根據(jù)本發(fā)明的超聲變換器(只要其到目前為止被說明)說明成，其構(gòu)造成三件式，亦即具有下面的容納變換器元件2的第一區(qū)域3、中間的第二區(qū)域5和耦合系統(tǒng)7所屬于的上面的第三區(qū)域6。中間的第二區(qū)域5具體地可以是殼體管10，變換器殼體I的上端可構(gòu)造為殼體法蘭11。變換器殼體I的下面的第一區(qū)域
3、變換器殼體I的實施為殼體管10的中間的第二區(qū)域5、第一耦合系統(tǒng)7和殼體法蘭11即串聯(lián)布置。
[0031]在根據(jù)本發(fā)明的超聲變換器的在附圖中示出的所有實施例中來實現(xiàn)本發(fā)明的特別重要的另一教導(dǎo)。對此，根據(jù)本發(fā)明的超聲變換器補充性地特征在于，這兩個耦合系統(tǒng)7、9中的第一耦合系統(tǒng)7布置在殼體法蘭11的靠近變換器元件2的側(cè)面而第二耦合系統(tǒng)9布置在殼體法蘭11的遠離變換器元件2的側(cè)面。這在示出的實施例中詳細地如此來實現(xiàn)，即設(shè)置在殼體法蘭11的靠近變換器元件2的側(cè)面上的第一耦合系統(tǒng)7在它的靠近變換器元件2的端部處與殼體管2而在它的遠離變換器元件2的端部處與殼體法蘭11相連接，并且設(shè)置在殼體法蘭11的遠離變換器元件2的側(cè)面上的第二耦合系統(tǒng)在它的遠離變換器元件2的端部處與殼體管10而在它的靠近變換器元件2的端部處與殼體法蘭11相連接。即這兩個耦合系統(tǒng)7、9反并行地起作用。從變換器元件2出發(fā)，殼體波一方面在靠近變換器元件2的第一耦合系統(tǒng)7中、另一方面在遠離變換器元件2的第二耦合系統(tǒng)9中關(guān)于變換器殼體的殼體法蘭11具有部分地、優(yōu)選地完全地補償?shù)淖饔谩?br> [0032]之前所說明的耦合系統(tǒng)7、9與殼體管10和殼體法蘭11的連接可不同地來實現(xiàn)。在所示出的實施例中，靠近變換器元件2的第一耦合系統(tǒng)7的靠近變換器元件2的端部和遠離變換器元件2的第二耦合系統(tǒng)9的遠離變換器元件2的端部與殼體管10相焊接。在此，靠近變換器元件2的第一耦合系統(tǒng)7的遠離變換器元件2的端部和遠離變換器元件2的第二耦合系統(tǒng)9的靠近變換器元件2的端部與殼體法蘭11實施成一體。
[0033]在根據(jù)本發(fā)明的、在圖1中示出的超聲變換器中變換器元件2位于變換器殼體I的面向介質(zhì)(其流量率應(yīng)被確定)的端部處。
[0034]如已實施的那樣，在超聲變換器中變換器元件常常是不能被應(yīng)用在一定的溫度、居里溫度之上的壓電元件。因此，在現(xiàn)有技術(shù)中也存在變換器元件遠離變換器殼體的超聲窗口來設(shè)置((對此參考德國專利文獻198 12 458和內(nèi)容相同的歐洲專利文獻I 046886))的超聲變換器。圖2和圖3示出根據(jù)本發(fā)明的超聲變換器的實施例，在其中變換器元2遠離變換器殼體I的超聲窗口 4來設(shè)置、即遠離其流量率待測量的介質(zhì)。
[0035]此外，圖2和圖3就耦合系統(tǒng)7和9分別設(shè)有在外面環(huán)繞的槽12、即近似在一機械諧振器8與另一機械諧振器8之間實現(xiàn)彈性的鉸鏈而言示出根據(jù)本發(fā)明的超聲變換器的優(yōu)選的實施形式。在此，槽12在槽底中實施成圓弧形或者設(shè)有至槽側(cè)壁的圓弧形的過渡部，由此可避免機械過載。
[0036]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的超聲變換器的一特別優(yōu)選的實施例。在該超聲變換器(如其從德國專利文獻198 12 458和內(nèi)容相同的歐洲專利文獻I 046 886中已知的那樣)中，變換器元件2設(shè)置在遠離變換器殼體I的超聲窗口 4的端部處。在變換器元件2與超聲窗口 4之間設(shè)置有超聲波導(dǎo)15，其被保護管16圍繞。設(shè)置在變換器殼體I內(nèi)的消聲材料13應(yīng)僅減弱殼體波，當然不應(yīng)負面影響超聲波導(dǎo)的傳輸特性。
[0037]在根據(jù)圖3在實施例中設(shè)置在變換器殼體內(nèi)的消聲材料13、優(yōu)選地青銅顆粒或者青銅粉末僅當其在變換器殼體I內(nèi)處于一定的壓力下時那么才起作用或那么才特別好地起作用。為了達到這樣的壓力，在根據(jù)圖3的實施例中在變換器殼體I的遠離超聲窗口 4的端部處設(shè)置有作用到消聲材料13上的壓力產(chǎn)生裝置17，其在該實施例中在一側(cè)處支撐在變換器殼體I處而在另一側(cè)上具有作用到消聲材料13上的彈簧18、在所示出的實施例中碟形彈簧組。
【權(quán)利要求】
1.一種超聲變換器，其作為超聲波流量測量儀的重要部分，其帶有變換器殼體(1)和變換器元件(2)，其中，所述變換器殼體(1)具有超聲窗口(4)和殼體管(10)，所述變換器元件(2)構(gòu)造用于發(fā)送或接收超聲波并且靠近所述變換器殼體(2)的超聲窗口(4)或者遠離所述變換器殼體(1)的超聲窗口(4)來設(shè)置，其中，設(shè)置有相對軟的機械的耦合系統(tǒng)(7)，并且其中，機械的所述耦合系統(tǒng)(7)優(yōu)選地具有弱耦合的機械的至少一個諧振器(8)或弱耦合的機械的至少兩個諧振器(8)， 其特征在于， 設(shè)置有較軟的機械的第二耦合系統(tǒng)(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲變換器，其特征在于，所述第二耦合系統(tǒng)(9)大致相應(yīng)于所述第一耦合系統(tǒng)(7)來實現(xiàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲變換器，其特征在于，兩個所述耦合系統(tǒng)(7，9)并行起作用。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲變換器，其中，所述變換器殼體(1)具有殼體管(10)和殼體法蘭(11)，其特征在于，兩個所述耦合系統(tǒng)(7，9)中的一耦合系統(tǒng)(7)布置在所述殼體法蘭(11)的靠近所述超聲窗口(4)的側(cè)面上而另一所述耦合系統(tǒng)(9)布置在所述殼體法蘭(11)的遠離所述超聲窗口⑷的側(cè)面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲變換器，其特征在于，設(shè)置在所述殼體法蘭(11)的靠近所述超聲窗口(4)的側(cè)面上的所述耦合系統(tǒng)(7)在它的靠近所述超聲窗口(4)的端部處與所述殼體管(10)而在它的遠離所述超聲窗口(4)的端部處與所述殼體法蘭(11)相連接，并且設(shè)置在所述殼體法蘭(11)的遠離所述超聲窗口(4)的側(cè)面上的所述耦合系統(tǒng)(9)在它的遠離所述超聲窗口(4)的端部處與所述殼體管(10)而在它的靠近所述超聲窗口(4)的端部處與所述殼體法蘭(11)相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲變換器，其特征在于，靠近所述超聲窗口(4)的所述耦合系統(tǒng)(7)的靠近所述超聲窗口(4)的端部和遠離所述超聲窗口(4)的所述耦合系統(tǒng)(9)的遠離所述超聲窗口(4)的端部與所述殼體管(10)相焊接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的超聲變換器，其特征在于，靠近所述超聲窗口(4)的所述耦合系統(tǒng)(7)的遠離所述超聲窗口(4)的端部和遠離所述超聲窗口(4)的所述耦合系統(tǒng)(9)的靠近所述超聲窗口(4)的端部與所述殼體法蘭(11)實施成一體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的超聲變換器，其特征在于，所述耦合系統(tǒng)(7)或所述耦合系統(tǒng)(7，9)設(shè)有在外面環(huán)繞的槽(12)，即近似在一機械諧振器(8)與另一機械諧振器(8)之間實現(xiàn)彈性的鉸鏈。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲變換器，其特征在于，所述槽(12)在槽底實施成圓弧形或者具有至槽側(cè)壁的圓弧形的過渡部。
10.一種超聲變換器、尤其根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的超聲變換器，其作為超聲波流量測量儀的重要部分，其帶有變換器殼體(1)和變換器元件(2)，其中，所述變換器殼體(1)在第一區(qū)域(3)中具有超聲窗口(4)并且所述變換器元件(2)構(gòu)造用于發(fā)射或接收超聲波且靠近所述變換器殼體(2)的超聲窗口(4)或者遠離所述變換器殼體(1)的超聲窗口(4)來設(shè)置，其中，超聲波作為在所述變換器殼體(1)的第一區(qū)域(3)之間的殼體波能夠經(jīng)由所述變換器殼體(1)的中間的第二區(qū)域(5)傳遞到與所述變換器殼體(1)的第一區(qū)域⑶中相對而置的所述變換器殼體的第三區(qū)域(6)中，其中，在所述變換器殼體⑴的第二區(qū)域(5)中設(shè)置有相對軟的機械的耦合系統(tǒng)(7)，并且其中，所述耦合系統(tǒng)(7)具有弱耦合的機械的至少兩個諧振器(8)， 其特征在于， 在所述變換器殼體(1)內(nèi)設(shè)置有消聲材料(13)、尤其青銅顆?；蛘咔嚆~粉末。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的超聲變換器，其特征在于，所述變換器殼體(1)在它的靠近所述超聲窗口(4)的端部處具有防止所述消聲材料(13)侵入所述超聲窗口(4)中的隔板(14)ο
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的超聲變換器，其中，所述變換器元件(2)設(shè)置在遠離所述變換器殼體(1)的超聲窗口(4)的端部處并且在所述變換器元件(2)與所述超聲窗口(4)之間設(shè)置有超聲波導(dǎo)(15)，其特征在于，設(shè)置有圍繞所述超聲波導(dǎo)(15)的保護管(16)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項所述的超聲變換器，其特征在于，在所述變換器殼體(1)的遠離所述超聲窗口(4)的端部處設(shè)置有作用到所述消聲材料(13)上的壓力產(chǎn)生裝置(17)。
14.根據(jù)權(quán)利要求 13所述的超聲變換器，其特征在于，所述壓力產(chǎn)生裝置(17)在一側(cè)處支撐在所述變換器殼體(1)處而在另一側(cè)上具有作用到所述消聲材料(13)上的彈簧(18)、尤其碟形彈簧組。
【文檔編號】G10K11/18GK103968903SQ201410041483
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月28日
【發(fā)明者】J.M.范克盧斯特, A.休伊澤爾 申請人:克洛納有限公司