[发明专利]超声波换能器装置和超声波流量计

说明书

本申请是名称为“超声波换能器装置和超声波流量计”、国际申请日为2011年5月11日、国际申请号为PCT/EP2011/002333、国家申请号为201180023473.8的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于超声波流量计的超声波换能器装置。本发明还涉及一种带有相应的超声波换能器装置的超声波流量计。

背景技术

超声波流量计的密封和触点接通是一种技术要求很高且花费巨大的过程。必须用由最好的密封材料构成的由细丝细工编织的密封元件来密封壳体开口。由于增加使用了塑料材料(在此情况下通常不可能排除制造公差)，基于密封元件的小尺寸之故在某些工作条件下可能容易导致泄漏。即便选择高质量的密封材料和耗时的手工处理，仍然不可能排除泄漏。

近些年，人们趋向于将超声波换能器定位在壳体中的做法，从而使得由超声波换能器产生的超声波脉冲穿过很薄的、通常由塑料构成的壳体壁进入介质中。

现有技术状况：

由EP 2 236 993 A1以及EP 2 236 995 A1分别已知一种超声波流量计，其包括一件式的壳体和与之分开的、包括两超声波换能器体及印刷电路板的装配单元。两超声波换能器体处于印刷电路板中的相应切口内并且通过上侧和下侧的止动夹紧装置得以固定。包括超光波换能器体和印刷电路板的装配单元被安装到一个平面的壳体区域上，而使超声波换能器在该平面的壳体区域内用超声波透射壳体。

由EP 0 708 313已知一种相应的超声波流量测量仪，其中，在通常由铸件构成的壳体中将相同的超声波换能器借助所属的锁紧螺母及 O型圈装入为各个超声波换能器分别配置的开口中。将一温度传感器同样装入一相应的壳体开口中。这样的结构设计要以大量零件数为基础。此外它还需要对壳体进行复杂的加工处理。

由EP 2 037 231 A1已知一种用于超声波流量计的壳体，其中，为实现超声波换能器的定位而使用一个单件的、整体的壳体连同在外侧所设置的一些平的接触点。将各超声波换能器以一定的间距沿着壳体固定于其外侧并且在操作中用超声波透射壳体壁。

由DE 10 2005 001 895 B4已知一种用于流量测定的装置，其中，围绕着一个垂直于流动方向定位的流动隔壁来引导流体流。在流动隔壁的端面上，有一超声波换能器装置处于一壳体凹槽中。超声波换能器装置只包括一个压电振荡器(它具有唯一一个接地电极)和两个平面的、并排设置的且彼此分开的信号电极，其中，为每一信号电极配置一个用于超声波信号的发射表面或接收表面。

由EP 0 890 826 B1已知一种具有塑料制成的测量嵌件的超声波流量计。测量嵌件处于流量计的壳体的一个凹槽中并且对其在进口侧经由唯一一个密封件加以密封。测量嵌件还具有一盖，相对测量嵌件经由一个环绕的密封件对该盖进行密封。在盖中具有两个通口，通口中同样在插入密封件的情况下各自装入一个包括超声波换能器体和所属壳体的超声波换能器。

发明内容

目的：

本发明的目的在于，提供一种同种类型的新式超声波换能器装置，它能够降低生产成本。

发明的方案主题：

由于将超声波换能器体的第一接触装置嵌置于壳体中、一壳体部件中或一壳体嵌件中或者固定在那里，因此就有可能采用简单构造的超声波换能器体，特别是，超声波换能器体不必再具有周围触点接通措施。同样也不再需要制造各单独的超声波换能器，作为准备完成待投入使用的构件。由于用超声波透射壁而取消了复杂的密封措施。将部件数量和制造步骤减到了最小值。由于因电极在超声波换能器体上随着时间流逝变得胶接或焊接缺损而造成的损坏的失效危险也减少了。操作可靠性得以提高。

如果设置一松动的电极作为超声波换能器体的第一接触装置，则可以将其以简单方式嵌置于一个在壳体或壳体部件上或者在壳体嵌件上为此设置的凹槽中并且在那里在超声波换能器体与待用超声波透射的壳体壁之间得以位置固定。

或者另选地，作为第一接触装置，可以设置一种事先已涂覆到壳体或壳体部件或壳体嵌件上的接触层。对此可以适宜地涉及一种例如由气相沉积的导电层，比如一种通过金属蒸镀涂覆的、与壳体或壳体部件或壳体嵌件固定(预)连结的接触层。或者另选地，可以通过电镀、通过热金属喷溅或通过熔化浸镀来实现一种导电层。也可以使用一种由导电材料构成的粉末涂层。因此可以将超声波换能器体以简单方式加设到带有接触装置的壳体上或嵌置于其中。