超聲波換能器裝置和超聲波流量計的製作方法

2023-06-06 16:31:01

專利名稱：超聲波換能器裝置和超聲波流量計的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種按照權利要求I前序部分所述的用於超聲波流量計的超聲波換能器裝置。本發明還涉及一種帶有相應的超聲波換能器裝置的超聲波流量計。
背景技術：
超聲波流量計的密封和觸點接通是一種技術要求很高且花費巨大的過程。必須用由最好的密封材料構成的由細絲細工編織的密封元件來密封殼體開口。由於增加使用了塑料材料(在此情況下通常不可能排除製造公差)，基於密封元件的小尺寸之故在某些工作條件下可能容易導致洩漏。即便選擇高質量的密封材料和耗時的手工處理，仍然不可能排除洩漏。
近些年，人們趨向於將超聲波換能器定位在殼體中的做法，從而使得由超聲波換能器產生的超聲波脈衝穿過很薄的、通常由塑料構成的殼體壁進入介質中。現有技術狀況由EP 2 236 993 Al以及EP 2 236 995 Al分別已知一種超聲波流量計，其包括一件式的殼體和與之分開的、包括兩超聲波換能器體及印刷電路板的裝配單元。兩超聲波換能器體處於印刷電路板中的相應切口內並且通過上側和下側的止動夾緊裝置得以固定。包括超光波換能器體和印刷電路板的裝配單元被安裝到一個平面的殼體區域上，而使超聲波換能器在該平面的殼體區域內用超聲波透射殼體。由EP O 708 313已知一種相應的超聲波流量測量儀，其中，在通常由鑄件構成的殼體中將相同的超聲波換能器藉助所屬的鎖緊螺母及O型圈裝入為各個超聲波換能器分別配置的開口中。將一溫度傳感器同樣裝入一相應的殼體開口中。這樣的結構設計要以大量零件數為基礎。此外它還需要對殼體進行複雜的加工處理。由EP 2 037 231 Al已知一種用於超聲波流量計的殼體，其中，為實現超聲波換能器的定位而使用一個單件的、整體的殼體連同在外側所設置的一些平的接觸點。將各超聲波換能器以一定的間距沿著殼體固定於其外側並且在操作中用超聲波透射殼體壁。由DE 10 2005 001 895 B4已知一種用於流量測定的裝置，其中，圍繞著一個垂直於流動方向定位的流動隔壁來引導流體流。在流動隔壁的端面上，有一超聲波換能器裝置處於一殼體凹槽中。超聲波換能器裝置只包括一個壓電振蕩器(它具有唯個接地電極)和兩個平面的、並排設置的且彼此分開的信號電極，其中，為每一信號電極配置一個用於超聲波信號的發射表面或接收表面。由EP O 890 826 BI已知一種具有塑料製成的測量嵌件的超聲波流量計。測量嵌件處於流量計的殼體的一個凹槽中並且對其在進口側經由唯一一個密封件加以密封。測量嵌件還具有一蓋，相對測量嵌件經由一個環繞的密封件對該蓋進行密封。在蓋中具有兩個通口，通口中同樣在插入密封件的情況下各自裝入一個包括超聲波換能器體和所屬殼體的超聲波換能器。

發明內容
目的本發明的目的在於，提供一種同種類型的新式超聲波換能器裝置，它能夠降低生產成本。發明的方案主題上述目的通過權利要求I特徵部分的特徵得以實現。由各從屬權利要求和說明書描述可得出本發明的一些適宜的設計形式。由於將超聲波換能器體的第一接觸裝置嵌置於殼體中、一殼體部件中或一殼體嵌件中或者固定在那裡，因此就有可能採用簡單構造的超聲波換能器體，特別是，超聲波換能器體不必再具有周圍觸點接通措施。同樣也不再需要製造各單獨的超聲波換能器，作為準備完成待投入使用的構件。由於用超聲波透射壁而取消了複雜的密封措施。將部件數量和製造步驟減到了最小值。由於因電極在超聲波換能器體上隨著時間流逝變得膠接或焊接缺·損而造成的損壞的失效危險也減少了。操作可靠性得以提高。如果設置一鬆動的電極作為超聲波換能器體的第一接觸裝置，則可以將其以簡單方式嵌置於一個在殼體或殼體部件上或者在殼體嵌件上為此設置的凹槽中並且在那裡在超聲波換能器體與待用超聲波透射的殼體壁之間得以位置固定。或者另選地，作為第一接觸裝置，可以設置一種事先已塗覆到殼體或殼體部件或殼體嵌件上的接觸層。對此可以適宜地涉及一種例如由氣相沉積的導電層，比如一種通過金屬蒸鍍塗覆的、與殼體或殼體部件或殼體嵌件固定(預)連結的接觸層。或者另選地，可以通過電鍍、通過熱金屬噴濺或通過熔化浸鍍來實現一種導電層。也可以使用一種由導電材料構成的粉末塗層。因此可以將超聲波換能器體以簡單方式加設到帶有接觸裝置的殼體上或嵌置於其中。作為另一可選設計形式，也可以將第一接觸裝置設置為整合於殼體或殼體部件或殼體嵌件中的導體層或導體結構。為此可以使用2組分注射成型、所謂的MID法、熱壓印法、掩模曝光法、雷射成型構造或薄後注射。由此也可以將超聲波換能器體以簡單方式加設到帶有接觸裝置的殼體或殼體部件上或嵌置於其中。可以在沿軸向方向的預緊作用下來實現超聲波換能器體在嵌置的電極上或在帶有接觸裝置的殼體壁上的固定。適宜經由一彈簧實現這種固定，其同時確保了超聲波換能器體一側的電接觸。經由一種連接片(例如經由在電極上一體成形的和向上凸出的連接片)或經由一種自定心的接頭裝置(例如彈簧，特別是所謂螺旋彈簧的形式)來實現第一接觸裝置的接線。後者(彈簧，特別是螺旋彈簧)沿超聲波換能器體的外周延伸。按照本發明的另一方面，亦即並列提出的權利要求，將超聲波換能器體裝入一個特別是杯形的、可用超聲波透射的、優選由塑料構成的殼體嵌件中。將該殼體嵌件裝入到一個相應的殼體開口中，由此在相應換能器體的區域內可以產生一種多件式的殼體，其包括盲孔狀的凹槽。可用超聲波透射的優選由塑料構成的殼體嵌件也提供了獨立於電極構造設計的生產優點。例如，即使電極永久固定在超聲波換能器上或經由從下側向上引導的噴鍍金屬實現觸點接通(周圍觸點接通措施)，則也是如此。為了實現殼體嵌件的上側封閉，可以設置一封閉件或一蓋。在這種情況下，可以在封閉件的上側引出各接線頭。由此可以以簡單方式操縱按照本發明的換能器裝置，僅僅還要製造在印刷電路板上應該進行觸點接通的構件(獨立的裝配單元)即可。其餘的殼體因此可以具有一種較為簡單的形式/形狀，由此又可以顯著降低殼體的製造成本。另外，圍繞超聲波換能器體的空間可以至少部分地用澆注材料填充。藉此可避免氧化現象。殼體嵌件按照需要可以或是只具有一個超聲波換能器體或是具有多個超聲波換能器體(特別是一對超聲波換能器體)。按照本發明的另一方面，在這樣一種包括第一和第二超聲波換能器體的裝置中，設置所涉及的超聲波換能器體的相應第一主表面的一個對於第一和第二超聲波換能器體共同的、在殼體側固定的電接觸機構(例如接地電位)。由此可以顯著簡化結構設計。 本發明還涉及一種超聲波流量計，其包括按照權利要求I至15之至少一項所述的超聲波換能器裝置。


發明的實施例以下藉助附圖更詳細地說明本發明的一些適宜的設計形式。在此，為清晰起見，各重複的特徵只一次配有附圖標記。特別強調的是，下文所描述的那些設計形式的單個特徵組合或部分特徵組合也應視作本發明創造的重要部分。圖中示出圖I超聲波表計的殼體的剖視圖，壁用超聲波透射，圖2按照本發明的第一設計形式的超聲波換能器裝置在組裝過程中(圖2A)和組裝以後(圖2B)分別不帶封閉件以及其透視的分解圖(圖2C)，圖3按照本發明的第二設計形式的超聲波換能器裝置的剖視圖(圖3A)不帶封閉件以及透視的分解圖(圖3B)，圖4按照本發明的第三設計形式的超聲波換能器裝置在一個超聲波換能器體的一個區域的剖視圖(圖4A)和兩個超聲波換能器體共同實現觸點接通的情況，圖5超聲波流量計的按照本發明的超聲波換能器裝置裝入特別設計形式的殼體裝置中的透視的剖視圖，圖6圖5的區域A的放大剖視圖，圖7按照圖5或圖6的設計形式的殼體嵌件的各零件的分解圖示的透視的剖視圖，圖8按照圖5至7的設計形式的殼體裝置的端面視圖，圖9按照本發明的殼體裝置的第二設計形式的透視的剖視圖，包括按照本發明的超聲波換能器裝置，圖10圖9的區域A的放大剖視圖，圖11按照圖9或圖10的設計形式的殼體嵌件的各零件的分解圖示的透視的剖視圖，圖12按照本發明的另一設計形式的殼體嵌件的各零件的分解圖，圖13按照本發明為杯形殼體嵌件形式的超聲波換能器裝置的其他設計形式，例如超聲波換能器體通過彈簧實現的上側的觸點接通(圖13A)或通過在上側嵌置的電極與接線片實現的上側的觸點接通(圖13B)，以及圖14表示超聲波流量計的殼體的剖視圖(圖14A)和透視圖(圖14B)。
具體實施例方式圖I示出超聲波流量計I的殼體2,它包括兩個大致在中心連接的部件。在相應殼體部件的上側具有一袋形的凹槽45，用以裝入各一個(未示出的)超聲波換能器。殼體2的袋形凹槽45的底面構造成薄壁結構，以使得超聲波能夠透射到流過超聲波流量計的介質中。在殼體2內具有兩個轉向鏡30，它們由各轉向鏡支架31支承並且將超聲波信號(超聲波脈衝)轉向U形的測量路段。此外可以將一溫度傳感器15裝入一殼體凹槽中。殼體2的兩部件適宜由塑料特別是熱塑性塑料料構成，它可由所謂的注塑成型法加工。圖2示出按照本發明的超聲波換能器裝置的第一設計形式，其處於一個用點線表示的殼體2內或殼體中的殼體部件或嵌件5內。按圖2A，超聲波換能器體4亦即由壓電陶瓷構成的碟片不僅在其上側而且在下側上設有一固定加設的噴鍍金屬(層)40、41 (例如Ag)。 殼體2或殼體部件或嵌件5在該設計形式中具有一袋形的凹槽45，其包括支承面6和傾斜向外延伸的表面23。為實現超聲波換能器體4的電氣觸點接通而設有一鬆動的電極27，它嵌置於傾斜向內逐漸縮小的凹槽45中並且平面安置在支承面6上。為了實現觸點接通(電位P1)，電極27具有一側面設置的接線片28。後者與電極27構成一體。利用一個形式為螺旋彈簧的彈簧9來實現超聲波換能器體4的對置的表面的相對接觸(電位P2)。如果需要的話，如圖2中所示，可以在電極27的兩側附加設置聲耦合物質43，例如為聲耦合凝膠等的形式。凹槽45的向內延伸的縮小部有助於在嵌置電極27時實現其定心。彈簧9不只用於超聲波換能器體4的上側的電氣觸點接通而且也用於其在袋形的凹槽45內的位置固定。如由圖2C清楚可見，為了封閉殼體2或殼體部件或嵌件5，在裝置的上側設置有一蓋或封閉件37。它包括一內側的(未示出的)凹槽(也參見圖13)用於彈簧9在蓋內側上的定心。經由中心孔38可以向外引飛彈簧9的直線式的接線件並且優選直接與印刷電路板(未示出)觸點接通。此外，沿圓周例如設置有總共四個徑向切口 39，它們能夠使電極27的接線片28通過封閉件37向外導向印刷電路板。在殼體2或殼體部件或嵌件5的內部具有一凹槽26，它允許有一定側向錯位地從支承面6的區域向上引導接線片28。圖3A大大簡化示出了按照本發明的超聲波換能器裝置的另一設計形式。代替鬆動嵌置的印刷電路板，在該設計形式中設置了一種在殼體2或殼體部件或嵌件5上例如通過對袋形凹槽45底面金屬蒸鍍而塗覆的接觸層42。該接觸層42沿著傾斜延伸的表面23並且經過其一部分向上延伸。藉助於一個外面的彈簧8例如螺旋彈簧來實現接觸層42的電氣觸點接通(電位P1)，該彈簧8在外側包圍超聲波換能器體4。藉助於該彈簧9按以上所述的設計形式實現觸點接通(電位P2)。在接觸層42的上側可以適宜地具有聲耦合物質43。如由圖3B清楚可見，彈簧8安置在表面23的區域內並且提供了一個足夠大的內腔，它允許超聲波換能器體4支承在殼體2的支承面6上。蓋37符合於按圖2C的蓋37的設計形式。
在按圖4A的設計形式中，超聲波換能器體4的面向介質一側的觸點接通是通過一個在殼體2或殼體部件或嵌件5中整合的導體線路結構44來達到的。該導體線路結構44在其製造時就已固定於殼體的塑料中。對於殼體，在這種情況下因而涉及到這樣一種構件，在其中，金屬的導體線路已塗敷到注塑成型的塑料載體上。這一點例如以所謂的2組分注塑成型、熱壓印法、掩模曝光法、雷射成型構造法或膜後注射法來實現。導體線路結構44的觸點接通(電位Pl)可以按各種不同的方式來實現，例如經由彈簧，如圖3A和3B中所示。在這裡，在超聲波換能器體4與導體線路結構44之間也可以設置聲耦合物質43。此外，該設計形式還允許沿整個的殼體2或殼體部件或嵌件5設置一導體線路結構44。在這種情況下可，以有利地利用僅一個共同的接線電極將兩超聲波換能器體4、7連接於僅僅唯—個接觸機構(電位PU。例如電接觸機構Pl可以是一個共同的接地接觸。在上述的圖I至7中涉及按照本發明的超聲波換能器裝置的不同設計形式的縱剖視圖，其中設置有嵌件5，它們供兩個超聲波換能器體4、7所用。圖8涉及局部的縱剖視圖。圖I中的標記5表示一超聲波流量計，它固定安裝於一個(未示出的)流體管道中， 例如熱水管道和/或冷水管道，用以檢測流體的流量。超聲波流量計I為此具有細長的管形殼體2，該殼體通常由金屬鑄件構成。經由在殼體端面上的適合的(未示出的)連接裝置將其連接於流體管網。超聲波流量計I具有一個處於殼體2內部的測量嵌件3，它在圖I具體示出的設計形式中具有一個環形的橫截面縮小的測量區段，該測量區段沿著處在兩轉向鏡30之間的空間延伸。各轉向鏡30由成流線形構造的轉向鏡支架31所支承，它們則又由一框架32保持，該框架同時用作流動分配器。測量嵌件3與上述各組成部分一起在端面被共同插進超聲波流量計I的殼體2中。在殼體2的上側(對此也參見圖7)具有一細長的殼體開口 16,它設定用於容納一殼體嵌件5。殼體嵌件5用於將超聲波換能器體4、7定位在超聲波流量計I上，對於超聲波換能器體4、7，一般是涉及壓電陶瓷盤，它將電能轉變為聲能，以及反之。殼體嵌件還包括一溫度傳感器15，它通過一個在殼體嵌件5底面區域內的孔34在超聲波流量計I的殼體2內部延伸並且藉助於一密封元件35對殼體嵌件5那邊密封。為了實現殼體嵌件5相對殼體2的密封,參見圖7,設置唯個密封兀件13,它是在一臺階17中環繞的較大尺寸的O型圈的形式。相應的超聲波換能器體4、7亦即相應的壓電陶瓷盤處於一個在杯形殼體嵌件5內壁上的支承面6的上側上。該支承面優選適配於超聲波換能器體4、7的直徑。經由一個居中設置的、在固定件24中導向的第一彈簧9實現(在附圖中未示出的)蓋側的接觸電極的觸點接通，該彈簧適宜用於電信號的引出抽頭或者用於進行電控制。經由一個第二螺旋彈簧8實現同樣在圖中未示出的第二接觸電極的觸點接通，螺旋彈簧8建立起接地接觸。代替第二接觸電極，也可以設置殼體嵌件的內壁的一金屬塗層。為了簡化裝配，在支承面6的上方設置有一傾斜面23，它通過定心便於使相應的超聲波換能器體4、7在支承面6上裝入和定位。在殼體嵌件5的上側具有一個形式上為印刷電路板10的蓋，其包括未示出的接觸線路，該印刷電路板允許實現彈簧8及彈簧9的直接觸點接通。
如由圖10清楚可見，用澆注材料11填充殼體嵌件5的餘留的內腔，從而超聲波換能器體4、7和彈簧8、9與澆注材料11相接觸並且避免形成冷凝水。代替印刷電路板10，也可以設置一個形式上為塑料注塑成型件的蓋用於殼體嵌件5的上側封閉。殼體嵌件5藉助於(未示出的)螺釘以及必要時的(同樣未示出的)固定保持件與殼體抗壓地和水密地螺接在一起。在底部區域突出的銷14是用來經由在測量嵌件3上的一個相應的(圖中示出的)凹槽將測量嵌件3在組裝的狀態下固定就位。如由圖8清楚可見，殼體嵌件5的下側設有一個向內彎曲的表面18，它在殼體嵌件5組裝好的狀態下與測量嵌件3的外表面接觸。 在圖I至11所示的實施方案中，殼體嵌件5的下側並不適配於測量嵌件3的輪廓。殼體2具有一殼體內壁19,它具有一種適配於測量嵌件3外輪廓的內輪廓。在這種情況下，殼體嵌件5的下側可以構造成平的。在銑出殼體開口時要留出殼體內壁19，而且是以這樣的方式，即保持最小的壁厚，例如在中心線上約為O. 8mm至I. 2mm。測量嵌件3經由相應的拱頂21 (它們嵌接於殼體內壁19的各通口 20中)與超聲波流量計I的內部處於接觸。所述拱頂21優選成形為，使它們儘可能塞滿各開口 20，以便阻止氣泡的附著。在該設計形式中，可以按照模塊型式針對各種極其不同的公稱直徑使用所述殼體嵌件5。超聲波換能器體的觸點接通符合於按照圖5至8的那些情況。為了確保殼體嵌件有足夠的壓力穩定性，適宜由高強度的、優選用添加材料(例如玻璃纖維)加固的材料(例如塑料)來製造它。此外適宜的是，採取結構上的措施來提高剛度，例如按照圖9至11示例性設計形式的多個加固筋條25。這些增強措施是很重要的，因為流體的總壓力都加載於殼體嵌件5的壁上。另選地或附加地，殼體嵌件5可以具有需要的材料厚度。在超聲波換能器體4或7或支承面6的區域內，殼體嵌件5應該只具有微小的壁厚，使得能夠實現足夠的超聲波透射。另外，相應的殼體嵌件5為了實現超聲波換能器體4、7的電氣觸點接通而可以在支承面6區域內設置一金屬塗層。相應的壓電陶瓷盤在殼體嵌件5的壁上的聲耦合適宜用一種適合的導聲膏來實現，例如包括矽酮或PFPE。或者作為另選方案，也可以粘入超聲波換能器體4、7或通過在殼體嵌件5的接觸層上焊接來實現觸點接通。由此特別產生一種剛性的、導電能力良好的連接。可以通過優選固定連接於印刷電路板10的或與後者焊接的彈簧9來實現其他的電氣觸點接通，彈簧9以一定的力將壓電陶瓷盤壓向殼體嵌件5的膜片狀壁。圖12示出另一實施方案，其中，溫度傳感器15 (例如所謂的NTC元件)穿過殼體嵌件5的壁去檢測處於超聲波流量計I中的流體的溫度。為此，例如在殼體嵌件5的底面中設置一成型部29，溫度傳感器15處於其中。後者可以經由(未示出的)導熱膏熱作用耦聯於殼體嵌件5的壁上。按這種方式取消了殼體嵌件5的孔以及向內側那邊的密封。此外，可以使用一種非封裝的NTC元件，它與前者相比是顯著便宜的。
在該設計形式中，並不是經由殼體嵌件5表面的金屬塗層、而是藉助於電極27實現超聲波換能器體4或7的觸點接通，電極27由薄的金屬薄膜構成。電極27固定連接於(例如粘結於或焊接於)超聲波換能器體4或7的下側。在圖8中，右邊分開地示出了該電極，以便更好地理解其整體形狀。作為電極27的材料，可以設定為例如優質鋼(VA)或銅(Cu)，該材料按照進一步加工處理可以再鍍上一薄的貴金屬層(例如金或銀)。在電極27上成形的接線片28優選直接焊接於印刷電路板10。接線片28包括一些折彎，其應能防止由於熱膨脹而向電極27不利地傳遞作用力。或者作為另選方案，代替電極與相應的超聲波換能器體4、7的固定連接，基於按照本發明的結構設計，也可以以簡單方式設置一種通過中間連接聲耦合層例如耦合凝膠、耦合軟膏等的鬆動式設置。在這種情況下，只通過彈簧9的壓力就能保持相應的超聲波換能器體4或7以及電極27就位，並確保電氣觸點接通。為了避免對壓電陶瓷盤外表面的不符合要求的電接觸，而將接線片28離開電極 27的外徑有一定徑向間距地加以彎曲。由於這個原因，在表面23的區域內設置有一成型部或凹槽26。這就同時保證電極27包括接線片28相對印刷電路板10中相應的焊孔36具有
一種單一確定的定位。經由彈簧9實現觸點接通(信號觸點接通)，該彈簧或是直接焊接於印刷電路板10或是與一個處在那裡的導體線路觸點接通。對於後一情況，設置一固定件24用以定位該彈簧9。圖13A以簡化的原理圖不出一杯形的殼體嵌件5連同只一個超聲波換能器體4的處於安裝位置的局部剖視圖。嵌件5可以具有上述的電極型式(示出圖2A至2C中所述型式的電極27或觸點接通)。為清晰起見，圖13中未示出超聲波換能器體兩側的噴鍍金屬和聲耦合物質。殼體嵌件5裝入殼體2或殼體部件的一個通口中並且經由一個O型圈46對殼體那邊密封。封閉件37裝入上側的凹槽45中。接線片28和彈簧9的接線接觸通過切口 39或孔38突出於封閉件37的上側以外並且可以直接與一個未示出的印刷電路板實現觸點接通。由此可以放棄電纜連接例如同軸電纜的使用。殼體嵌件5具有薄壁的底面並且由塑料構成，從而，由超聲波換能器體所產生的超聲波信號可以通過該底面進入介質。圖13B的視圖示出一個相應的杯形殼體嵌件5，其中，超聲波換能器體4的觸點接通藉助於兩側的電極27a和27b實現，該超聲波換能器體同樣在兩側上具有(在圖13B中未示出的)噴鍍金屬，兩側的電極分別具有一個接線片28a或28b。接線片28a、28b經過表面23中兩側的凹槽26a、26b沿殼體嵌件5向上並且穿過封閉件37中的切口 39a或39b向外延伸。彈簧9在該設計形式中只用來實現機械的固定保持力，而確保不發生電氣觸點接通。上側的電極27b被嵌置並且只通過彈簧9與封閉件37相連接保持位置。該裝置按照圖13A的結構設置被裝入一殼體開口中。該杯形殼體嵌件5可以與處於其中的各構件一起作為自身可操縱的結構單元進行預製。圖14中以剖視圖(圖14A)和透視圖(圖14B)示出了殼體2，包括兩個上側的殼體開口，殼體開口中各裝入一個上述型式的殼體嵌件5。如由圖14A明顯可見,殼體嵌件5的終端與一個(未示出的)印刷電路板的支承平面大致齊平，從而可實施一種直接的觸點接通。
附圖標記清單I流量計2 殼體3測量嵌件4超聲波換能器體5殼體嵌件6支承面
7超聲波換能器體8 彈簧9 彈簧10印刷電路板11澆注材料12 模塊13密封元件14 銷15溫度傳感器16殼體開口17 臺階18 表面19殼體內壁20 通口21 拱頂22 孔23 表面24固定件25加固筋條26 凹槽27 電極28接線片29成型部30轉向鏡31轉向鏡支架32 框架33 孔34 孔35密封元件36 焊孔37封閉件38 孔
39 切口40噴鍍金屬41噴鍍金屬42接觸層43聲耦合物質44導體結構45袋形的凹槽460 型圈·
權利要求
1.用於超聲波流量計的超聲波換能器裝置，所述超聲波流量計包括優選由塑料構成的一件式或多件式的殼體(2)，該殼體設定用於連接到一個引導待測介質的管道上，其中，超聲波換能器用超聲波透射所述殼體並且包括 超聲波換能器體(4, 7),該超聲波換能器體包括在面向介質一側上的第一主表面和在背離介質一側上的第二主表面， 優選平面的第一接觸裝置，用以電接觸所述超聲波換能器體(4，7)的第一主表面， 優選平面的第二接觸裝置，用以電接觸所述超聲波換能器體(4，7)的第二主表面， 其中，所述第一接觸裝置處於所述超聲波換能器體(4，7)與超聲波流量計的待用超聲波透射的所述殼體(2)之間； 其特徵在於，所述超聲波換能器體(4，7)的第一接觸裝置嵌置於所述殼體(2)中、一殼體部件中或一殼體嵌件(5)中或者固定在那裡。
2.按照權利要求I所述的超聲波換能器裝置，其特徵在於，設置一鬆動的電極(27)作為所述超聲波換能器體(4，7)的第一接觸裝置。
3.按照權利要求I所述的超聲波換能器裝置，其特徵在於，所述第一接觸裝置是塗覆到所述殼體(2 )、所述殼體部件上或所述殼體嵌件(5 )上的接觸層(42 )。
4.按照權利要求I所述的超聲波換能器裝置，其特徵在於，所述第一接觸裝置是在所述殼體(2 )、所述殼體部件中或所述殼體嵌件(5 )中固定的導體結構(44 )。
5.按照上述權利要求之至少一項所述的超聲波換能器裝置，其特徵在於，所述超聲波換能器體(4，7)在沿軸向方向的預緊作用下而在所述殼體(2)、所述殼體部件上或所述殼體嵌件(5)上得以位置固定。
6.按照權利要求5所述的超聲波換能器裝置，其特徵在於，為了實現所述超聲波換能器體(4，7)的位置固定而設置有彈簧(9)，所述彈簧在超聲波換能器體背離介質的一側上接觸該超聲波換能器體(4，7)。
7.按照上述權利要求之至少一項所述的超聲波換能器裝置，其特徵在於，所述第一接觸裝置具有一接線件或與這種接線件觸點接通。
8.按照權利要求7所述的超聲波換能器裝置，其特徵在於，設置一接線片(28)作為接線件。
9.按照權利要求8所述的超聲波換能器裝置，其特徵在於，所述接線片(28)是所述第一接觸裝置的整體組成部分。
10.按照權利要求8所述的超聲波換能器裝置，其特徵在於，設置一彈簧(8)作為接觸裝置。
11.按照權利要求10所述的超聲波換能器裝置，其特徵在於，所述彈簧(8)沿超聲波換能器體(4，7)的外周延伸。
12.按照上述權利要求之至少一項所述的超聲波換能器裝置，其特徵在於，第一和/或第二接觸裝置直接連接在超聲波流量計的印刷電路板(10)上。
13.特別是按照上述權利要求之一項所述的用於超聲波流量計的超聲波換能器裝置，所述超聲波流量計包括優選由塑料構成的一件式或多件式的殼體(2)，該殼體設定用於連接到一個引導待測介質的管道上，其中，超聲波換能器用超聲波透射所述殼體並且包括 超聲波換能器體(4, 7),該超聲波換能器體包括在面向介質一側上的第一主表面和在背離介質一側上的第二主表面， 優選平面的第一接觸裝置，用以電接觸所述超聲波換能器體(4，7)的第一主表面， 優選平面的第二接觸裝置，用以電接觸所述超聲波換能器體(4，7)的第二主表面， 其中，所述第一接觸裝置處於所述超聲波換能器體(4，7)與超聲波流量計的待用超聲波透射的所述殼體(2)之間； 其特徵在於，所述殼體(2)具有一殼體開口( 16)，在該殼體開口( 16)中可裝入一個杯形的、能用超聲波透射的殼體嵌件(5)，並且該殼體嵌件(5)設置為用於容納所述超聲波換能器體(4，7)。
14.按照權利要求13所述的超聲波換能器裝置，其特徵在於，設置一封閉件(37)用於所述殼體嵌件(5)的上側封閉。
15.特別是按照上述權利要求之一項所述的用於超聲波流量計的超聲波換能器裝置，所述超聲波流量計包括優選由塑料構成的一件式或多件式的殼體(2)，該殼體設定用於連接到一個引導待測介質的管道上，其中，超聲波換能器用超聲波透射所述殼體並且包括 超聲波換能器體(4, 7),該超聲波換能器體包括在面向介質一側上的第一主表面和在背離介質一側上的第二主表面， 優選平面的第一接觸裝置，用以電接觸所述超聲波換能器體(4，7)的第一主表面， 優選平面的第二接觸裝置，用以電接觸所述超聲波換能器體(4，7)的第二主表面， 其中，所述第一接觸裝置處於所述超聲波換能器體(4，7)與超聲波流量計的待用超聲波透射的所述殼體(2)之間，其中，該超聲波換能器裝置具有第一及第二超聲波換能器體(4,7)； 其特徵在於，設置所述第一主表面的一個對於第一和第二超聲波換能器體(4，7)共同的、在殼體側固定的電接觸機構(44 )。
16.超聲波流量計，其特徵在於，該超聲波流量計包括按照上述權利要求之至少一項所述的超聲波換能器裝置。
全文摘要
本發明涉及一種用於超聲波流量計的超聲波換能器裝置，所述超聲波流量計包括一件式或多件式的殼體(2)，該殼體設定用於連接到一個引導待測介質的管道上，超聲波換能器用超聲波透射所述殼體(2)並且該超聲波換能器裝置具有下列特徵超聲波換能器體(4，7)，其包括在面向介質一側上的第一主表面和在背離介質一側上的第二主表面；優選平面的第一接觸裝置，用以電接觸超聲波換能器體(4，7)的第一主表面；優選平面的第二接觸裝置，用以電接觸超聲波換能器體(4，7)的第二主表面；第一接觸裝置處於超聲波換能器(4，7)與超聲波流量計的待用超聲波透射的殼體(2)之間。為簡化結構設計而提出將超聲波換能器體(4，7)的第一接觸裝置鬆動地嵌置於殼體(2)中或在殼體側固定。
文檔編號H01L41/047GK102893135SQ201180023473
公開日2013年1月23日 申請日期2011年5月11日 優先權日2010年5月12日
發明者H·科雷默, W·奧菲萊因, T·霍夫曼, A·施密特-舍尼安, R·霍恩, G·蒂茨, H-M·松嫩貝格 申請人:液體比重計有限公司