CH714590A1 - Wandleranordnung mit Dämpfungsvorrichtung und Ultraschallmesssystem. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wandleranordnung (1) mit einem Ultraschallwandler (2), der ein Kabel (3) mit Drähten (4, 5) aufweist, und ein Ultraschallmesssystem mit zwei Wandleranordnungen (1). Zum Verbessern der Messgenauigkeit bei verschiedenen Temperaturen sieht die Erfindung vor, dass die Wandleranordnung (1) eine Körperschalldämpfungsvorrichtung (6) umfasst, die Druck auf das Verbindungskabel (3) ausübt.

Description

Beschreibung [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wandleranordnung, die einen Ultraschallwandler mit einem zwei Drähte aufweisenden Verbindungskabel umfasst. Ferner betrifft die Erfindung ein Ultraschallmesssystem mit zwei Wandleranordnungen.

Technologischer Hintergrund [0002] Wandleranordnungen und Ultraschallmesssysteme mit zwei Wandleranordnungen sind wohlbekannt. Zum Beispiel werden Ultraschallwandler dazu verwendet, Durchflüsse von Medien wie Gasen oder Flüssigkeiten zu bestimmen oder Gasblasen oder Partikel in strömenden Medien zu detektieren. Bei derzeit vorliegenden Wandleranordnungen und Messsystemen variiert jedoch die Mess- und Detektionsgenauigkeit mit der Temperatur des jeweiligen Mediums. Infolgedessen ist somit der Temperaturbereich, in dem bekannte Wandleranordnungen und Messsysteme mit ausreichender Mess- und Detektionsgenauigkeit verwendet werden können, sehr begrenzt.

Beschreibung der Erfindung [0003] Angesichts des oben erwähnten Nachteils besteht eine der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe in der Bereitstellung einer Wandleranordnung und eines Messsystems, die mit einer verbesserten Mess- und Detektionsgenauigkeit innerhalb eines weiteren Temperaturbereichs als Wandleranordnungen und Messsysteme nach dem Stand der Technik verwendet werden können.

[0004] Bei der oben erwähnten Wandleranordnung wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Wandleranordnung eine Körperschalldämpfungsvorrichtung umfasst, die Druck auf das Verbindungskabel ausübt. Bei dem oben erwähnten Messsystem wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass mindestens eine der Wandleranordnungen eine Wandleranordnung gemäss der vorliegenden Erfindung ist.

[0005] Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass sich durch Beaufschlagung der Drähte mit mechanischem Druck die Messgenauigkeit mit der Temperatur nicht verschlechtert oder zumindest weniger verschlechtert. Anscheinend transportieren die Drähte des Kabels und insbesondere ihre Beschichtung, zum Beispiel Polytetrafluorethylen oder ein anderer Isolator, zum Beispiel ein Kunststoffmaterial, Ultraschall als Körperschall. Zum Beispiel wird der Körperschall an einem gegenüber dem Ultraschallwandler angeordneten Ende des Kabels reflektiert und dann über das Kabel zu dem Ultraschallwandler zurück transportiert, wo er fälschlicherweise als Messschall erfasst werden kann. Aufgrund dessen, dass sich die Schallgeschwindigkeit in dem Medium mit der Temperatur des Mediums ändert, variiert die Zeitdifferenz zwischen dem Empfang eines echten Ultraschallmesssignals, das zum Beispiel von einer anderen Wandleranordnung abgegeben wird, und des reflektierten Körperschalls und bewirkt eine periodische Änderung der Mess- und Detektionsgenauigkeit mit der Temperatur als Variable. Durch Ausüben des Drucks auf das Kabel kann der Körperschall gedämpft oder reflektiert werden, sodass er den Ultraschallwandler ausserhalb eines bestimmten Zeitfensters, in dem das echte Ultraschallmesssignal den Ultraschallwandler voraussichtlich erreicht, erreicht. Somit verschlechtert sich die Mess- und Detektionsgenauigkeit durch die Temperaturänderungen im Vergleich zum Stand der Technik nicht periodisch oder wird zumindest verringert.

[0006] Die Lösungen gemäss der vorliegenden Erfindung können durch die weiteren folgenden Ausführungsformen, die in jedem Fall an sich von Vorteil sind, wie gewünscht kombiniert und weiter verbessert werden. Sofern nichts Gegenteiliges angegeben ist, können die Ausführungsformen leicht miteinander kombiniert werden.

[0007] Gemäss einer möglichen Ausführungsform der Wandleranordnung ist die Dämpfungsvorrichtung dazu konfiguriert, Druck auf das Kabel auszuüben, derart, dass der Umfang jedes der Drähte mindestens teilweise oder abschnittsweise oder sogar vollständig mit Druck beaufschlagt wird. Wenn im Wesentlichen der ganze Umfang des Kabels und insbesondere mindestens einer oder sogar alle der Drähte beaufschlagt werden, kann die Körperschallleitfähigkeit entlang dem Umfang zu einem gewissen Grad oder sogar vollständig reduziert werden, und die Wirkung der Dämpfungsvorrichtung kann verbessert werden.

[0008] Gemäss einer möglichen Ausführungsform der Wandleranordnung umfasst die Dämpfungsvorrichtung ein starres Element, um das das Kabel eng gewickelt ist. Durch Bereitstellen eines starren Elements und durch enges Wickeln des Kabels um das starre Element kann die Dämpfungsvorrichtung leicht bereitgestellt werden und kann sogar einer bestehenden Wandleranordnung hinzugefügt werden.

[0009] Zum Beispiel ist der Teil des Kabels, der eng um das starre Element gewickelt ist, bezüglich des starren Elements möglicherweise nicht leicht beweglich. Zum Beispiel kann der Teil des Kabels, der eng um das starre Element gewickelt ist, stärker als ein anderer nicht eng gewickelter Abschnitt des Kabels gespannt oder belastet werden. Somit kann die mechanische Beanspruchung des Teils des Kabels, der eng um das starre Element gewickelt ist, höher als die mechanische Beanspruchung eines anderen nicht eng gewickelten Abschnitts des Kabels sein.

[0010] Gemäss einer möglichen Ausführungsform der Wandleranordnung ist das starre Element eine Kabelschelle. Somit kann es möglich sein, nicht nur die Mess- und Detektionsgenauigkeit zu verbessern, sondern auch zu vermeiden, dass der Körperschall zu einem anderen Element und beispielsweise zu einer anderen Wandleranordnung abgegeben oder übertragen wird, da das Kabel aufgrund der Kabelschelle zum Beispiel an einem Halteteil des Messsystems fixiert sein kann und somit von dem anderen Element ferngehalten werden kann. Die Kabelschelle kann einfach an oder in dem Halteteil festgeklemmt werden und kann aus Kunststoff gebildet sein, der kostengünstig herstellbar ist.

[0011] Gemäss einer möglichen Ausführungsform der Wandleranordnung umfasst die Dämpfungsvorrichtung ein zylindrisches Druckelement, das das Kabel drückt oder komprimiert, wobei das Kabel mindestens abschnittsweise in dem zylindrischen Druckelement angeordnet ist. Somit kann der für die Dämpfungsvorrichtung erforderliche Installationsraum auf ein Minimum reduziert sein, oder möglicherweise ist gar kein zusätzlicher Installationsraum für die als ein zylindrisches Druckelement ausgebildete Dämpfungsvorrichtung erforderlich. Durch mindestens abschnittsweise Anordnung des Kabels in dem zylindrischen Druckelement kann Druck an mehreren Stellen oder an einem durchgehenden Abschnitt des Kabels entlang einer Längsrichtung und/oder entlang einer Umfangsrichtung des Kabels ausgeübt werden, wodurch die Wirkungen der Dämpfungsvorrichtung weiter verbessert werden.

[0012] Gemäss einer möglichen Ausführungsform der Wandleranordnung bildet ein Abschnitt des Kabels eine Schlaufe, wobei die Schlaufe mindestens abschnittsweise in dem zylindrischen Druckelement angeordnet ist. Durch Bilden der Schlaufe kann es möglich sein, mehr Stellen oder einen längeren durchgehenden Abschnitt des Kabels entlang einer Längsrichtung des Kabels mit Druck zu beaufschlagen, wodurch die Wirkungen der Dämpfungsvorrichtung weiter verbessert werden.

[0013] Gemäss einer möglichen Ausführungsform der Wandleranordnung ist das zylindrische Druckelement eine elastische Hülse und/oder ein Schrumpfschlauch und/oder eine Schrumpfscheibe und/oder eine Buchse. Wenn es sich bei dem zylindrischen Druckelement um eine elastische Hülse, einen Schrumpfschlauch oder eine Schrumpfscheibe handelt, kann das Kabel von einem oder von beiden Enden des zylindrischen Druckelements vorragen, wodurch die Installation der Wandleranordnung erleichtert werden kann. Wenn das zylindrische Druckelement eine Buchse ist, kann das Kabel von nur einem Ende des zylindrischen Druckelements vorragen, was, falls erforderlich, eine einfache Reduzierung der Kabellänge gestatten kann. Der Abschnitt, der mit Druck beaufschlagt wird, kann in die Buchse gepresst werden, wodurch der Druck erzeugt wird. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Buchse mit dem Kabel in der Buchse elastisch und/oder plastisch komprimiert oder zusammengedrückt werden. Zum Beispiel kann die Buchse eine Quetschhülse sein.

[0014] Gemäss einer möglichen Ausführungsform der Wandleranordnung umfasst die Dämpfungsvorrichtung ein Element aus einem verfestigten Medium, durch das sich das Kabel erstreckt. Beim Aufbringen des Mediums kann sich das Medium in einem flüssigen Zustand oder in einem plastisch verformbaren Zustand befinden und nach dem Aufbringen erstarren oder aushärten. Das Medium kann zum Beispiel ein dissipatives Medium sein. Beim Aufbringen des das verfestigte Element bildenden Mediums in einem flüssigen oder einem plastisch verformbaren Zustand kann das Medium leicht in engen Kontakt mit dem Kabel gebracht werden. Wenn der Draht und/oder die Kabel in engen Kontakt gebracht werden, berührt das Medium fast vollständig oder fast abstandslos oder sogar vollständig oder abstandslos den Umfang des Kabels und/ oder der Drähte. Lediglich in Bereichen, in denen die Drähte einander berühren, können Kontaktabstände verbleiben. Somit kann die Wirkung der Dämpfungsvorrichtung weiter verbessert werden.

[0015] Beim Erstarren oder Aushärten kann das Medium schrumpfen, wodurch das Kabel und/oder die Drähte mit dem Druck des Elements beaufschlagt wird/werden. Wenn sich die Kabel berühren und einen Kontaktabstand verursachen, kann das schrumpfende Medium darüber hinaus bewirken, dass die Drähte gegeneinander gedrückt werden, was dazu beiträgt, Körperschallausbreitung selbst an dem Kontaktabstand weiter zu reduzieren.

[0016] Das Medium kann ein Kunststoffmaterial, ein Dichtungsmaterial, zum Beispiel einen Dichtungskitt, ein Bonding-Material, wie beispielsweise Klebstoff, Heisskleber oder Blu-Tack, umfassen oder sogar daraus bestehen. Insbesondere in dem Fall, dass das Element durch Spritzgiessen gebildet ist, kann das Medium einen Thermoplast umfassen oder sogar daraus bestehen.

[0017] Gemäss einer möglichen Ausführungsform der Wandleranordnung umfasst die Dämpfungsvorrichtung mindestens einen der Drähte, der auf den anderen der Drähte Druck ausübt. Wenn der eine der Drähte auf den anderen der Drähte Druck ausübt, kann die Wirkung der Dämpfungsvorrichtung mindestens teilweise oder vollständig ohne jegliche zusätzlichen Elemente erzielt werden, wodurch die Komplexität und Kosten der Wandleranordnung reduziert werden. Wenn eines der zusätzlichen Elemente vorgesehen ist, kann der eine der Drähte, der Druck auf den anderen der Drähte ausübt, die Wirkung der Dämpfungsvorrichtung weiter verbessern.

[0018] Gemäss einer möglichen Ausführungsform der Wandleranordnung umfasst die Dämpfungsvorrichtung einen Knoten, der Druck auf die Drähte ausübt. Der Knoten kann durch eine um das Kabel und insbesondere um die beiden Drähte geknotete Litze gebildet werden. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Dämpfungsvorrichtung eine Schnur, einen Kabelbinder oder eine Kabelstrapse umfassen, die die gleiche oder zumindest eine ähnliche Wirkung wie die verknotete Litze haben können.

[0019] Gemäss einer möglichen Ausführungsform der Wandleranordnung kann der Knoten durch mindestens einen oder durch beide der Drähte gebildet werden. Zum Beispiel ist der Knoten ein durch das Kabel gebildeter Überhandknoten. Somit können selbst bestehende Wandleranordnungen ohne zusätzliche Materialkosten verbessert werden.

[0020] Gemäss einer möglichen Ausführungsform der Wandleranordnung drücken der Knoten und/oder die Schnur, der Kabelbinder oder die Kabelstrapse fest gegen das Kabel und/oder die Drähte, wodurch der Druck ausgeübt wird. Somit kann die Ausführung der Dämpfungsvorrichtung vereinfacht werden.

[0021] Gemäss einer möglichen Ausführungsform der Wandleranordnung befindetsich die Dämpfungsvorrichtung entlang dem Kabel näher an dem Ultraschallwandler als an einem Ende des Kabels gegenüber dem Ultraschallwandler. Zum Beispiel beträgt der Abstand zwischen der Dämpfungsvorrichtung und dem Ultraschallwandler weniger als 50%, weniger als 40%, weniger als 30%, weniger als 20%, weniger als 10% oder sogar weniger als 5% der Gesamtlänge des Kabels. Die Laufzeit von reflektiertem Körperschall von dem und zurück zu dem Ultraschallwandler kann somit ausreichend verkürzt werden, oder die Übertragung des Körperschalls zu anderen Elementen kann vermieden werden, sodass er die Mess- und Detektionsgenauigkeit nicht beeinflusst.

[0022] Gemäss einer möglichen Ausführungsform der Wandleranordnung kann die Wandleranordnung eine oder mehr als eine Dämpfungsvorrichtung umfassen, wobei, wenn mehrere und beispielsweise mindestens zwei Dämpfungsanordnungen vorhanden sind, die Dämpfungsanordnungen alle gleich sein können oder zumindest ausgewählte der Dämpfungsanordnungen verschiedener Art, insbesondere beliebige der hierin beschriebenen Elemente, sein können. Somit kann die Ausführung der Wandleranordnung an die Installation oder andere Umstände flexibel anpassbar sein, und es kann die Reduzierung eines Mess- oder Detektionsfehlers erreicht werden.

[0023] Gemäss einer möglichen Ausführungsform des Ultraschallmesssystems ist der Abstand zwischen dem Ultraschallwandler und der Dämpfungsvorrichtung entlang dem Kabel so bemessen, dass die Laufzeit von dem Ultraschallwandler durch das Kabel abgegebenem Ultraschall kürzer als die Hälfte der Laufzeit und zum Beispiel kürzer als 40%, kürzer als 30%, kürzer als 20%, kürzer als 10% oder sogar kürzer als 5% der Laufzeit zwischen den Ultraschallwandlern entlang einem Messpfad ist. Insbesondere wenn beide Wandler Ultraschall zu vorgewählten Zeitpunkten und zum Beispiel gleichzeitig abgeben, kann eine mögliche Ankunft reflektierten Körperschalls weit ausserhalb eines Zeitfensters liegen, in dem der von dem jeweiligen anderen Ultraschallwandler abgegebene Messschall den Ultraschallwandler voraussichtlich erreicht, selbst in einem weiten Temperaturbereich.

[0024] Gemäss einer möglichen Ausführungsform des Ultraschallmesssystems sind die beiden Wandleranordnungen in einem festen Abstand voneinander gebildet, wobei der Abstand zwischen dem Ultraschallwandler und der Dämpfungsvorrichtung entlang dem Kabel der einen Wandleranordnung so bemessen ist, dass der Abschnitt des Kabels, der zwischen dem Ultraschallwandler und der Dämpfungsvorrichtung liegt, mit der jeweiligen anderen der Wandleranordnungen nicht leicht in Kontakt gebracht werden kann. Somit kann der Abschnitt des Kabels zwischen dem Ultraschallwandler und der Dämpfungsvorrichtung, durch den sich durch den jeweiligen Ultraschallwandler bewirkter Körperschall ausbreiten kann, das jeweilige andere Kabel nicht berühren, sodass nicht nur eine Reflexion des Körperschalls zu dem Ultraschallwandler, der den Schall abgab, sondern auch eine Übertragung des Körperschalls zu dem jeweiligen anderen Ultraschallwandler verhindert werden kann, was wiederum die Gefahr eines zu hohen Messfehlers oder einer falschen Detektion reduziert.

[0025] Gemäss einer möglichen Ausführungsform des Ultraschallmesssystems sind beide der mindestens zwei Wandleranordnungen gemäss der Erfindung ausgebildet und/oder angeordnet, wobei die Summe der Längen der Abschnitte zwischen dem Ultraschallwandler und der Dämpfungsvorrichtung der jeweiligen Wandleranordnungen kleiner als die Länge eines freien Pfads zwischen den Wandleranordnungen ist. Alternativ sind die Längen jedes Abschnitts zwischen dem Ultraschallwandler und der Dämpfungsvorrichtung jedes der Kabel kürzer als die Hälfte und zum Beispiel kürzer als 40%, kürzer als 30%, kürzer als 20%, kürzer als 10% oder kürzer als 5% der Länge eines freien Pfads zwischen den Wandleranordnungen. Somit kann keine der Wandleranordnungen Körperschall direkt zu der jeweiligen anderen Wandleranordnung übertragen, selbst wenn sich ihre Kabel berühren.

[0026] Gemäss einer möglichen Ausführungsform des Ultraschallmesssystems ist das Ultraschallmesssystem ein Durchflussmessgerät zum Messen des Durchflusses eines Mediums mit Ultraschall. Somit kann der Durchfluss im Wesentlichen unabhängig von der Temperatur des Mediums mit gleichbleibender Genauigkeit gemessen werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen [0027] Im Folgenden wird die Erfindung unter Verwendung vorteilhafter Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlicher und beispielhaft beschrieben. Die beschriebenen Ausführungsformen sind nur mögliche Konfigurationen, wobei die einzelnen Merkmale, wie oben beschrieben, jedoch unabhängig voneinander vorgesehen oder in den Zeichnungen weggelassen sein können:

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Wandleranordnung,

Fig. 3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Wandleranordnung,

Fig. 4 zeigt noch ein anderes Ausführungsbeispiel der Wandleranordnung,

Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Wandleranordnung,

Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Ultraschallmesssystems mit zwei Wandleranordnungen, und

Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Querschnitts durch einen Draht der Wandleranordnung.

Ausführungsweisen der Erfindung [0028] Für Elemente, die einander hinsichtlich Form und/oder Funktion entsprechen, werden im Folgenden die gleichen Bezugsnummern verwendet.

[0029] Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Wandleranordnung 1 mit einem Ultraschallwandler 2 und einem Verbindungskabel 3 mit zwei Drähten 4, 5 in einer schematischen perspektivischen Ansicht. Der Ultraschallwandler 2 ist dazu konfiguriert, Ultraschall abzugeben, wenn ihm über das Kabel 3 ein geeignetes elektrisches Signal zugeführt wird. Der Ultraschallwandler 2 ist dazu konfiguriert, bei Empfang von Ultraschall von einer externen Quelle ein elektrisches Signal zu erzeugen und das elektrische Signal über das Kabel 3 abzugeben.

[0030] Die Wandleranordnung 1 umfasst eine Körperschalldämpfungsvorrichtung 6, die entlang dem Kabel 3 angeordnet ist und einen Druck auf das Kabel 3 und insbesondere auf die Drähte 4, 5 ausübt. Die Dämpfungsvorrichtung 6 kann insbesondere dazu konfiguriert sein, Druck auf das Kabel 3 auszuüben, derart, dass mindestens ein Teil des Umfangs oder der gesamte Umfang der Drähte 4, 5 mit Druck beaufschlagt wird.

[0031] Entlang dem Kabel 3 weist die Dämpfungsvorrichtung 6 einen Abstand D zu dem Ultraschallwandler 2 auf. Der Abstand D kann kleiner als 50%, kleiner als 40%, kleiner als 30%, kleiner als 20%, kleiner als 10% oder sogar kleiner als 5% der zwischen dem Wandler 2 und einem Verbindungspunkt, wie zum Beispiel einem Verbinder, gemessenen Gesamtlänge des Kabels sein, wobei ein dem Wandler gegenüberliegendes Ende des Kabels 3 mit einer elektrischen Anordnung oder Vorrichtung, wie zum Beispiel einer Leiterplatte (nicht gezeigt), verbunden werden kann.

[0032] Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 umfasst die Dämpfungsvorrichtung 6 mindestens einen der Drähte 4, 5 oder besteht sogar aus diesem. Insbesondere kann die Dämpfungsvorrichtung 6 beide Drähte 4, 5 umfassen, die einen Knoten 7 bilden. Der Knoten 7 kann als Dämpfungselement 8 bezeichnet werden. Insbesondere können die Drähte 4, 5 zum Beispiel zu einem Überhandknoten 7 fest verknotet sein. Aufgrund der durch den Knoten 7 verursachten verschlungenen oder verflochtenen Anordnung der Drähte 4, 5 kann der Umfang der Drähte 4, 5 nahezu gänzlich oder sogar vollständig mit Druck beaufschlagt werden. Alternativ oder zusätzlich zu dem durch das Kabel 3 gebildeten Knoten 7 kann die Dämpfungsvorrichtung 6 ein Dämpfungselement, das als ein Knoten in einem anderen Element, zum Beispiel einer Litze, gebildet ist, wobei die Drähte 4, 5 in diesem Knoten angeordnet und von diesem fest gedrückt werden, oder noch ein anderes Dämpfungselement, zum Beispiel eine Schnur oder eine Kabelstrapse, die das Kabel 3 umgibt und den Druck ausübt, umfassen.

[0033] Fig. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Wandleranordnung 1 in einer schematischen perspektivischen Ansicht. Der Kürze halber werden im Folgenden nur die Unterschiede bezüglich des Ausführungsbeispiels von Fig. 1 betrachtet. Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 2 umfasst die Dämpfungsvorrichtung 6 ein starres Element 9, um das das Kabel 3 eng gewickelt ist. Zum Beispiel kann sich der Teil des Kabels 3, der eng um das starre Element 9 gewickelt ist, bezüglich des starren Elements 9 nicht frei bewegen und kann einer mechanischen Spannung, Belastung oder Beanspruchung ausgesetzt sein, die höher als in anderen nicht eng um das Kabel 3 gewickelten Abschnitten des Kabels 3 ist. Das starre Element 9 kann ein beliebiges starres Element sein. Insbesondere kann das starre Element 9 eine Kabelschelle 10 sein, und das Kabel 3 kann um eine Seite oder einen Schenkel der Kabelschelle 10 gewickelt sein.

[0034] Fig. 3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Wandleranordnung 1 in einer schematischen perspektivischen Ansicht. Der Kürze halber werden im Folgenden nur die Unterschiede bezüglich der Ausführungsbeispiele der Fig. 1 und 2 betrachtet. Die Dämpfungsvorrichtung 6 des Ausführungsbeispiels von Fig. 3 umfasst ein zylindrisches Druckelement 11, das das Kabel 3 drückt, wobei das Kabel 3 mindestens abschnittsweise in dem zylindrischen Druckelement 11 angeordnet ist. Ein Abschnitt des Kabels 3 kann eine Schlaufe bilden, wobei die Schlaufe mindestens abschnittsweise in dem zylindrischen Druckelement 11 angeordnet ist. Zum Beispiel kann das zylindrische Druckelement 11 ein Schrumpfschlauch oder eine Schrumpfscheibe sein. Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 3 wird das zylindrische Druckelement 11 als eine elastische Hülse 12 gezeigt. Das Kabel 3 kann aus einem offenen Ende oder aus beiden offenen Enden des zylindrischen Druckelements 11 vorragen.

[0035] Fig. 4 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Wandleranordnung 1 von Fig. 3 in einer schematischen perspektivischen Ansicht. Der Kürze halber werden im Folgenden nur die Unterschiede bezüglich des vorherigen Ausführungsbeispiels von Fig. 3 beschrieben. Das zylindrische Druckelement 11 des Ausführungsbeispiels von Fig. 4 ist als eine Führungshülse oder Buchse 13 ausgebildet. Das Kabel 3 kann aus dem einen offenen das zylindrische Druckelement 11 vorragen. Das Kabel 3 kann in die Buchse 13 gedrückt werden, oder die Buchse 13 kann auf das Kabel 3 aufgepresst werden. Zum Beispiel kann die Buchse 13 eine Quetschhülse aus Kunststoff sein.

[0036] Fig. 5 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Wandleranordnung 1 in einer schematischen perspektivischen Ansicht. Der Kürze halber werden im Folgenden nur die Unterschiede bezüglich der vorherigen Ausführungsbeispiele betrachtet. Die Dämpfungsvorrichtung 6 des Ausführungsbeispiels von Fig. 3 umfasst ein Element aus einem verfestigten Medium 14, durch das sich das Kabel 3 erstreckt.

[0037] Wenn das Medium aufgebracht wird, kann es sich in einem flüssigen Zustand oder in einem plastisch verformbaren Zustand befinden und dann nach dem Aufbringen erstarren oder aushärten, wodurch das verfestigte Element 14 gebildet wird. Zum Beispiel kann das Medium ein dissipatives Medium sein. Wenn das das verfestigte Element 14 bildende Medium in einem flüssigen oder plastisch verformbaren Zustand aufgebracht wird, kann das Medium mit dem Kabel 3 und insbesondere mit den Drähten 4, 5 leicht in engen Kontakt gebracht werden. Wenn das Kabel 3 und/oder die Drähte 4, 5 in engen Kontakt gebracht werden, kann das Medium fast vollständig abstandslos oder fast abstandslos oder sogar vollständig oder abstandslos den Umfang des Kabels 3 und/oder der Drähte 3, 4 berühren. Lediglich in Bereichen, in denen die Drähte 4, 5 einander berühren, können Kontaktabstände verbleiben. Somit kann die Wirkung der Dämpfungsvorrichtung 6 weiter verbessert werden.

[0038] Beim Erstarren oder Aushärten kann das Medium schrumpfen, wodurch sich der Druck, mit dem das erstarrte Element 14 das Kabel 3 und/oder die Drähte 3, 4 beaufschlagt, erhöhen kann. Wenn sich die Drähte 3, 4 berühren und einen Kontaktabstand verursachen, kann das schrumpfende Medium bewirken, dass die Drähte 3, 4 gegeneinander gedrückt werden, wodurch die Körperschallausbreitung selbst an dem Kontaktabstand weiter reduziert wird. Das Medium kann ein Kunststoffmaterial, ein Dichtungsmaterial, zum Beispiel einen Dichtungskitt, ein Bonding-Material, wie beispielsweise Klebstoff, Heisskleber oder Blu-Tack, umfassen. Insbesondere in dem Fall, dass das Element durch Spritzgiessen gebildet ist, kann das Medium einen Thermoplast umfassen.

[0039] Fig. 6 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Ultraschallmesssystems 20 mit zwei Wandleranordnungen 1, 1A in einer Querschnittsansicht mit einem Rohr 21. Zum Beispiel ist das Ultraschallmesssystem 20 ein Durchflussmessgerät, das zum Messen des Durchflusses eines durch das Rohr 21 strömenden Mediums mit Ultraschall konfiguriert ist. Die Anordnung der Wandleranordnungen 1, 1A und insbesondere ihrer Ultraschallwandler 2, 2A kann Anordnungen bekannter Durchflussmessgeräte entsprechen. Mindestens eine der beiden Wandleranordnungen 1, 1A und zum Beispiel die Wandleranordnung 1 ist gemäss irgendeinem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele gebildet.

[0040] Entlang dem Kabel 3 der Wandleranordnung 1 kann der Abstand D zwischen dem Ultraschallwandler 2 und der Dämpfungsvorrichtung 6 so bemessen sein, dass die Laufzeit von von dem Ultraschallwandler 1 durch das Kabel 3 abgegebenem Ultraschall U kürzer als die Hälfte der Laufzeit zwischen den Ultraschallwandlern 2, 2A entlang einem Messpfad M ist. Die beiden Wandleranordnungen 1,1A können entlang einem Strömungspfad R des durch das Rohr 21 strömenden Mediums in einem festen Abstand F voneinander ausgebildet sein. Entlang dem Kabel 3 der einen Wandleranordnung 1 kann die Länge L eines Abschnitts 22 des Kabels 3, wobei der Abschnitt 22 zwischen dem Ultraschallwandler 2 und der Dämpfungsvorrichtung 6 liegt, so bemessen sein, dass der Abschnitt 22 des Kabels 3 mit der anderen Wandleranordnung 1A nicht leicht in Kontakt gebracht werden kann.

[0041] Wie in Fig. 6 gezeigt wird, können beide der mindestens zwei Wandleranordnungen 1, 1A gemäss irgendeinem der Ausführungsbeispiele der Fig. 1 bis 6 gebildet sein, wobei die Summe der Längen L, LA der Abschnitte 22, 22A zwischen dem Ultraschallwandler 2, 2A und der Dämpfungsvorrichtung 6, 6A der jeweiligen Wandleranordnungen 1, 1A kleiner als die Länge B eines freien Pfads P zwischen den Wandleranordnungen 1, 1A ist. Alternativ können die Längen L, LA jedes der Abschnitte 22, 22A kürzer als 50%, kürzer als 40%, kürzer als 30%, kürzer als 20%, kürzer als 10% oder sogar kürzer als 5% als die Länge B des freien Pfads P zwischen den Wandleranordnungen 1, 1A sein Fig. 7 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Drahts 4 der Wandleranordnungen 1, 1A gemäss irgendeiner der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Der Einfachheit halber wird nur der Draht 4 der Wandleranordnung 1 gezeigt und beschrieben. Der andere Draht5 der Wandleranordnung 1 und beliebige der Drähte 4,5 der Wandleranordnung 1A können dem beschriebenen und gezeigten Draht 4 entsprechen. Der Draht 4 umfasst einen Kern 30, der aus einem elektrisch leitenden Metall gebildet ist, das zum Beispiel Aluminium- oder Kupferlitzen umfasst. Über den Kern 30 können elektrische Signale zu dem und von dem Ultraschallwandler 1 geleitet werden. Eine Seitenfläche 31 des Kerns 30 ist in der Darstellung mit einer Isolationsbeschichtung 32, zum Beispiel Polytetrafluorethylen, bedeckt.

Bezugszeichen [0042] 1, 1A Wandleranordnung 2,2A Ultraschallwandler 3 Kabel 4,5 Drähte 6,6A Dämpfungsvorrichtung 7 Knoten 8 Dämpfungselement 9 starres Element 10 Kabelschelle 11 zylindrisches Druckelement 12 elastische Hülse 13 Buchse 14 Element aus erstarrtem Medium 20 Ultraschallmesssystem 21 Rohr 22, 22A Abschnitt zwischen Ultraschallwandler und Dämpfungsvorrichtung 30 Kern 31 Seitenfläche des Kerns 32 Isolationsbeschichtung B Länge des freien Pfads D Abstand F fester Abstand L, LA Länge des Abschnitts M Messpfad P freier Pfad R Strömungspfad des Mediums U Ultraschall

Claims (15)

Patentansprüche

1. Wandleranordnung (1, 1A), umfassend: einen Ultraschallwandler (2, 2A) mit einem Verbindungskabel (3), das zwei Drähte (4, 5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandleranordnung (1, 1A) eine Körperschalldämpfungsvorrichtung (6, 6A) umfasst, die Druck auf das Verbindungskabel (3) ausübt.

2. Wandleranordnung (1, 1A) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsvorrichtung (6, 6A) dazu konfiguriert ist, Druck auf das Kabel (3) auszuüben, derart, dass der Umfang jedes der Drähte (4, 5) mindestens teilweise mit Druck beaufschlagt wird.

3. Wandleranordnung (1,1A) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsvorrichtung (6, 6A) ein starres Element (9) umfasst, um das das Kabel (3) eng gewickelt ist.

4. Wandleranordnung (1,1A) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das starre Element (9) eine Kabelschelle (10) ist.

5. Wandleranordnung (1, 1A) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsvorrichtung (6, 6A) ein zylindrisches Druckelement (11) umfasst, das das Kabel (3) komprimiert, wobei das Kabel (3) mindestens abschnittsweise in dem zylindrischen Druckelement (11) angeordnet ist.

6. Wandleranordnung (1,1A) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschnitt des Kabels (3) eine Schlaufe bildet, wobei die Schlaufe mindestens abschnittsweise in dem zylindrischen Druckelement (11) angeordnet ist.

7. Wandleranordnung (1, 1A) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zylindrische Druckelement (11) eine elastische Hülse (12), ein Schrumpfschlauch, eine Schrumpfscheibe oder eine Buchse (13) ist.

8. Wandleranordnung (1, 1A) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsvorrichtung (6, 6A) ein Element aus einem verfestigten Medium (14) umfasst, durch das sich das Kabel (3) erstreckt.

9. Wandleranordnung (1, 1A) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Dämpfungsvorrichtung (6, 6A) mindestens einer der Drähte (4, 5) Druck auf den anderen der Drähte (4, 5) ausübt.

10. Wandleranordnung (1, 1A) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsvorrichtung (6, 6A) einen Knoten (7) umfasst, der Druck auf mindestens einen der Drähte (4, 5) ausübt.

11. Wandleranordnung (1, 1A) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Dämpfungsvorrichtung (6, 6A) entlang dem Kabel (3) näher an dem Ultraschallwandler (2, 2A) als an einem Ende des Kabels (3) gegenüber dem Ultraschallwandler (2, 2A) befindet.

12. Ultraschallmesssystem (20) mit zwei Wandleranordnungen (1, 1A), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Wandleranordnungen (1) die Wandleranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ist.

13. Ultraschallmesssystem (20) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (D) zwischen dem Ultraschallwandler (2) und der Dämpfungsvorrichtung (6) entlang dem Kabel (3) so bemessen ist, dass die Laufzeit von vom Ultraschallwandler (2) durch das Kabel (3) abgegebenem Ultraschall kürzer als die Hälfte der Laufzeit zwischen den Ultraschallwandlern (2, 2A) entlang einem Messpfad (P) ist.

14. Ultraschallmesssystem (20) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Wandleranordnungen (1, 1A) in einem festen Abstand (F) voneinander ausgebildet sind, wobei der Abstand (D) zwischen dem Ultraschallwandler (2) und der Dämpfungsvorrichtung (6) entlang dem Kabel (3) der einen Wandleranordnung (1) so bemessen ist, dass der Abschnitt (22) des Kabels (3), der zwischen dem Ultraschallwandler (2) und der Dämpfungsvorrichtung (6) liegt, mit der anderen der Wandleranordnungen (1A) nicht einfach in Kontakt gebracht werden kann.

15. Ultraschallmesssystem nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass beide der mindestens zwei Wandleranordnungen (1, 1A) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildet sind, wobei die Summe der Längen (L, LA) der Abschnitte (22, 22A) zwischen dem Ultraschallwandler (2, 2A) und der Dämpfungsvorrichtung (6, 6A) der jeweiligen Wandleranordnungen (1, 1A) kleiner als die Länge (B) eines freien Pfads (P) zwischen den Wandleranordnungen (1, 1A) ist.