DE3721209C2 - Schall-/Ultraschallmeßgerät - Google Patents

Schall-/Ultraschallmeßgerät

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DE3721209C2 DE19873721209 DE3721209A DE3721209C2 DE 3721209 C2 DE3721209 C2 DE 3721209C2 DE 19873721209 DE19873721209 DE 19873721209 DE 3721209 A DE3721209 A DE 3721209A DE 3721209 C2 DE3721209 C2 DE 3721209C2
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Description

Die Erfindung betrifft ein insbesondere für Füllstands­ messungen zu benutzendes Schall-/Ultraschallmeßgerät. Bei derartigen Meßgeräten wird beispielsweise mittels einer als elektro-akustischer Wandler dienenden Piezo­ scheibe ein Schall- oder vorzugsweise Ultraschallimpuls ausgesandt. Der Zeitpunkt des Empfangs des Echos mit dem abwechselnd als Empfänger bzw. als Sender dienenden selben Wandler wird entsprechend beispielsweise zur Schichtdickenbestimmung oder Tiefen- bzw. Entfernungs­ messung oder aber zur Strukturbestimmung etwa von großen Maschinenteilen oder dergleichen ausgewertet.
Am Ende jedes Schall- bzw. Ultraschallimpulspakets tritt ein Ausschwingen des Wandlers in Form einer abklingenden e-Funktion auf. Dieses Wandlernachschwingen blockiert den Wandler für eine gewisse Zeit, so daß er nicht unmittelbar nach dem Ende der Schallimpulsabstrahlung echoempfangsfähig ist. Dies führt in der Praxis zu einer als sehr störend empfundenen Blockdistanz in der Größenordnung von 0,2 bis 2 m Meßstrecke. Der Schall­ wandler muß somit um die genannte Blockdistanz über dem obersten zu messenden Niveau montiert werden. Der hierfür erforderliche Platz steht aber häufig oberhalb des zu messenden Pegels in einem Behälter nicht zur Verfügung. Auch bei anderen Aussendungen ist konstruktiv nicht die Möglichkeit gegeben, einen bestimmten Abstand einzuhalten. Geschlossene Behälter müssen mit einem Distanzrohr versehen werden, das seinerseits wiederum erhebliche Probleme im Hinblick auf eine Störechobildung mit sich bringt. Selbst bei schräg abgeschnittenen Verlängerungsrohren erzeugen vom Schall- bzw. Ultra­ schallwandler abgestrahlte unvermeidbare Nebenkeulen Störechos, die durch den akustischen Impedanzsprung am Rohrende hervorgerufen werden. Wenn Schall- oder Ultraschallwandler bei sich bietenden konstruktiven Gegebenheiten dicht am Meßgegenstand angeordnet werden können und der Meßgegenstand, beispielsweise ein im Behälter absinkender Pegel, sich über einen größeren Bereich entfernt, dann können die übertragenen Energien unzureichend werden, um sichere Meßergebnisse zu erzielen.
DE 35 13 270 A1 beschreibt ein Meßgerät, in dem der Sende­ wandler auch der Empfangswandler ist und in dem der Wandler durch Dämpfung der Ansteuerung auf kurze Ausschwingzeit getrimmt wird. DE 27 32 090 A1 offenbart eine Ultraschallprüfeinrichtung, in der als Sender eingebaute Kristalle auch als Empfänger und die als Empfänger eingebauten Kristalle auch als Sender dienen können, in der allerdings immer ein Parallelbetrieb durchgeführt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schall- bzw. Ultraschallmeßgerät anzugeben, bei dem die Block­ distanz möglichst gering ist und bei dem im Falle größerer Laufzeiten dennoch ausreichend Energie für eine sichere Meßwerterfassung verfügbar ist.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Echo­ meßgerät mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Das erfindungsgemäße Meßgerät hat den Vorteil, daß bei großer Echolaufzeit die maximale Energie zur Verfügung steht, die von allen Schall- bzw. Ultraschallwandlern abgegeben wird. Zum anderen kann das erfindungsgemäße Meßgerät auch in geringster Entfernung zu dem zu beobachtenden Objekt angeordnet werden, ohne daß Störeffekte aufgrund des Ausschwingens des Sendewandlers auftreten. Bei großen Echodistanzen sind somit sämtliche Schall- bzw. Ultraschallwandler synchron geschaltet und werden damit gleichzeitig in ständig periodischem Wechsel zwischen Sende- und Empfangsbetriebsweise umgeschaltet. Dadurch bleibt die erforderliche lei­ stungsstarke Schallemission erhalten, die zur Vermessung großer zumeist schallabsorbierender Meßstrecken unum­ gänglich ist. Unterhalb einer kritischen Distanz, bei der wegen Fehlens starker störender Schallabsorptionen keine hohe Schalleistung erforderlich ist, schaltet die elektronische Auswert- und Verrechnungsbaugruppe vorzugsweise eines der Schall- bzw. Ultraschallwandler­ elemente derart um, daß diese nun ausschließlich zu Empfangszwecken dient. Damit wird auf einen Parallel­ betrieb übergegangen. Das in dieser Betriebsart ständig empfangsbereite Wandlerelement braucht nicht auf das Ende eines Ausschwingvorganges zu warten und erfaßt alle kürzesten Laufzeiten. Hierbei wird die mechanische Entkopplung in der einen Kapsel zwischen den Elementen so vorgenommen, daß ein "Seitenschall", sowie er das empfangsbereite Element erreicht, als solcher erkennbar und eliminierbar ist.
Mit der Erfindung werden die Arbeitsbedingungen eines mit Schall bzw. Ultraschall arbeitenden Meßgerätes wesentlich verbessert. Die Anordnung mehrerer Schall- bzw. Ultraschallelemente in einem Schallwandlergehäuse, um sie je nach Bedarf gemeinsam oder getrennt zum Senden oder Empfangen zu benutzen, lag nicht nahe, da offen­ sichtlich Hemmungen bestanden, sendende und empfangende Elemente gemeinsam zu kapseln. Der Grundgedanke, die Abstrahlung und den Empfang ausreichender Nutzenergie ohne Erhöhung der Störungen zu ermöglichen, läßt sich nach der Erfindung noch verbessern, indem die Strahl­ richtung jedes einzelnen Wandlerelements stärker gebündelt wird und die zu Störungen Anlaß gebenden Seitenwirkungen auch auf benachbarte Elemente vermindert werden.
Für diese weitere Verbesserung wird ein Schall- bzw. Ultraschall-Echomeßgerät, das ein Schallwandlergehäuse aufweist, in dem ein Schall- bzw. Ultraschallwandler­ element mit dem als Membran wirkenden Gehäuseboden verbunden ist, so ausgebildet, daß der in Abstrahl­ richtung vor dem Schall- bzw. Ultraschallwandlerelement liegende Teil des Gehäusebodens mit dem diesen Teil umgebenden Teil des Gehäuses durch eine Zone erhöhter Elastizität verbunden ist. Vorzugsweise ist der vor dem Schall- bzw. Ultraschallwandlerelement liegende Teil des Gehäusebodens einteilig mit dem umgebenden Teil des Gehäusebodens ausgebildet und mit diesem durch eine Ringzone verringerter Gehäusebodendicke verbunden. Eine solche Zone kann gemäß einem weiteren Merkmal aus mindestens einer eine Ringrinne bildenden Ausnehmung bestehen. Erfindungsgemäß können zwei konzentrische Ringrinnen vorgesehen sein, von denen die mit dem größeren Durchmesser an der Außenseite, die mit dem kleineren Durchmesser an der Innenseite des Gehäuse­ bodens ausgebildet ist.
Es ist zwar durch die US 4 594 897 bekannt, in Abstrahlrichtung einen kolbenförmigen Hub der sich bewegenden Elemente vorzusehen. Eine ähnliche Anordnung ist durch die DE 30 25 233 A1 bekannt, bei welcher ein Hubspalt im Kapselring vorgesehen ist. Hierbei ergeben sich aber trotz eines erhöhten konstruktiven Aufwandes Abdichtungsprobleme, insbesondere beim Einsatz im rauhen Betrieb. Außerdem handelt es sich bei diesen bekannten Techniken stets um Einzelelemente.
Diese Ausbildung ermöglicht, daß der unmittelbar vor dem Wandlerelement liegende Teil des Gehäusebodens im wesentlichen wölbungsfrei, nach Art eines Kolben­ schwingers, schwingt und damit der Schall praktisch parallel gebündelt abgestrahlt wird. Gleichzeitig wird bei einer Anordnung mit mehreren Wandlerelementen in einem Gehäuse die Schallentkopplung der einzelnen Wandlerelemente wesentlich verbessert.
Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung.
Es zeigen
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines Schallwandlerunterteils entlang der Schnitt­ linie I-I in Fig. 2,
Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf die Anordnung der Schall- bzw. Ultraschall­ wandlerelemente bei dem Ausführungsbeispiel,
Fig. 3 eine Ausbildung des Schallwandlergehäuses nach dem Stand der Technik,
Fig. 4 eine solche nach der Erfindung,
Fig. 5 eine schematische Ansicht teilweise im Schnitt zu Fig. 6 einer weiteren bevorzugten Ausführungsform,
Fig. 6 eine Draufsicht auf Fig. 5 und
Fig. 7 ein Detail zu Fig. 5.
Die Anzahl der Wandlerelemente 10, 12, 14 und die Form einer gemeinsamen Kapsel 20 ist an sich beliebig. Es werden jedenfalls mehr als ein Wandlerelement einge­ setzt. Im in Fig. 1 und 2 dargestellten Beispiel sind drei Wandlerelemente dargestellt, welche um 120° versetzt in einer dosenförmigen Kapsel eingesetzt sind.
Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines sich nach oben fortsetzenden dosenförmigen Gehäuses 20, in dessen oberer Fortsetzung eine nicht dargestellte elektronische Auswert- und Verrechnungsbaugruppe unterbracht ist.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist das Gehäuse 20 vorzugs­ weise zylindrisch ausgebildet. Als Schall- bzw. Ultra­ schallwandler 10, 12, 14 finden Piezoxidscheiben Verwen­ dung. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um drei Piezoxidscheiben 10, 12 und 14, die sich regelmäßig über die Querschnittfläche des als Membran 22 ausgebildeten Gehäusebodens verteilen.
Zwischen den Piezoscheiben verlaufen schallentkoppelnde Zwischenwände 14. Das gesamte Gehäuse 20 kann mit dem Boden 22 und den Zwischenwänden 24 einteilig als Formstück hergestellt werden. Zwischen den Piezoscheiben 10, 12 und 14 und dem als Membran 22 wirkenden Gehäuse­ boden dient eine Kunstoffanpaßschicht 26 als /4- Impedanz-Transformator. Die Piezoxidscheiben sind auch mit einem Teil ihrer Seitenfläche in die Masse der Kunststoffschicht 9 eingebettet. Die nicht dem Gehäuse­ boden 22 zugewandten Stirnseiten der Piezoxidscheiben grenzen an eine Kunststoff-Schallabsorptionsschicht 28, die die rückseitige Schallabstrahlung der Schallwandler dämpft und auch die restlichen Seitenflächen abdeckt. Gegebenenfalls können die Zwischenwände 24 beiderseits vollständig mit dieser Absorptionsschicht 28 abgedeckt sein, um jede seitliche Kopplung beim gleichzeitigen Senden und Empfangen zu vermeiden.
Von den Piezoxidscheiben 10, 12 und 14 führen Leitungen 30 zu der bereits genannten nicht dargestellten Auswert- und Verrechnungs-Baugruppe, die automatisch aufgrund eines bestimmten Echogrenzsignals oder aufgrund der Wandlerausschwingamplitude bestimmt, ob entweder alle Piezoxidscheiben 10, 12 und 14 synchron als Sender und Empfänger arbeiten, oder eine der Piezoxidscheiben als Empfänger schaltet, während die anderen ausschließlich Sendefunktionen ausüben. Auch die umgekehrte Schaltung, nämlich daß zwei Empfänger neben einem Sender arbeiten, ist möglich.
Obwohl in Fig. 2 und 3 drei Piezoxidscheiben darge­ stellt sind, kann auch eine beliebige andere, größere Anzahl gewählt werden. Die Umschaltautomatik kann beliebige Teilmengen aller Piezoscheiben je nach den praktischen Gegebenheiten als Sender oder Empfänger schalten.
Zu den beiden zusätzlichen Fig. 3 und 4 wird in einem Ausschnitt ein einzelnes der vielen möglichen Schall­ wandler 10, 12, 14 dargestellt, um die Ausgestaltung der Verbesserung der Strahlbündelung zu zeigen. Mit der Fig. 3 wird eine bekannte, aber im vorliegenden Fall besonders störende Erscheinung, verdeutlicht. Regt eine Piezoxidscheibe 10 gemäß Fig. 3 den als Membran gestalteten Gehäuseboden 22a eines Schall- bzw. Ultraschallwandlers zwischen den Wänden 20a und 24a zu Schwingungen an, so muß sich die Membran 22a unter dem Wandlerelement zwangsläufig (im Rhythmus der Erreger­ frequenz) durchwölben, wobei sie im wesentlichen die Gestalt einer Kugelkalotte annimmt, wie in Fig. 3 stark übertrieben gezeichnet. Diese Durchwölbung führt dazu, daß der Schall nicht wie gewünscht parallel gebündelt auf z. B. die zu messende Oberfläche des Füllgutes abgestrahlt wird, sondern leicht kegelförmig divergent, wie mit den vom Boden 22a ausgehenden Pfeilen. Das führt zu meßwertverfälschenden Störechos, die beispielsweise von Unregelmäßigkeiten der Behälter­ wände reflektiert werden können. Außerdem ergeben sich bei der besonderen Anordnung gemäß Fig. 1 und 2 Rückwirkungen auf die benachbarten Wandlerelemente 12 und 14 und damit möglicherweise Meß- oder Schaltfehler in der Auswertschaltung.
Demgegenüber ergibt sich aus Fig. 2 oder 4 schematisch eine Piezoxidscheibe 14, die zwischen Wandungen 20a und 24a angeordnet ist. Mittels einer Anpaßschicht 26 besteht eine Verbindung mit dem als Membran 22a ausge­ bildeten Teil des Gehäusebodens 22. Der die Piezoscheibe umgebende Membranteil 22a ist über eine elastische Ringzone 34 mit dem übrigen Boden 22 verbunden, wobei das gesamte Gehäuse 20 auch in dieser Ausführungsform als einteiliges Werkstück hergestellt sein kann. Die elastische Ringzone 34 besteht in dem Beispiel gemäß Fig. 4 aus zwei konzentrischen Ringrinnen 36 und 38, von denen die mit dem größeren Radius ausgebildete Ringrinne 36 als Ausnehmung an der Außenseite des Bodens 22, die Ringrinne 38 mit dem kleineren Radius an der Innenseite des Bodens 22 liegt. Jede andere Ausbildung von Elastizität bildenden Ringen durch Verformung der Membran 22 ist an dieser Stelle 34 ebenfalls möglich. Die Fläche der derart umgrenzten Membran 22a umfaßt den Umfang der Piezoxidscheibe 14. Die innere Membran 22 schwingt wegen der elastischen Einbindung nahezu wölbungsfrei nach Art eines Kolbenschwingers, was durch die parallelen Pfeile an der Außenseite der Membran 22a angedeutet ist. Auch für den Empfang der reflektierten Strahlung ergibt sich eine gegen Fig. 3 erhöhte Empfindlichkeit, und zwar selektiv für normal zur Membranfläche 22a auftreffende Echos.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 sorgt die Ausbildung mit elastischen Ringzonen gemäß Fig. 4 für eine zusätzliche Verbesserung der Schallentkopplung gegenüber benachbarten Wandlerelementen.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform geht aus den Fig. 5 bis 7 hervor. In diesem Fall ragt ein Schall- bzw. Ultraschallwandler 50 mit drei Wandlerelementen 52, 54 und 56 über eine Aufhängung 60 in einen zu messenden Raum. Die Aufhängung 60 geht in ein Gehäuse 62 über, welches rippenförmige Stege 64 aufweist, die über­ tragungsarm sind. Die Zwischenräume zwischen den Stegen 64 lassen sich mit Dämmaterial ausfüllen. Es sind drei Wandler 52, 54, 56 in einem nach außen verschlossenen Wandung 66 vorhanden. Gemäß Fig. 7 geht diese Wandung 66 in eine Entkopplungsmembran 68 über, an welche sich eine Kapsel 70 anschließt.
Innerhalb dieser Kapsel befindet gemäß Fig. 7 sich der Wandler 52, beispielsweise eine Piezoscheibe. Zur Verhinderung einer Ab- oder Einstrahlung von oben ist der Innenraum oberhalb des Wandlers 52 mit Polyethanschaum 72 vergossen.
Axial besteht am Umfang ein Entkopplungsring 74 aus Schaumstoff.
In Richtung der Schaltabstrahlung oder der Schall­ einstrahlung (angedeutet durch die Pfeile) ist eine / /4-Anpaßschicht 76 aus beliebigem geeigneten Material mit geschäumten geschlossenen Poren mittels Silicon­ verguß angebracht. Es folgt eine Membran 78 aus Metall, welche mit der Kapsel 70 über eine Rollmembran 80 verbunden ist. Diese Rollmembran 80 stellt einen Übergang von der Kapsel 70 her und kann mit der Membran 78 und der Kapsel einstückig aus demselben Material bestehen. Ein Bogenstück 82 geht vom Umfang der Membran 78 unter erheblicher Materialverdünnung in eine ring­ förmige Senke 84 in der Kapsel 70 über. Durch diese Ausbildung ist die Membran 78 in der Lage, eine rollen­ förmige Hubbewegung in Strahlrichtung ohne Biegeanteile auszuführen. Die Impedanzanpassung an den Luftraum erfolgt über eine chemisch beständige Schaumschicht 86. Es kann PE- oder PDF-Schaum sein. Die Dicke entspricht etwa der Dicke der Membran 86 und das Material hat eine geringe Dichte.

Claims (19)

1. Schall- bzw. Ultraschall-Echomeßgerät, insbesondere für Füllstandsmessungen, mit mehreren Schall- bzw. Ultraschall­ wandlerelementen, die zum synchronen Aussenden von Schall- bzw. Ultraschallimpulsen oder synchronem Empfangen von Echosignalen in einem Schallwandlergehäuse angeordnet und entsprechend an eine Erreger- bzw. Empfängerschaltung angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß über eine elektronische Schaltung wahlweise die Schall- bzw. Ultraschallwandlerelemente (10, 12, 14) gleichzeitig getrennt teilweise als Sender und teilweise als Empfänger betreibbar sind.
2. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schall- bzw. Ultraschallwandler­ elemente durch schallentkoppelte Materialwände (24) getrennt sind.
3. Meßgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schall- bzw. Ultraschallwandler­ elemente (10, 12, 14) in Sende- bzw. Empfangsrichtung mit einer Anpaßschicht (26) aus Kunststoff versehen sind, die für den Bereich der Betriebsfrequenz einen λ/4-Impedanz-Transformator bildet.
4. Meßgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffanpaß-Schicht (26) auf einem als Membran wirkenden Gehäuseboden (22) angeordnet ist und mindestens teilweise auch den seitlichen Zwischenraum zwischen Materialwänden (24) bzw. Seitenwand des Gehäuses (20) und Schall- bzw. Ultraschallwandlerelementen (10 bzw. 12 bzw. 14) ausfüllt.
5. Meßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der der Sende-/Empfangsrichtung entgegengesetzten Seite der Schall- bzw. Ultraschallwandler­ elemente (10, 12, 14) Schallabsorptionsmaterial (28) in Form einer Kunststoffschicht angeordnet ist, die mindestens teilweise den seitlichen Zwischenraum zwischen Materialwänden (24) bzw. Seiten­ wand des Gehäuses (20) und den Schall- bzw. Ultraschallwandler­ elementen (10 bzw. 12 bzw. 14) und den Raum oberhalb der Schall­ bzw. Ultraschallwandlerelemente (10 bzw. 12 bzw. 14) ausfüllt.
6. Meßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schaltung abhängig vom Wert eines empfangenen Echosignals bestimmt, ob alle Schall- bzw. Ultraschallwandlerelemente (10, 12, 14) gleichzeitig als Sender/Empfänger arbeiten oder daß zumindest ein Schall- bzw. Ultraschallwandlerelement (z. B. 10) nur als Empfänger und die anderen als Sender fungieren können.
7. Meßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schaltung abhängig vom Wert der Wandler-Ausschwingamplitude bestimmt, ob alle Schall- bzw. Ultraschallwandlerelemente (10, 12, 14) gleichzeitig als Sender/Empfänger arbeiten oder daß zumindest ein Schall- bzw. Ultraschallelement (z. B. 10) nur als Empfänger und die anderen als Sender fungieren können.
8. Meßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallwandlerelemente (10, 12, 14) piezoelektrische Elemente, insbesondere Piezoxidscheiben sind.
9. Meßgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die als Piezoxidscheiben ausgebildeten piezoelektrischen Elemente im Bereich ihrer mechanischen Eigen­ resonanz unter Erregung durch eine der Eigenresonanz entsprechende Wechselspannung als Sender fungieren können.
10. Meßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der in Abstrahlrichtung vor dem mit dem als Membran wirkenden Gehäuseboden (22) verbundenen Schall- bzw. Ultraschallwandlerelement (14) liegende Teil (22a) des Gehäusebodens (22) mit dem diesen Teil umgebenden Teil des Gehäusebodens (22) durch eine Zone (34) erhöhter Elastizität verbunden ist.
11. Meßgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der vor dem Schall- bzw. Ultraschall­ wandlerelement (14) liegende Teil (22a) des Gehäusebodens (22) einteilig mit dem umgebenden Gehäuseboden (22) ausgebildet und mit diesem durch eine Ringzone (34, 36, 38) verringerter Gehäuseboden­ dicke verbunden ist.
12. Meßgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zone (34) verringerter Gehäuse­ bodendicke aus mindestens einer eine Ringrinne bildenden Aus­ nehmung (36) besteht.
13. Meßgerät nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch zwei konzentrische Ringrinnen (36, 38), von denen die mit dem größeren Durchmesser an der Außenseite, die mit dem kleineren Durchmesser an der Innenseite des Gehäusebodens (22) ausgebildet ist.
14. Meßgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl der Wandler (52, 54, 56) je in einer Kapsel (70) untergebracht sind, welche mit der Gehäuseaufhängung (60, 62, 64) über eine Zwischenmembran (68) verbunden sind und wobei die Kapseln (70) miteinander durch Stege (64) verbunden sind.
15. Meßgerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenräume zwischen den Stegen (64) mit Dämmaterial gefüllt sind.
16. Meßgerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß jede Einzelkapsel (70) einen Wandler (52) in einem Dämmaterialring (74) hält und daß der Raum oberhalb des Wandlers (52) mit Schaum (72) vergossen ist.
17. Meßgerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Wandlers (52) eine Anpaßschicht (26) angeordnet ist, welche auf einer Membran (78) aufliegt, die mit einer Rollmembran (80) mit der Kapsel (70) verbunden ist.
18. Meßgerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollmembran (80) aus einer im Bogen (82) geführten Materialordnung desselben Materials der Membran (78) und der Kapsel (70) zwischen dem Umfangsrand der Membran (78) und einer Vertiefung (84) im unteren Kapselrand besteht.
19. Meßgerät nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (78) mit einer Impedanz­ anpassungsschicht (86) aus chemisch beständigem Schaum geringer Dichte besteht.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19744229A1 (de) * 1997-10-07 1999-04-29 Bosch Gmbh Robert Ultraschallwandler
DE10305003A1 (de) * 2003-02-07 2004-08-19 Jäger, Frank-Michael Verfahren und Vorrichtung zur Feststellung und/oder Überwachung einer Flüssigkeit
DE10361316A1 (de) * 2003-12-19 2005-07-21 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Ultraschallwandlervorrichtung
DE19744185B4 (de) * 1997-10-07 2006-10-12 Robert Bosch Gmbh Einrichtung zur Abstandsmessung mittels Ultraschall
DE102005018824B3 (de) * 2005-04-22 2006-10-19 Robert Seuffer Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur Füllstandsmessung in einem Flüssigkeitsbehälter
DE102006008476A1 (de) * 2006-02-23 2007-09-13 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines Laufzeitsignals für eine Bestimmung eines Abstands eines Objekts durch Messung der Laufzeit von Ultraschallpulsen
DE102006032125A1 (de) * 2006-07-04 2008-01-10 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Ultraschallsensor, Fahrzeug mit Ultraschallsensor und Verfahren zum Betreiben des Ultraschallsensors
US7329975B2 (en) 2004-08-25 2008-02-12 Denso Corporation Ultrasonic sensor
DE10322083B4 (de) * 2003-05-15 2014-06-05 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Ultraschall-Meßgerät

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4025326C2 (de) * 1990-05-10 1994-03-03 Krieg Gunther Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Flüssigkeitshöhe einer bewegten Flüssigkeit in einem Behälter
DE4344861C2 (de) * 1993-12-29 1998-06-18 Endress Hauser Gmbh Co Meßgerät
DE19538696C2 (de) * 1995-10-17 1997-09-25 Endress Hauser Gmbh Co Anordnung zur Überwachung eines vorbestimmten Füllstands einer Flüssigkeit in einem Behälter
DE19620133C2 (de) * 1996-05-18 2001-09-13 Endress Hauser Gmbh Co Schall- oder Ultraschallsensor
DE19756462B4 (de) * 1997-12-18 2007-03-08 Robert Bosch Gmbh Ultraschallwandler
DE10138892A1 (de) * 2001-08-08 2003-02-20 Valeo Schalter & Sensoren Gmbh Ultraschallwandler
DE10216037A1 (de) * 2002-04-11 2003-10-23 Endress & Hauser Gmbh & Co Kg Schall-oder Ultraschallsensor
DE102006028213A1 (de) * 2006-06-14 2007-12-20 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Ultraschallsensor mit Entkopplungselement
DE102006050037A1 (de) 2006-10-24 2008-04-30 Robert Bosch Gmbh Ultraschallwandler
DE102009046146A1 (de) * 2009-10-29 2011-05-12 Robert Bosch Gmbh Ultraschallwandler zum Einsatz in einem fluiden Medium
DE102009046145A1 (de) * 2009-10-29 2011-05-12 Robert Bosch Gmbh Ultraschallwandler zum Einsatz in einem fluiden Medium
DE102013211533A1 (de) * 2013-06-19 2014-12-24 Robert Bosch Gmbh Ultraschallwandler und Verfahren zum Betrieb eines Ultraschallwandlers

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES471752A1 (es) * 1977-07-15 1979-06-16 Kraftwerk Union Ag Dispositivo para la verificacion volumetrica de las paredes de las paredes de recipientes o tubos.
JPS5832559B2 (ja) * 1979-07-04 1983-07-13 株式会社 モリタ製作所 空中超音波パルスの伝送方式並びにこれに用いる超音波送受波具
DE3301848C2 (de) * 1983-01-20 1984-11-08 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Ultraschallwandler
US4594897A (en) * 1984-01-27 1986-06-17 Bethlehem Steel Corporation Inspection of the internal portion of objects using ultrasonics
DE3513270A1 (de) * 1985-04-13 1986-10-23 Swf Auto Electric Gmbh Einrichtung zur abstandsmessung, insbesondere fuer kraftfahrzeuge

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19744229A1 (de) * 1997-10-07 1999-04-29 Bosch Gmbh Robert Ultraschallwandler
DE19744185B4 (de) * 1997-10-07 2006-10-12 Robert Bosch Gmbh Einrichtung zur Abstandsmessung mittels Ultraschall
DE10305003A1 (de) * 2003-02-07 2004-08-19 Jäger, Frank-Michael Verfahren und Vorrichtung zur Feststellung und/oder Überwachung einer Flüssigkeit
DE10322083B4 (de) * 2003-05-15 2014-06-05 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Ultraschall-Meßgerät
DE10361316A1 (de) * 2003-12-19 2005-07-21 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Ultraschallwandlervorrichtung
DE10361316B4 (de) * 2003-12-19 2015-08-27 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Ultraschallwandlervorrichtung
US7329975B2 (en) 2004-08-25 2008-02-12 Denso Corporation Ultrasonic sensor
US7525237B2 (en) 2004-08-25 2009-04-28 Denso Corporation Ultrasonic sensor
DE102005040081B4 (de) * 2004-08-25 2012-06-14 Denso Corporation Ultraschallsensor
DE102005018824B3 (de) * 2005-04-22 2006-10-19 Robert Seuffer Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur Füllstandsmessung in einem Flüssigkeitsbehälter
DE102006008476A1 (de) * 2006-02-23 2007-09-13 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines Laufzeitsignals für eine Bestimmung eines Abstands eines Objekts durch Messung der Laufzeit von Ultraschallpulsen
DE102006032125A1 (de) * 2006-07-04 2008-01-10 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Ultraschallsensor, Fahrzeug mit Ultraschallsensor und Verfahren zum Betreiben des Ultraschallsensors

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DE3721209A1 (de) 1989-01-05

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