DE4344861A1 - Meßgerät - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Meßgerät, insbesondere zur Füll
standsmessung in Behältern, gemäß Oberbegriff des Anspruchs
1.
Ein derartiges Meßgerät ist beispielsweise aus der DE 37 21 209 A1
bekannt. Es besitzt mehrere Ultraschall-Wandlerele
mente, die gemeinsam und untereinander schallentkoppelt in
einem Gehäuse integriert sind. Über eine elektronische
Schaltung sind die Wandlerelemente einzeln oder in Gruppen
als Sender und/oder Empfänger zu betreiben. In Abhängigkeit
von der Entfernung zum Meßobjekt, also beispielsweise zur
Oberfläche des Füllgutes in einem Behälter, sind zwei unter
schiedliche Betriebsarten vorgesehen.
Für Messungen größerer Entfernungen werden sämtliche Wand
lerelemente synchronisiert sowohl als Sender als auch als
Empfänger angesteuert. Im periodischen Wechsel wird zwischen
Sende- und Empfangsbetrieb umgeschaltet, so daß jedes Wand
lerelement in beiden Betriebszuständen im Wechsel geschaltet
ist. Hierdurch ist es möglich, einen starken Ultraschallim
puls zu erzeugen, der zur Messung mittlerer bis größerer
Entfernungen erforderlich ist, da je nach Medium eine mehr
oder weniger starke Dämpfung des Signals auftritt.
Bei der Abgabe eines jeden Ultraschallimpulses tritt ein
Ausschwingvorgang auf, so daß die Wandler für eine bestimmte
Zeit blockiert und deshalb nicht in der rage sind, von der
Oberfläche des Füllgutes reflektierte Impulse zu empfangen.
Diese Zeitspanne ist abhängig vom Ausschwingverhalten der
verwendeten Wandlerelemente und demnach gerätespezifisch. In
Abhängigkeit des Übertragungsmediums, d. h. des Mediums
zwischen den Wandlerelementen und dem Meßobjekt, ergibt sich
aufgrund der Ausschwingzeit eine Meßstrecke, die als Block
distanz bezeichnet wird. Demnach können Entfernungen, die
innerhalb der Blockdistanz liegen, mit der beschriebenen
Betriebsart nicht mehr erfaßt werden und es erfolgt eine
automatische Umschaltung auf die zweite Betriebsart, die als
Parallelbetrieb zu bezeichnen ist. Eines der Wandlerelemente
ist hierbei permanent als Empfänger geschaltet, während die
übrigen Wandlerelemente ausschließlich als Sender betrieben
werden. Ein von der als Sender betriebenen Wandlerelement
gruppe abgegebener Ultraschallimpuls kann unmittelbar danach
vom Wandlerelement, das als Empfänger betrieben wird, detek
tiert werden. Hieraus ergibt sich, daß die beiden Gruppen
von Wandlerelementen untereinander schallentkoppelt im
Gehäuse untergebracht sein müssen, damit kein unbeabsichtig
tes Übersprechen auf das als Empfänger geschaltete Wandler
element erfolgt und ausschließlich die vom Meßobjekt reflek
tierten Ultraschallimpulse aufgenommen werden.
Derartige Meßgeräte haben sich in der Praxis bewährt, da sie
dicht über dem maximal zu messenden Niveau angebracht werden
können. Insbesondere ist das ansonsten erforderliche Di
stanzrohr entbehrlich, das zur Einhaltung der Blockdistanz
eingesetzt worden war. Nachteilig wird bei einem derartigen
Gerät jedoch empfunden, daß mehrere, zumindest jedoch zwei,
gleichartige Wandlerelemente vorzusehen sind. Insbesondere
bei der Auslegung für kleine Meßdistanzen führt dies zu
einem hohen Kostenaufwand, weil an sich ein einziges Ultra
schall-Wandlerelement genügt, um ein ausreichendes Meßsignal
für die maximal vorzusehende Meßdistanz zu erzeugen. Weiter
hin ist das Bauvolumen durch die nebeneinander anzuordnenden
Wandlerelemente groß, so daß es speziell bei beengten Ein
bauverhältnissen Probleme bereitet, ein derartiges Meßgerät
einzusetzen.
Aus der DE 38 39 057 A1 ist ein sog. Gruppenstrahler mit
einer Vielzahl von Ultraschallwandlern bekannt, bei dem
jeweils in Abstrahlrichtung koaxial hintereinander zwei
Wandlerelemente angeordnet sind. Als Sender wird beispiels
weise ein Wandlerelement mit einer Piezokeramik verwendet.
Davor, d. h. in Abstrahlrichtung, ist ein weiteres Wandler
element in Form einer Piezofolie angebracht, das als Empfän
ger dient. Die Übertragung einer derartigen Anordnung auf
ein gattungsgemäßes Meßgerät führt jedoch nicht zu dem
gewünschten Ergebnis, da die Piezofolie unmittelbar in der
Hauptausbreitungsrichtung des Ultraschallimpulses liegt und
für die Dauer des Ausschwingvorgangs der Piezokeramik eben
falls zu Schwingungen angeregt wird, so daß während der
Ausschwingphase keine Messung möglich ist und sich in glei
cher Weise eine spezifische Blockdistanz ergibt, innerhalb
derer eine Messung nicht möglich ist.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Meßge
rät der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln,
das die geschilderten Nachteile nicht mehr aufweist. Insbe
sondere soll ein Meßgerät zur Verfügung gestellt werden, das
kostengünstig herstellbar ist.
Das Problem wird mit einem Meßgerät gelöst, das die Merkmale
des Anspruchs 1 aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen
der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche
angegeben.
Die Erfindung basiert auf der Idee, eine Piezokeramikscheibe
mit koaxial ausgerichtetem Abstrahlkegel zentral in einem
Gehäuse nach Art herkömmlicher Ultraschallwandler zur Füll
standsmessung vorzusehen und eine Piezofolie als zusätzli
chen Schallempfänger radial seitlich zum Piezokörper ver
setzt und außerhalb seines Abstrahlkegels im Gehäuse zu
implementieren. Die Piezokeramikscheibe und die Piezofolie
werden in Abhängigkeit der Entfernung zum Meßobjekt durch
die elektronische Steuerung in der beschriebenen Art und
Weise als Sender und/oder Empfänger betrieben. Auf diese
Weise ist es möglich, die bekannten positiven Eigenschaften
einer Piezokeramikscheibe, wie z. B. hohe Schall-Leistung,
hohe Langlebigkeit und mechanische Stabilität, zu nutzen und
den Nachteil einer langen Ausschwingzeit, die zu einer
großen Blockdistanz führt, durch den zusätzlichen, jedoch
kostengünstigen Empfänger in Form einer Piezofolie zu kom
pensieren. Der konstruktive Aufwand hierfür ist denkbar
gering, weil eine vergleichsweise kleine Folienfläche aus
reichend ist, um einen reflektierten Ultraschallimpuls
zuverlässig zu detektieren.
Auch können derartige Piezofolien aufgrund ihrer hohen
Flexibilität weitgehend beliebig verformt werden. Damit
können die Empfangseigenschaften, wie z. B. Richtcharakteri
stik, Frequenzselektivität und Empfindlichkeit, durch eine
geeignete Formgebung optimiert werden.
Beide Wandlerelemente sind weitgehend akustisch und elek
trisch entkoppelt, so daß ein Übersprechen der Piezokeramik
scheibe auf die Piezofolie praktisch vollständig vermieden
wird. Die Blockdistanz läßt sich damit bis auf wenige Zenti
meter reduzieren.
Bevorzugt ist die Piezofolie nach Art eines Halbzylinders
zum Meßobjekt hin gewölbt verlaufend gestaltet, um eine hohe
Richtwirkung zu erzielen. Die Wirkung läßt sich weiter
verbessern, sofern die Piezofolie mehrfach gewölbt geformt
ist und die Gestalt mehrerer, einander berührender Halbzy
linder annimmt.
Zur Verbesserung der Signalübertragung ist gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform eine erste Anpaßschicht
für die Piezokeramikscheibe und eine unmittelbar in Ab
strahlrichtung davor vorliegende zweite gemeinsame Anpaß
schicht für die Piezokeramikscheibe und die Piezofolie
vorgesehen. Die zweite Anpaßschicht kann das Gehäuse in
Hauptabstrahlrichtung vollständig verschließen, so daß sich
der mechanische Aufbau stark vereinfacht. Bevorzugt ist die
zweite Anpaßschicht nach Art einer Einspannmembran gestal
tet, wobei sie das Gehäuse radial nach außen überragt, so
daß sich ein überstehender Ring als Einspannfläche für einen
Flansch oder dergl. ergibt.
Bevorzugt ist die erste Anpaßschicht aus Silikonkautschuk
und die zweite Anpaßschicht aus PVDF-Polymer gefertigt. Das
PVDF-Polymer besitzt eine gute mechanische Stabilität, so
daß die Ultraschallwandler im Gehäuse optimal vor mechani
schen Beschädigungen geschützt sind. Weiterhin ist es che
misch beständig, so daß es sich auch zum Einsatz in Behäl
tern mit aggressiven Medien eignet.
Bevorzugt ist die erste Anpaßschicht nicht nur unmittelbar
der Piezokeramikscheibe zugeordnet, sondern radial bis in
die Nähe der Gehäusewandung geführt, so daß die seitlich
angeordnete Piezofolie darin eingebettet ist. In diesem Fall
kann auch zur akustischen Entkopplung eine schalldämmende
Schicht mit integriert sein, die die Piezofolie axial und
radial in Richtung auf die Piezokeramikscheibe abschirmt.
Zur elektrischen Abschirmung kann weiterhin eine Reflektor
schicht aus Metall unmittelbar benachbart zur schalldämmen
den Schicht angeordnet sein. Alternativ hierzu kann jedoch
auch zur elektrischen Abschirmung gemäß einer weiteren,
bevorzugten Ausführungsvariante die Keramikscheibe vollstän
dig von einem Faradayschen Käfig umgeben sein.
Gemäß einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform ist die
Piezofolie unmittelbar auf einem PVDF-Block fixiert, der
ausgehend von der zweiten Anpaßschicht axial einwärts ge
richtet ist und aus demselben Material und ggf. einstückig
als integraler Bestandteil der zweiten Anpaßschicht gebildet
ist. Damit kann der Block zur optimalen Impedanzanpassung
herangezogen werden, weil er insgesamt als Anpaßschicht ohne
zusätzliche Grenzschichten in λ/4 Anpassung ausgelegt werden
kann.
Zur elektrischen Abschirmung kann bei einer derartigen
Konfiguration ein Faradayscher Käfig vorgesehen sein, der
den Block einschließlich der daran angebrachten Piezofolie
weitgehend vollständig, mit Ausnahme derjenigen Richtung,
die der Hauptabstrahlrichtung entspricht, umgibt.
Die Erfindung wird nachstehend näher anhand der in den
Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Es
zeigen in schematischer Darstellung
Fig. 1 Meßgerät in einer erste Ausführungsva
riante,
Fig. 2 Meßgerät in einer zweiten Ausführungsva
riante und
Fig. 3 Meßgerät in einer dritten Ausführungsva
riante.
Jeweils oben dargestellt ist eine Ansicht des jeweiligen
Meßgeräts von unten im Halbschnitt, wobei zur Verdeutlichung
der Anordnung die Umrißlinien der innenliegenden Komponenten
eingezeichnet sind. Mittig ist das jeweilige Meßgerät in
einer Schnittdarstellung wiedergegeben. In den Fig. 1 und
2 ist zusätzlich unten ein vergrößerter Ausschnitt aus der
darüberliegenden Schnittdarstellung wiedergegeben, um Ein
zelheiten im Bereich der Piezofolie zu verdeutlichen. Aus
Gründen der Übersichtlichkeit ist das Gehäuse, in welches
sämtliche Komponenten integriert sind, nicht dargestellt.
Zunächst wird das in Fig. 1 dargestellte erste Ausführungs
beispiel erläutert. Zur Erzeugung des Ultraschallimpulses
dient eine Piezokeramikscheibe 1. Dieser wird über Anschluß
leitungen 11 ein Eingangssignal Uin zugeführt, welches die
Piezokeramikscheibe 1 zu Schwingungen anregt und den Ultra
schallimpuls erzeugt. Der Impuls wird über eine erste Anpaß
schicht 2 und eine zweite Anpaßschicht 3 in das schallüber
tragende Medium, in der Regel Luft, eingekoppelt und breitet
sich im wesentlichen in Richtung der Hauptabstrahlrichtung 4
aus.
Die Piezokeramikscheibe 1 ist auf der Rückseite und radial
seitlich vollständig von einer Dämpfungsschicht 5 umgeben,
mit der sie im Gehäuse gehalten ist. Die Dämpfungsschicht 5
dient gleichzeitig zur akustischen Entkopplung der Piezoke
ramikscheibe 1 vom umgebenden Gehäuse. Zur elektrischen
Abschirmung ist ein Faradayscher Käfig 6 vorgesehen, der die
Piezokeramikscheibe 1 vollständig umgibt. Über eine Leitung
9 ist der Faradaysche Käfig 6 geerdet.
Die erste Anpaßschicht 2 besteht aus Silikonkautschuk und
ist mit der zweiten Anpaßschicht 3 verbunden. Die zweite
Anpaßschicht 3 besteht aus PVDF-Polymer, welches einerseits
mechanisch stabil ist und damit die im Gehäuse befindlichen
Komponenten vor mechanischen Einwirkungen schützt, und
andererseits eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit
aufweist, so daß der Einsatz auch in aggressiven Medien
möglich ist. Die zweite Anpaßschicht 3 schließt nicht nur
das Gehäuse stirnseitig dicht ab, sondern ist seitlich
radial über das Gehäuse hinaus verlängert, so daß eine
Einspannmembran entsteht. Damit kann das Meßgerät beispiels
weise auf einen Flansch aufgesetzt werden, der an einem
Füllgutbehälter angebracht ist. Spezielle Befestigungsmittel
am Gehäuse selbst sind damit entbehrlich. Die beiden Anpaß
schichten 2, 3 sind hinsichtlich ihrer Dicke derart dimen
sioniert, daß sie auf die Frequenz des Ultraschallimpulses
optimal abgestimmt sind, damit die Impedanz angepaßt ist.
Die Piezokeramikscheibe 1 dient gleichzeitig als Empfänger,
sofern sich das Füllgut außerhalb der Blockdistanz befindet.
Eine hier nicht näher dargestellte elektronische Schaltung
erfaßt das von der Oberfläche des Füllguts reflektierte Echo
und berechnet aus der Laufzeit den Abstand zwischen der
Oberfläche des Füllgutes und dem Meßgerät, d. h. den Füll
stand im Behälter. Radial seitlich zur Piezokeramikscheibe 1
versetzt ist ein zweites Wandlerelement 7 angebracht. Es
besteht im wesentlichen aus einer Piezokeramikfolie 8 mit
mehrfach zylindrisch gewölbter Geometrie. Sie ist in die
erste Anpaßschicht 2 implementiert und axial dicht bis in
die Nähe der zweiten Anpaßschicht 3 herangeführt. Der im
Querschnitt halbkreisbogenförmige Verlauf bestimmt die
Empfindlichkeit der Piezofolie 8 und ist auf die Frequenz
des von der Piezokeramikscheibe 1 ausgesandten Ultraschall
impulses abgestimmt. Damit wird eine hohe Richtwirkung in
bezug auf das Ultraschallecho erzielt. Hierbei ist die
material spezifische Wellenlänge des schallübertragenden
Mediums als Funktion der Sendefrequenz der Piezokeramik
scheibe zu berücksichtigen.
An der Piezofolie 8 sind Anschlußleitungen 12 angebracht,
die mit der hier nicht dargestellten elektronischen Schal
tung verbunden sind und das durch das Echo ausgelöste Emp
fangssignal Uout übertragen.
Die erste Anpaßschicht 2 nimmt nicht nur die Piezokeramik
folie 8, sondern auch eine schalldämmende Schicht 10 auf.
Sie ist axial rückseitig und radial in Richtung auf die
Piezokeramikscheibe 1 ausgerichtet und verhindert ein aku
stisches Übersprechen von der Piezokeramikscheibe 1 auf die
Piezofolie 8. Die von der Piezokeramikscheibe 1 ausgesandten
Schallwellen werden vollständig absorbiert und erreichen die
Piezofolie 8 nicht. Damit ist es möglich, das Wandlerelement
7 empfangsbereit auch dann zu halten, wenn die Ausschwing
phase der Piezokeramikscheibe 1 am Ende der Impulsabgabe
noch nicht abgeschlossen ist. Dies ermöglicht demnach auch
die Ermittlung des Füllstandes in solchen Fällen, in denen
der Abstand von der Oberfläche des Füllguts innerhalb der
Blockdistanz liegt und das reflektierte Echo die Piezokera
mikscheibe 1 bereits zu einem Zeitpunkt erreicht, in welchem
der Ausschwingvorgang noch nicht abgeschlossen ist. Bei
dieser Betriebsart dient die Piezokeramikscheibe 1 aus
schließlich als Sender und die Piezofolie 8 ausschließlich
als Empfänger. Die elektronische Schaltung benutzt zur
Berechnung des Abstandes das über die Anschlußleitungen 12
übertragene Ausgangssignal Uout. Die Anschlußleitungen 11,
die an der Piezokeramikscheibe 1 angebracht sind, dienen
lediglich der Einspeisung des Eingangssignals Uin.
Die elektronische Schaltung wählt selbsttätig die Betriebs
art an, d. h. sie ist in der rage zu unterscheiden, ob die
Oberfläche des Füllgutes innerhalb oder außerhalb der Block
distanz liegt und schaltet hierauf abgestimmt die Betriebs
art selbsttätig um.
Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel unterschei
det sich von dem vor stehend beschriebenen im wesentlichen
dadurch, daß die elektrostatische Abschirmung abweichend
gestaltet ist. Im vorliegenden Fall wird auf einen, die
Piezokeramikscheibe 1 umgebenden Faradayschen Käfig voll
ständig verzichtet. Statt dessen wird eine zusätzliche Re
flektorschicht 13, die aus Metall besteht, zwischen der
Piezokeramikscheibe 1 und der Piezofolie 8 positioniert. Sie
ist, ebenso wie die schalldämmende Schicht 10 in die Anpaß
schicht 2 eingebettet.
Aus fertigungstechnischen Gründen kann vorgesehen sein, die
schalldämmende Schicht 10 und die Reflektorschicht 13 mit
einander zu verbinden und als doppellagige Schicht in die
erste Anpaßschicht 2 einzubringen. Der Schichtaufbau ist so
gewählt, daß der Piezofolie zugewandt, zunächst die Reflek
torschicht 13 und darüber die schalldämmende Schicht 10 zu
liegen kommt. Diese spezielle Art der Anordnung hat den
Vorteil, daß die von der Piezokeramikscheibe 1 ausgesandten
Schallwellen zunächst von der schalldämmenden Schicht 10
gedämpft und anschließend von der Reflektorschicht 13 erneut
in Richtung auf die schalldämmende Schicht 10 umgelenkt
werden, wo sie vollständig absorbiert werden. Das von der
Oberfläche des Füllguts reflektierte Echosignal wird von der
Piezofolie 8 detektiert und anschließend beim Auftreffen auf
die Reflektorschicht 13 reflektiert und in Richtung der
Piezofolie 8 zurückgeleitet, wo es nochmals detektiert wird.
Die Reflektorschicht 13 dient damit nicht nur der Abschir
mung der Piezofolie 8, sondern bewirkt eine Erhöhung der
Empfindlichkeit des Wandlerelements 7.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist die Piezofolie 8
nicht mehr in der ersten Anpaßschicht 2 integriert, sondern
unmittelbar auf einem Block 14 fixiert, der integraler
Bestandteil der zweiten Anpaßschicht 3 ist. Er ist ein
stückig an der im übrigen als flache Scheibe ausgebildeten
zweiten Anpaßschicht 3 angeformt und verläuft in das Innere
des Gehäuses hineingerichtet. Die Höhe des Blocks 14 ent
spricht einem Viertel der materialspezifischen Schallwellen
länge, so daß der Block 14 als Anpaßschicht für die Piezo
folie 8 ausgelegt ist und damit die Übertragung des Echosig
nals verbessert wird. Damit wird für die Impedanzanpassung
der Piezokeramikscheibe 1 und der Piezofolie 8 dasselbe
Material verwendet, so daß keine zusätzliche Grenzschicht
entsteht und die als schallabstrahlende Membran wirkende
zweite Anpaßschicht 3 in die Berechnung für die Impedanzan
passung der Piezofolie 8 einbezogen werden kann. Wiederum
wird für die zweite Anpaßschicht 3 ein PVDF-Polymer verwen
det.
Im Vergleich zu den vorangegangenen Ausführungsbeispielen
ist der Radius der zylindrischen Wölbung der Piezofolie 8
größer gewählt, da die materialspezifische Schallgeschwin
digkeit innerhalb des Blocks 14 anders ist als bei dem dort
verwendeten Elastomer in Form des Silikonkautschuks der
ersten Anpaßschicht 2.
Der Block 14 ist seitlich und an der die Piezofolie 8 tra
genden Stirnfläche berührungsfrei zu den ihn umgebenden
Komponenten geführt, d. h., es besteht keine Verbindung zu
der Piezokeramikscheibe 1, der ersten Anpaßschicht 2 und der
Dämpfungsschicht 5. Damit ist die auf ihm fixierte Piezo
folie 8 akustisch entkoppelt, ohne daß es spezieller, zu
sätzlicher schalldämmender Schichten bedarf. Zur elektri
schen Abschirmung ist ein Faradayscher Käfig 15 vorgesehen,
der den Block 14 einschließlich der darauf befestigten
Piezofolie 8 vollständig umgibt und lediglich die Fläche in
Richtung des Pfeils 4, d. h. in Empfangsrichtung, freiläßt.
Der Faradaysche Käfig 15 ist über eine Leitung 9 geerdet.
Bezugszeichenliste
1 Piezokeramikscheibe
2 erste Anpaßschicht
3 zweite Anpaßschicht
4 Hauptabstrahlrichtung
5 Dämpfungsschicht
6 Faradayscher Käfig
7 Wandlerelement
8 Piezofolie
9 Leitung
10 schalldämmende Schicht
11 Leitung
12 Leitung
13 Reflektorschicht
14 Block
15 Faradayscher Käfig
2 erste Anpaßschicht
3 zweite Anpaßschicht
4 Hauptabstrahlrichtung
5 Dämpfungsschicht
6 Faradayscher Käfig
7 Wandlerelement
8 Piezofolie
9 Leitung
10 schalldämmende Schicht
11 Leitung
12 Leitung
13 Reflektorschicht
14 Block
15 Faradayscher Käfig
Claims (15)
1. Meßgerät, insbesondere zur Füllstandsmessung in Behäl
tern, mit elektroakustischen Wandlerelementen, insbeson
dere Ultraschall-Wandlerelementen, wobei mehrere Wand
lerelemente gemeinsam und untereinander schallentkoppelt
in einem Gehäuse integriert und von einer elektronischen
Schaltung derart ansteuerbar sind, daß in Abhängigkeit
von der Entfernung zum Meßobjekt, insbesondere zur
Oberfläche des Füllgutes,
- a) für Messungen innerhalb einer gerätespezifischen Blockdistanz ein erstes Wandlerelement bzw. sämtli che Wandlerelemente einer ersten Gruppe synchroni siert ausschließlich als Sender und ein zweites Wandlerelement bzw. sämtliche Wandlerelemente einer zweiten Gruppe synchronisiert ausschließlich als Empfänger, oder
- b) für Messungen außerhalb der Blockdistanz ein Wand lerelement bzw. eine Vielzahl von Wandlerelementen synchronisiert sowohl als Sender als auch als Emp fänger betreibbar sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Piezokeramikscheibe (1) mit koaxial ausgerichtetem
Abstrahlkegel zentral und eine Piezofolie (8) radial
seitlich versetzt und außerhalb des Abstrahlkegels im
Gehäuse angeordnet sind, wobei
- a) für Messungen innerhalb der Blockdistanz die Piezo keramikscheibe (1) als Sender und die Piezofolie (8) als Empfänger und
- b) für Messungen außerhalb der Blockdistanz die Piezo keramikscheibe (1) als Sender und Empfänger betreib bar sind.
2. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Piezofolie (8) nach Art eines Halbzylinders zum
Meßobjekt hin gewölbt verlaufend gestaltet ist.
3. Meßgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Piezofolie (8) mehrfach gewölbt gestaltet ist.
4. Meßgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß eine erste Anpaßschicht (2) für die
Piezokeramikscheibe (1) und eine zweite Anpaßschicht (3)
gemeinsam für die Piezokeramikscheibe (1) und die Piezo
folie (8) vorgesehen sind.
5. Meßgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die zweite Anpaßschicht (3) das Gehäuse axial in Rich
tung der Hauptabstrahlrichtung (4) verschließt.
6. Meßgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die zweite Anpaßschicht (3) nach Art einer Einspannmem
bran das Gehäuse radial überragt.
7. Meßgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die erste Anpaßschicht (2) aus
Silikonkautschuk besteht.
8. Meßgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die zweite Anpaßschicht (3) aus
PVDF-Polymer besteht.
9. Meßgerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die erste Anpaßschicht (2) radial
bis in die Nähe des Gehäuses geführt und darin die
Piezofolie (8) eingebettet ist.
10. Meßgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
zur akustischen Entkopplung eine schalldämmende Schicht
(10) in der ersten Anpaßschicht (2) integriert ist, die
die Piezofolie (8) axial und radial in Richtung auf die
Piezokeramikscheibe (1) abschirmt.
11. Meßgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
zur elektrischen Abschirmung eine Reflektorschicht (13)
aus Metall unmittelbar benachbart zur schalldämmenden
Schicht (10) angeordnet ist.
12. Meßgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
zur elektrischen Abschirmung die Piezokeramikscheibe (1)
vollständig von einem Faradayschen Käfig (6) umgeben
ist.
13. Meßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Piezofolie (8) unmittelbar auf
einem axial einwärts gerichteten Block (14) angebracht
ist, der integraler Bestandteil der zweiten Anpaßschicht
(3) ist.
14. Meßgerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
zur elektrischen Abschirmung ein Faradayscher Käfig (15)
vorgesehen ist, der den Block (14) einschließlich der
darauf angebrachten Piezofolie (8) weitgehend vollstän
dig mit Ausnahme derjenigen Richtung, die der Hauptab
strahlrichtung (4) entspricht, umgibt.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE9321132U DE9321132U1 (de) | 1993-12-29 | 1993-12-29 | Meßgerät |
DE19934344861 DE4344861C2 (de) | 1993-12-29 | 1993-12-29 | Meßgerät |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934344861 DE4344861C2 (de) | 1993-12-29 | 1993-12-29 | Meßgerät |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4344861A1 true DE4344861A1 (de) | 1995-08-31 |
DE4344861C2 DE4344861C2 (de) | 1998-06-18 |
Family
ID=6506467
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19934344861 Expired - Fee Related DE4344861C2 (de) | 1993-12-29 | 1993-12-29 | Meßgerät |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4344861C2 (de) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3721209A1 (de) * | 1987-06-26 | 1989-01-05 | Vega Grieshaber Gmbh & Co | Schall-/ultraschallmessgeraet |
DE3839057A1 (de) * | 1988-11-18 | 1990-05-23 | Fraunhofer Ges Forschung | Gruppenstrahler |
-
1993
- 1993-12-29 DE DE19934344861 patent/DE4344861C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3721209A1 (de) * | 1987-06-26 | 1989-01-05 | Vega Grieshaber Gmbh & Co | Schall-/ultraschallmessgeraet |
DE3839057A1 (de) * | 1988-11-18 | 1990-05-23 | Fraunhofer Ges Forschung | Gruppenstrahler |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
MANTHEY, W. et al.: Ultraschallsensoren auf der Basis piezoelektrischer Polymere, Technisches Messen tm 56 (1989) 10, S. 377-384 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4344861C2 (de) | 1998-06-18 |
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