DE4344861C2

DE4344861C2 - Meßgerät

Info

Publication number: DE4344861C2
Application number: DE19934344861
Authority: DE
Inventors: Volker Dipl Phys Dr Hamann; Markus Ernst; Josef Dipl Ing Fehrenbach
Original assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Current assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Priority date: 1993-12-29
Filing date: 1993-12-29
Publication date: 1998-06-18
Anticipated expiration: 2013-12-30
Also published as: DE4344861A1

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 Lage 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 ho hen Kostenaufwand, weil an sich ein einziges Ultraschall- Wandlerelement genügt, um ein ausreichendes Meßsignal für die maximal vorzusehende Meßdistanz zu erzeugen. Weiterhin ist das Bauvolumen durch die nebeneinander anzuordnenden Wandlerele mente groß, so daß es speziell bei beengten Einbauverhältnis sen Probleme bereitet, ein derartiges Meßgerät einzusetzen.

In "W. Manthey et al., Ultraschallsensoren auf der Basis pie zoelektrischer Polymere, Technisches Messen tm 56 (1989) 10, Seite 377 bis 384" sind vorteilhafte Geometrien von Wandler elementen auf Basis von Piezofolien zur Verwendung in Empfän gern beschrieben.

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 beispielsweise ein Wandler element mit einer Piezokeramik verwendet. Davor, d. h. in Ab strahlrichtung, ist ein weiteres Wandlerelement in Form einer Piezofolie angebracht, das als Empfänger dient. Die Übertra gung einer derartigen Anordnung auf ein gattungsgemäßes Meßge rät führt jedoch nicht zu dem gewünschten Ergebnis, da die Piezofolie unmittelbar in der Hauptausbreitungsrichtung des Ultraschallimpulses liegt und für die Dauer des Ausschwing vorgangs der Piezokeramik ebenfalls zu Schwingungen angeregt wird, so daß während der Ausschwingphase keine Messung möglich ist und sich in gleicher Weise eine spezifische Blockdistanz ergibt, innerhalb derer eine Messung nicht möglich ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Meßgerät der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, das die geschilderten Nachteile nicht mehr aufweist. Insbesondere 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 eingebettetist. 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, bevorzug#en 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 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 Gründender 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 materialspezifische 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 Lage 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 vorstehend 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. Stattdessen 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

Claims

1. Meßgerät, insbesondere zur Füllstandsmessung in Behältern, mit elektroakustischen Wandlerelementen, insbesondere Ul traschall-Wandlerelementen, wobei mehrere Wandlerelemente gemeinsam und untereinander schallentkoppelt in einem Ge häuse integriert und von einer elektronischen Schaltung derart ansteuerbar sind, daß in Abhängigkeit von der Ent fernung zum Meßobjekt, insbesondere zur Oberfläche des Füllgutes,

a) für Messungen innerhalb einer gerätespezifischen Blockdistanz ein erstes Wandlerelement oder sämtliche Wandlerelemente einer ersten Gruppe synchronisiert ausschließlich als Sender und ein zweites Wandler element oder sämtliche Wandlerelemente einer zweiten Gruppe synchronisiert ausschließlich als Empfänger, oder
b) für Messungen außerhalb der Blockdistanz ein Wand lerelement oder eine Vielzahl von Wandlerelementen synchronisiert sowohl als Sender als auch als Empfän ger betreibbar sind,

dadurch gekennzeichnet, daß
eine Piezokeramikscheibe (1) mit koaxial ausgerichtetem Abstrahlkegel zentral und eine Piezofolie (8) radial seit lich versetzt und außerhalb des Abstrahlkegels im Gehäuse angeordnet sind, wobei

a) für Messungen innerhalb der Blockdistanz die Piezoke ramikscheibe (1) als Sender und die Piezofolie (8) als Empfänger und
b) für Messungen außerhalb der Blockdistanz die Piezoke ramikscheibe (1) als Sender und Empfänger betreibbar sind,

und daß eine erste Anpaßschicht (2) für die Piezokeramik scheibe (1) und eine zweite Anpaßschicht (3) gemeinsam für die Piezokeramikscheibe (1) und die Piezofolie (8) vor gesehen sind.

2. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Anpaßschicht (3) das Gehäuse axial in Richtung der Hauptabstrahlrichtung (4) verschließt.

3. Meßgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Anpaßschicht (3) nach Art einer Einspannmembran das Gehäuse radial überragt.

4. Meßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die erste Anpaßschicht (2) aus Silikonkau tschuk besteht.

5. Meßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die zweite Anpaßschicht (3) aus PVDF-Polymer besteht.

6. 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.

7. Meßgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur akustischen Entkopplung eine schalldämmende Schicht (10) in der ersten Anpaßschicht (2) integriert ist, die die Piezo folie (8) axial und radial in Richtung auf die Piezokera mikscheibe (1) abschirmt.

8. Meßgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur elektrischen Abschirmung eine Reflektorschicht (13) aus Metall unmittelbar benachbart zur schalldämmenden Schicht (10) angeordnet ist.

9. Meßgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur elektrischen Abschirmung die Piezokeramikscheibe (1) voll ständig von einem Faradayschen Käfig (6) umgeben ist.

10. Meßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Piezofolie (8) unmittelbar auf einem axial einwärts gerichteten Block (14) angebracht ist, der integraler Bestandteil der zweiten Anpaßschicht (3) ist.

11. Meßgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur elektrischen Abschirmung ein Faradayscher Käfig (15) vor gesehen ist, der den Block (14) einschließlich der darauf angebrachten Piezofolie (8) vollständig mit Ausnahme derjenigen Richtung, die der Hauptabstrahlrichtung (4) entspricht, umgibt.

12. Meßgerät, insbesondere zur Füllstandsmessung in Behältern, mit elektroakustischen Wandlerelementen, insbesondere. Ul traschall-Wandlerelementen, wobei mehrere Wandlerelemente gemeinsam und untereinander schallentkoppelt in einem Ge häuse integriert und von einer elektronischen Schaltung derart ansteuerbar sind, daß in Abhängigkeit von der Ent fernung zum Meßobjekt, insbesondere zur Oberfläche des Füllgutes,

dadurch gekennzeichnet, daß
eine Piezokeramikscheibe (1) mit koaxial ausgerichtetem Abstrahlkegel zentral und eine Piezofolie (8) radial seit lich versetzt und außerhalb des Abstrahlkegels im Gehäuse angeordnet sind, wobei

und daß die Piezofolie (8) nach Art eines Halbzylinders zum Meßobjekt hin gewölbt, insbesondere mehrfach gewölbt, ver laufend gestaltet ist.