DE69634988T2

DE69634988T2 - Akustische wandlerkomponenten

Info

Publication number: DE69634988T2
Application number: DE69634988T
Authority: DE
Inventors: Fred Arnold SPRECHER; L. Michael GLODEN; W. Stephen SMITH
Original assignee: MTS Systems Corp
Current assignee: MTS Systems Corp
Priority date: 1995-05-11
Filing date: 1996-05-10
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2016-05-11
Also published as: WO1996035923A2; AU6022296A; JP2006145553A; CA2220557C; DE69637308T2; JP4787002B2; JP2006189452A; EP1340966A2; EP1340966A3; JP4246206B2; DE69634988D1; JP2006194889A; JP4145957B2; JP4339857B2; EP1340966B1; JP2006194890A; EP0882212A2; JP2002504221A; JP2006189451A; JP2006145554A

Description

1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Wellenleiteraufhängungsvorrichtung für langgestreckte Wellenleiter in magnetostriktiven Verschiebungs- oder Abstandsmesswandlern.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Magnetostriktive Wandler mit langgestreckten Wellenleitern, die Torsionsspannungswellen transportieren, die in den Wellenleiter induziert werden, wenn längs des Wellenleiters durch ein Magnetfeld Stromimpulse angelegt werden, sind in der Technik wohlbekannt. Eine typische lineare Abstandsmessvorrichtung, die einen beweglichen Magneten verwendet, der mit dem Wellenleiter zusammenwirkt, wenn längs des Wellenleiters Stromimpulse angelegt werden, ist im US-Patent Nr. 3.898.555 gezeigt.
Vorrichtungen des Standes der Technik der im US-Patent Nr. 3.898.555 gezeigten Art haben ferner das Sensorelement in das Schutzgehäuse eingebettet, das auch die Elektronik aufnimmt, um wenigstens den Impuls zu erzeugen, und bestimmte Montagemittel, die der Vorrichtung zugeordnet sind, für den Kunden zur Verfügung stellt.
Das US-Patent Nr. 5.313.160 lehrt einen modularen Aufbau, bei dem der Sensor und die Elektronikanordnung von der Anwendungsbaugruppe abgenommen werden können. In der Anwendungsbaugruppe befindet sich das Außengehäuse, das vom Kunden verwendet wird, um einen Aufsatz des Sensors und der Elektronikanordnung mit der Endvorrichtung zu montieren, deren Position zu messen ist. Der Stand der Technik lehrt nicht das Ausgrenzen der gesamten Elektronik mit Ausnahme einer lokalen Pufferschaltung.
Sensorbauformen der Vergangenheit haben eine feinfühlige Handhabung erfordert, bis die Fertigung der gesamten Einheit, einschließlich des Außengehäuses und der Elektronik, abgeschlossen war. Der Stand der Technik nutzt ferner schwierig durchzuführende und teuere Verfahren zum Aufhängen der Wellenleiter und zum Verhindern der Reflexion der gewünschten Schallspannungswelle. Hochleistungs-Wellenleiteraufhängungssysteme des Standes der Technik nutzen dünne Elastomer-Abstandhalterscheiben, die über die gesamte Länge des Wellenleiters individuell positioniert sind. Die Installation der Scheiben ist ein zeitaufwendiger, gewöhnlich manueller Vorgang. Die am besten funktionierenden Dämpfungsvorrichtungen, die derzeit in Gebrauch sind, nutzen gegossene Gummielemente mit einem zentralen Loch. Diese sind schwierig zu gießen und zeitaufwendig in der Anwendung.
Weitere Dämpfungsvorrichtungen für Wellenleiter sind im US-Patent Nr. 3.898.555 gezeigt, um reflektierte Schallspannungswellen an sowohl dem entfernten Ende des Wellenleiters als auch dem montierten Ende des Wellenleiters zu verhindern. Diese Vorrichtungen sind im Allgemeinen weiche Gummipolster, die um den Wellenleiter geklemmt sind, um Schallspannungswellenenergie zu absorbieren und Reflexionen des erzeugten Impulses zu minimieren und eine Interferenz der Reflexionen mit den zu erfassenden Schallspannungswellensignalen zu reduzieren. Die Dämpfungsvorrichtungen und die Anordnung für die Verankerung des Wellenleiters am entfernten Ende können bei dieser Art des Standes der Technik, wie im US-Patent Nr. 3.898.555 beschrieben ist, eine wesentliche Länge an dem Ende eines Schallwellenleiters ausmachen, das vom Aufnehmerelement entfernt ist. Wenn z. B. Flüssigkeitspegel von den Wandlern erfasst werden, ist es wünschenswert, den Wellenleiter möglichst nahe am Boden eines Behälters zu betreiben, um somit die Länge der Wellenleiterunterstützung an dessen vom Aufnehmerelement entfernten Ende zu minimieren, einschließlich der Länge der separaten Dämpfungsvorrichtung an einem solchen Ende und am montierten Ende des Wellenleiters, wo das Aufnehmerelement montiert ist.
Außerdem kann beim Stand der Technik die Massendichte des Dämpfungsmaterials sehr wichtig sein, um eine mechanische Impedanz zu bewirken, so dass die Schallspannungswellenenergie in die Dämpfungsvorrichtung übertragen und verbraucht werden kann. Die Kopplung des Wellenleiters an die Dämpfungsvorrichtung muss ebenfalls effektiv sein. Der Verbrauch der Schallspannungswellenenergie durch das Dämpfungsmedium wurde im Stand der Technik für das Bewirken der Dämpfung verantwortlich gemacht.
Im Stand der Technik ist ferner bekannt, aufgrund der Fähigkeit zur Dämpfung von Schwingungen Gummityp-Dämpfungsmedien zu verwenden, jedoch verhärten solche Materialien bei Temperaturen nahe dem Gefrierpunkt von Wasser und werden bei Temperaturen gut unterhalb von 200 °F sehr weich. Das gleiche gilt für Epoxy- oder Urethan-Elastomere, wobei solche große Änderungen der Eigenschaften die Eigenschaften der Reflexion am "vorderen" Ende und der Reflexion am "äußersten" Ende mit der Temperatur deutlich verändern.
Ferner ist im Stand der Technik bekannt, Silikongummidämpfer mit zwei unterschiedlichen Härtegraden und/oder unterschiedlichen Lastdrücken gegen dem Wellenleiter zu verwenden. Ein Silikongummi mit niedrigem Druck und niedrigem Härtegrad wurde verwendet, um die Reflexion am vorderen Ende (Eingangsende) zu minimieren, während Silikongummi mit höherem Härtegrad in Verbindung mit größeren Klemmdrücken verwendet wurde, um eine Dämpfung am entfernten Ende oder Abschlussende bereitzustellen. Diese Verwendung von Silikongummi wurde als ein Kompromiss eines Dämpfungsmediums betrachtet, auf Grund seiner hohen Elastizität, was zur Notwendigkeit von langen Dämpfungsabschnitten führt. Silikongummi weist eine gute Stabilität über einen weiten Temperaturbereich auf, was ein wichtiger Vorteil für Dämpfungsmaterialien ist.
Der Bedarf an einem effektiven Dämpfungsmaterial ist insbesondere offensichtlich, wenn der Wandler das nutzt, was als Rezirkulationsmoduserfassung bekannt ist. Im Rezirkulationsmodus wird jedes Mal dann, wenn der Sensor ein Schallspannungswellensignalempfängt, ein neuer Stromimpuls gesendet, wobei dies zu einer hohen Frequenz von Schallspannungswellenimpulsen und zu einem Aufbau von Geräuschen infolge von Reflexionen führt. Wenn nicht für eine effektive Dämpfung gesorgt wird, reduziert der Aufbau von "Geräuschen" den Nutzen der Erfassungstechnik, insbesondere da das Schallspannungswellensignal bekanntermaßen im Stand der Technik eine geringe Amplitude aufweist. Beim Stand der Technik war daher das Dämpfungsmaterial idealer Weise fähig, zusammen mit der Endmontagestruktur für den Wellenleiter kurzgehalten zu werden, eine gute Kopplung an den Wellenleiter selbst aufzuweisen, und Energie verbrauchen zu können, wobei dies insgesamt im Stand der Technik nicht gut erreicht wird. Für andere Lösungsansätze wurde die Signalstärke angehoben, siehe US-Patent 4.952.873, um die phasenverschobene Reflexion vom Ende des Wellenleiters zu nutzen, um das Primärsignal zu verstärken.
Ein alternatives Verfahren zur Dämpfung ist im US-Patent Nr. 4.958.332 dargelegt. Dieses Patent lehrt ein verbessertes Dämpfungsverfahren. Die Dämpfungsvorrichtung umfasst ein hochviskoses, fließfähiges Material, das am Wellenleiter haftet und an diesem gekoppelt ist, und das Massendichteänderungszusätze, wie z. B. metallisches Pulver, aufweisen kann, um die Massendichte entlang ihrer Längsrichtung zu ändern. Das Dämpfungsmaterial wird mit einem geeigneten Gehäuse am Wellenleiter gehalten, das mit einem gewählten Druck gegen den Wellenleiter vorbelastet werden kann. Obwohl ein solches Verfahren effektiv ist, ist es schwierig durchzuführen.
Ferner wurden im Stand der Technik zwei Halbstücke (flache Platten) aus Gummi verwendet, um einen Wellenleiter zu umschließen, wobei eine Metallklammer diese um den Wellenleiter hält und auf den Wellenleiter an der Eingangsseite Druck ausübt, jedoch ist dies sehr teuer.
Der Stand der Technik hat insofern Nachteile, als die Elektronik innerhalb der Wellenleiteraufhängungsvorrichtung enthalten ist, wobei ein teueres Mittel für die Wellenleiteraufhängung verwendet wird, und wobei der Stand der Technik nicht die Beziehung zwischen dem Wellenleiteraufhängungsmechanismus und dem Dämpfungsmechanismus offenbart. Der Stand der Technik weist ferner Mängel auf, indem er den Modenwandler (eine beliebige Vorrichtung, die mechanische Energie in elektrische Energie oder elektrische Energie in mechanische Energie wandelt) nicht eng an die Eingangsimpulsquelle koppelt, während die reflektierte Energie am Eingangsende der Vorrichtung vom Ende der Bandkomponente eines Modenwandlers genutzt wird.
Im Stand der Technik ist bekannt, eine Spule als Modenwandler zu verwenden, die eine hohe Anzahl von Windungen, wie z. B. mehr als 2.400 Windungen, aufweist, und eine Spule als Modenwandler zu verwenden, der eine Aufnehmerspule mit einer geringen Zahl von Windungen ist.
Das US-Patent Nr. 4.952.873 offenbart ebenfalls einen Wellenleitermontageblock, der einen Wellenleiter am Montageende unterstützt, um einen Reflexionspunkt für die Schallwellen zu schaffen. Der Block ist in einem genauen Abstand vom Signalsensor positioniert, der von der Schallwelle während einer Hälfte der Signalkeulenzeitperiode durchlaufen wird, so dass die reflektierte Welle ein additives Signal zur ankommenden Schallwelle wird. Andere im Stand der Technik haben die Länge des Wellenleiters ohne einen Montageblock gewählt, um den gleichen Zweck zu erfüllen.
Für allgemeine Hintergrundinformationen sei verwiesen auf "Ultrasonic Level, Temperature and Density Sensor", von S. C. Rogers und G. N. Miller, IEEE Transactions on Nuclear Science, Bd. NS-29, Nr. 1, Februar 1982.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Wellenleiteraufhängungseinrichtung und eine Dämpfungseinrichtung zu schaffen, die leicht zu fertigen und zu montieren sind.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Gehäuseoptionen auf der Grundlage eines abnehmbaren, auswechselbaren Sensorelements zu erleichtern.
Es ist eine zusätzliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein robustes Sensorelement zu schaffen, das für Kunden geeignet ist, um es in deren Produkte einzubauen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine lokale Pufferschaltung zu schaffen, die eine engere Kopplung eines Bandes und einer Spulen-Modenwandleranordnung für einen magnetostriktiven Wandler erlaubt.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine lokale Pufferschaltung zu schaffen, die klein ist und innerhalb der Sensorabschirmung enthalten ist, während sich der Signalgenerator außerhalb der Sensorabschirmung befindet.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Wellenleiteraufhängung mit einem Schallwellenleiter und einer Rückführungsleitung, die ein Ende aufweist, das von einer mit dem Wellenleiter verbundenen Elektronik entfernt angeordnet ist, umfassend: eine Aufhängungshülse mit einer Geometrie, die die Eigenschaft aufweist, die Lateralbewegung des Wellenleiters zu beschränken und den Wellenleiter von Schwingungen und externen Schallstörungen zu isolieren, und die den Wellenleiter nicht so sehr berührt, dass sie das Schallspannungswellensignal dämpft, wobei die Aufhängungshülse die Form eines Verbundrohres aus unterschiedlichen Materiallagen koaxial mit dem Wellenleiter und diesen umschließend aufweist und eine harte, innere, rohrförmige, nichtleitende Lage sowie eine weiche, äußere, rohrförmige Lage, die die Form der inneren rohrförmigen Lage aufrechterhält, aufweist; und wobei: die Aufhängungshülse sich über einen großen Teil der Länge des Wellenleiters erstreckt.
Die Aufhängung wird bewerkstelligt, indem zuerst die Wellenleiterbewegung beschränkt wird, sowie durch Abschirmung desselben von externer Schallenergie. Auf diese Weise werden auch Stoß- und Schwingungsanregungen, die fehlerhafte Antworten hervorrufen können, eliminiert. Dies wird bewerkstelligt durch Umschließen des langgestreckten Elements, wie z. B. des Wellenleiters, mit einem Aufhängungselement oder einer Hülse, die so bemessen ist, dass der Wellenleiter in lockerem Kontakt mit diesem ist, wobei jedoch die Hülse keine übermäßige laterale Bewegung erlaubt. Die zur Ausbildung der Hülse verwendete Faser ist ein feines, hartes Material, oder eine Kombination von Materialien, wie z. B. Keramik oder Metall oder Polymer oder Glas. Die Hülse ist ein Verbundrohr aus verschiedenen Materiallagern. Das Rohr kann eine Verbundrohrkonstruktion mit gummierter Glasfaser sein. Auf der Hülse kann auch eine Umhüllung aufgesetzt sein.
Somit ist der Wellenleiter in der Umhüllung gepolstert. Die wirkliche Dämpfung wird durch ein Dämpfungselement erreicht, das über das Ende des Wellenleiters geschoben wird. Das Dämpfungselement ist dem Aufhängungselement ähnlich, jedoch so bemessen, dass es eine optimale Dämpfung bewirkt. Das dem Wandlerkopf zugewandte Ende kann in einem Winkel von etwa 45° abgeschnitten sein, um die Impedanz besser an den Wellenleiter anzupassen.
Die Aufhängung wird ferner bewerkstelligt durch Abschließen des Wellenleiters an einem Halter, der verwendet wird, um den Wellenleiter und den Rückkehrleiter in einer beabstandeten Beziehung zu einer Aufnehmerspule und einem Magneten zu halten, und um das Anbringen des Wellenleiters an einem in die Aufnehmerspule eingesetzten Band zu erlauben.
Die Elektronik für die Impulssignalerzeugung zur Übertragung längs des Wellenleiters ist nicht in der Elektronik des modular aufgebauten magnetostriktiven Wandlers enthalten. Die Vorrichtungselektronik enthält das Grundsignal.
Für ein weiteres Verständnis der Eigenart und der Aufgaben der vorliegenden Erfindung sollte auf die folgenden Figuren Bezug genommen werden, in welchen ähnliche Teile mit ähnlichen Bezugzeichen bezeichnet sind:
1 zeigt eine Seitenansicht der vollständigen Sensorelementanordnung;
2a ist eine Querschnittsansicht der Sensorelementanordnung der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der 1 längs der Schnittlinien 2-2 der 1, die einen Teil des Wellenleiters und der umgebenden Hülsen, welche das Dämpfungselement am Ende des Wellenleiters aufweisen, zeigt;
2b ist die gleiche Querschnittsansicht der 2a, zeigt jedoch eine erste Alternative der Verwendung eines Abstimmdrahtes zwischen dem Dämpfungselement und dem Wellenleiter;
2c ist die gleiche Querschnittsansicht wie 2a, zeigt jedoch eine zweite Alternative des auf das Dämpfungselement gequetschten externen Rohres;
2d ist die gleiche Querschnittsansicht der 2a, zeigt jedoch eine dritte Alternative des Rückkehrleiters an einer anderen Position und mit einem auf das Dämpfungselement gequetschten externen Rohrs.
3 zeigt eine Stirnansicht des Gehäuses, die den Verbinder zeigt;
4 ist eine Querschnittsansicht der Sensorelementanordnung der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der 1 längs der Schnittlinien 4-4 der 1, die einen Querschnitt des Gehäuses und einen Abschnitt des Wellenleiters und der umgebenden Hülsen, die keine Dämpfungseinrichtung aufweisen, zeigt;
5 ist eine Draufsicht des Halters der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 ist eine Draufsicht der Halterabdeckung der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 ist eine erste Profilansicht des Halters der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8 ist eine erste Profilansicht der Halterabdeckung der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
9 ist eine zweite Profilansicht des Halters der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die diesen angrenzend an die Halterabdeckung der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
10 ist eine dritte Profilansicht des Halters der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die die angrenzende Halterabdeckung zeigt;
11 ist eine Ansicht des Endes im Profil, das dem Ende der 9 und 10 des Halters der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gegenüberliegt, und zeigt die daran angrenzende Halterabdeckung;
12 ist eine andere Seitenansicht des Profils des Halters der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
13 zeigt eine Querschnittsansicht einer Sensoranordnung, die den Wandler der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet;
14 ist die bevorzugte Ausführungsform der lokalen Pufferschaltung der vorliegenden Erfindung;
15 ist eine alternative Ausführungsform der lokalen Pufferschaltung der vorliegenden Erfindung; und
16 zeigt eine Querschnittsansicht der Sensorelementanordnung einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der 1 längs der Schnittlinien 2-2 der 1, die einen Abschnitt des Wellenleiters und der umgebenden Teilhüllen zeigt und das Dämpfungselement am Ende des Wellenleiters zeigt.
Genaue Beschreibung der bevorzugten und alternativen Ausführungsformen
Eine Wandler- oder Sensorelementanordnung, die irgendein Wandler sein kann, einschließlich desjenigen des Standes der Technik, wie z. B. desjenigen, der im US-Patent Nr. 3.898.555 gezeigt ist, oder irgendein anderer Wandler, die für die Zwecke des Dämpfungselements auf dem Markt erhältlich sind oder in Zukunft eingeführt werden können, ist in 1 mit 25 bezeichnet. Der Wandler 25 kann verwendet werden, um Verschiebungen und/oder Abstände zu messen oder andere Messungen durchzuführen, wobei die Dämpfungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung auf jeden von diesen anwendbar ist. Der Typ des Wandlers, der für die vorliegende Erfindung verwendet werden kann, sollte nicht als durch die Offenbarung des mit dem Wandler verwendeten Dämpfungselements eingeschränkt betrachtet werden. Ferner sollte mit Ausnahme der mechanischen Konstruktion, die eine bevorzugte mechanische Montage des Wellenleiters aufzeigt, der allgemeine Typ des Wandlers nicht als durch die Offenbarung der Wellenleiteraufhängung eingeschränkt betrachtet werden, und sollte mit Ausnahme der lokalen Pufferschaltung nicht als einen mit einem Wellenleiter verwendeten Modemwandler einschränkend betrachtet werden. Der Wandler sollte nicht als auf irgendeinen bestimmten Typ von Elektronik, die mit dem Wellenleiter verwendet wird, beschränkt betrachtet werden, mit Ausnahme der lokalen Pufferschaltung. Außerdem sollten der allgemeine Typ und die Eigenart eines Wandlers bei der elektrischen Erzeugung des Rückkehrimpulses und der Übermittlung durch den Rückkehrimpuls mit irgendeiner Elektronik eines Käufers oder Benutzers der Vorrichtung nicht als durch die Offenbarung beschränkt betrachtet werden, mit Ausnahme der für die bevorzugte Ausführungsform gezeigten mechanischen Konstruktion und der gedruckten Leiterplatte, die die lokale Pufferschaltung enthält.
Der Wandler 25 enthält eine langgestreckte Wellenleiteranordnung, die in einem Umschließungsrohr 3 eingeschlossen ist. Das Umschließungsrohr 3 und die Wellenleiteranordnung sind an einem Ende durch ein Gehäuse 17 über einen Endflansch 19 mechanisch unterstützt. Die Wellenleiteranordnung enthält ein äußeres Umschließungsrohr 3, das einen koaxial langgestreckten inneren Wellenleiter 4 (2) umgibt. Immer dann, wenn in dieser Beschreibung "2" erwähnt wird, bezeichnet dies irgendeine der Ausführungsformen der 2a–2d. Durch den Wellenleiter 4 wird ein Strom geleitet, der über einen mit dem Wellenleiter 4 elektrisch verbundenen Rückkehrleiter 1 zurückgeführt wird. Typischerweise ist ein (nicht gezeigter) Magnet über der Wellenleiteranordnung und dem Umschließungsrohr 3 montiert, indem er über dem Umschließungsrohr 3 und koaxial mit diesen platziert ist. Der Magnet wirkt mit dem Stromimpuls zusammen, wie im US-Patent 3.898.555 genauer beschrieben ist. Mit dem Spannungswellenimpuls, der zum Gehäuse 17 zurückkehrt, nachdem er durch den Wellenleiter 4 und den Rückführungsleiter 1 gelaufen ist, wobei die Verschiebung des Wellenleiters 4 und des Rückführungsleiters 1 im Folgenden genauer beschrieben werden, stellt ein (teilweise gezeigter) geeigneter Modemwandler eines beliebigen Typs, der bekannt ist oder im Stand der Technik bekannt sein sollte, ein elektrisches Signal über den Verbinder 21 einer damit verbundenen beliebigen elektronischen Schaltung zur Verfügung, wie z. B. der elektronischen Schaltung 26.
Der Aufbau der Schaltung 26 ist abhängig von der Verwendung des Wandlers 25 und arbeitet trotz der Verschiedenheiten im Aufbau mit der Wellenleiteraufhängungshülse 2 und den modularen Konstruktionselementen der vorliegenden Erfindung zusammen. Der Aufbau der Schaltung 26 sollte nicht als die Erfindung einschränkend betrachtet werden. Es ist daher keine bestimmte Einrichtung für die Anordnung des Elements 26 oder irgendeine Konditionierung des Signals für die Schaltung 26 als bevorzugt gezeigt, um die Allgemeingültigkeit hervorzuheben, mit Ausnahme der in 14 oder
15 gezeigten lokalen Pufferschaltung 95. Ferner sollte klar sein, dass der Mechanismus der Wellenleiteraufhängungshülse 2 der vorliegenden Erfindung auf einen beliebigen Wandler 25 und einen Wellenleiter 4 des Typs zum Messen einer Verschiebung und/oder eines Abstandes und/oder einer anderen Messung unter Verwendung magnetostriktiver und oder anderer Prinzipien, wie z. B. piezoelektrischer Prinzipien oder solcher, die allgemein im US-Patent 3.898.555 gezeigt sind, anwendbar ist, jedoch für die modulare Anordnung bis zu einem gewissen Maß von der mechanischen Anordnung der Elemente im Gehäuse 17 abhängig ist. Daher ist z. B. ein bestimmter Mechanismus für die Anordnung der Elemente im Gehäuse 17 für die Montage als bevorzugt gezeigt, sollte jedoch ansonsten nicht die Allgemeingültigkeit einschränken. Der andere Mechanismus außer der Montage kann einer beliebigen Art entsprechen, einschließlich derjenigen, die im US-Patent 3.898.555 gezeigt ist, oder anderen des Standes der Technik, oder solchen, die offensichtlich dem Stand der Technik entsprechen oder in der Bauform dem Stand der Technik entsprechen. Aus dem gleichen Grund sind der Typ des verwendeten Magneten und der Typ der verwendeten Anwendung ebenfalls nicht gezeigt und können einer beliebigen Anwendung entsprechen. Da eine gewisse Notwendigkeit besteht, die Wechselwirkung zwischen dem Klemmelement 6 (2) und der Wellenleiteraufhängungshülse 2 und anderer Abschnitte des Wandlers 25 am entfernten Abschnitt der Wellenleiteranordnung zu zeigen, wird schließlich eine bevorzugte Ausführungsform für ein Umschließungsrohr 3 (2), das im Folgenden beschrieben wird, mit der Wellenleiteraufhängungshülse 2 und dem Dämpfungselement 3 gezeigt. Dies sollte nicht als einschränkend sondern nur als erläuternd betrachtet werden, wobei die Wellenleiteraufhängungshülse 2 mit einem beliebigen Typ von Wellenleiteranordnung verwendet werden kann, wie oben ausgeführt ist.
Der entfernte Endabschnitt des Umschließungsrohres 3, der vom Gehäuse 17 entfernt angeordnet ist, ist in 2 im Querschnitt gezeigt und endet mit einem Endstopfen 20. In das Umschließungsrohr 3 kann ein Schutzgas gefüllt werden, um die Isolation und Abdichtung weiter zu verbessern. Der Endstopfen 20 dient dazu, Flüssigkeiten und andere Stoffe am Eindringen in das Umschließungsrohr 3 zu hindern. Das Ende der Wellenleiteranordnung mit dem Endstopfen 20 ist normalerweise das Ende, das sich am Boden eines Behälters befinden würde, wenn der Wandler 20 verwendet wird, um den Pegel einer Flüssigkeit in einem Behälter zu bestimmen, oder am Ende der Verschiebung, wenn der Wandler 25 zum Messen eines Abstands verwendet wird. Wie im Hintergrund beschrieben worden ist, ist es erwünscht, die tote Zone oder nicht-signalerzeugende Zone neben dem Endstopfen 20 so kurz wie möglich zu machen und dennoch den Zweck der Dämpfung des Schallspannungswellensignals zu erfüllen, um reflektierte Spannungswellen an einer Überlagerung des gewünschten Rückkehrspannungswellensignals zu hindern, das den Abstand oder den Pegel repräsentiert, wie im US-Patent 3.898.555 beschrieben ist.
Wie in 2 gezeigt ist, ist ein Wellenleiter 4 mittels konzentrisch geschichteter Umschließungseinrichtungen umschlossen, die eine Aufhängungshülse 2 und ein Umschließungsrohr 3 enthalten. Die Aufhängungshülse 2 umfasst eine rohrförmige Verbundhülse mit einer Geometrie, die Eigenschaften der Beschränkung der Lateralbewegung des Wellenleiters 4 und der Isolation des Wellenleiters 4 von Schwingungen und externen Schallgeräuschen aufweist, jedoch den Wellenleiter 4 nicht so sehr berührt, dass das durch die Wechselwirkung des elektrischen Stroms und des externen Magneten erzeugte Schallspannungswellensignal gedämpft wird. Die Aufhängungshülse 2 ist im wesentlichen über ihre gesamte Länge und wenigstens einen großen Anteil derselben koaxial mit dem Wellenleiter 4 und umgibt diesen. Die Aufhängungshülse 2 ist im wesentlichen über die gesamte Länge des Wellenleiters 4 oder wenigstens einen Großteil derselben, koaxial und innerhalb des äußeren Umschließungsrohres 3 montiert gezeigt.
Der Innendurchmesser der Aufhängungshülse 2 muss klein genug sein, um die Bewegung des Wellenleiters 4 zu begrenzen, jedoch groß genug, so dass sie den Wellenleiter 4 nicht hält, greift, einengt oder anderweitig zusammendrückt. Wenn die Aufhängungshülse 2 den Wellenleiter 4 zusammendrückt, hält, greift oder einengt, tritt eine Dämpfung des Schallspannungswellensignals längs des Wellenleiters 4 auf. Der Wiedemann-Effekt fördert kein großes Schallspannungswellensignal im Stand der Technik, wodurch es schwierig wird, dieses von Geräuschen zu unterscheiden, die durch andere Mechanismen erzeugt werden. Dementsprechend ist die Signaldämpfung im Stand der Technik als eine zu vermeidende Erscheinung bekannt.
Der Außendurchmesser der Aufhängungshülse 2 muss groß genug sein, um eine laterale Bewegung der Aufhängungshülse 2 innerhalb des Umschließungsrohres 3 zu beschränken, jedoch klein genug, um leicht in den Innendurchmesser des Umschließungsrohres 3 zusammen mit dem Rückführungsleiter 1 zu passen, wie im Folgenden beschrieben wird. Ferner kann es möglich sein, dass die Aufhängungshülse 2 vorhanden ist, ohne die Beschränkung eines Umschließungsrohres 3 zu erfordern, wobei die Verwendung eines Umschließungsrohres 3 nicht als die Erfindung oder sogar die Wellenleiteraufhängung einschränkend zu betrachten ist. Insgesamt muss der Wellenleiter 4 in einer Weise aufgehängt sein, die ihn gegen Stoß- und Schwingungsanregungen polstert, so dass zugehörige fehlerhafte Antworten eliminiert werden.
Die Aufhängungshülse 2 enthält eine innere Lage 27 und eine äußere Lage 29. Die Faser, die die innere Lage 27 der Aufhängungshülse 2 bildet, ist nicht leitend und kann ein feines, hartes Material oder eine Kombination von Materialen wie z. B. Keramik oder Glas oder Metall oder Polymer sein. Die Faserzahl und die Gewebekonfiguration einer solchen Faser reichen typischerweise von 8 bis 16 Fasern in einem rautenförmigen, regelmäßigen, herkules-artigen oder anderen Webmuster. Eine solche Faserzahl- und Gewebekonfiguration ermöglicht der Aufhängungshülse 2, als Polster zwischen dem Wellenleiter 4 und dem Umschließungsrohr 3 zu wirken. Innerhalb der inneren Lage 27 und außerhalb des Wellenleiters 4 befindet sich ein Zwischenraum 28, so dass die innere Lage 27 locker auf dem Wellenleiter 4 sitzt. Die äußere Lage 29 der Aufhängungshülse 2 trägt dazu bei, die Form der inneren Lage 27 aufrechtzuerhalten und diese vom Umschließungsrohr 3 zu isolieren. Die äußere Lage 29 ist typischerweise ein weicheres Material, wie z. B. ein Silikongummi, und ist eine zweite Lage der inneren Lage 27.
Die Aufhängungshülse 2 endet an ihrer entfernten Seite am Ende 31, das dem Endstopfen 20 zugewandt ist. Am Ende 31 der Aufhängungshülse 2 angrenzend befindet sich das Dämpfungselement 6. Das Dämpfungselement 6 ist über das Ende des Wellenleiters 4 geschoben und ist koaxial mit dem Wellenleiter 4 angeordnet und im wesentlichen zylindrisch, ebenso wie die Aufhängungshülse 2. Das Dämpfungselement 6 ist jedoch nicht locker auf dem Wellenleiter 4 aufgesetzt, sondern ist stärker einengend auf dem Wellenleiter 4 angeordnet, um eine Dämpfung zu bewirken. Wie in den
2a und 2b gezeigt ist, sitzt daher innere Lage 27 des Dämpfungselements 6 bequem auf dem Wellenleiter 4. Ferner berührt die äußere Lage 29 des Dämpfungselements 6 normalerweise nicht das Umschließungsrohr 3, wie die äußere Lage 29 der Aufhängungshülse 2, obwohl sie gewöhnlich aus weicheren Elastomermaterialien wie z. B. Silikongummi besteht, sondern ist stattdessen so bemessen, dass sie das Maß der inneren Lage 27 kontrolliert und auf diese Druck ausübt, welche ihrerseits Druck auf den Wellenleiter 4 ausübt. Somit wird zwischen der äußeren Lage 29 des Dämpfungselements 6 und der inneren Oberfläche des Umschließungsrohrs 3 ein Raum freigelassen.
Außerdem kann ein Abstimmdraht 5 (siehe 2b) mit einem Durchmesser im Bereich von 0,005 Zoll bis 0,016 Zoll verwendet werden, um als Keil zu wirken, um somit den Druck der inneren Lage 27 auf den Wellenleiter 4 zu kontrollieren. Der Abstimmdraht 5 befindet sich neben dem Wellenleiter 4 und erstreckt sich im wesentlichen längs der inneren Lage 27 des Dämpfungselements 6 und ist von dieser umschlossen. Er wird verwendet, um die akustische Impedanz des Dämpfungselements 5 zu ändern, wobei dies jedoch allmählich geschieht, so dass das Schallspannungswellensignal längs der Strecke des vom Dämpfungselement 6 umschlossenen Wellenleiters allmählich gedämpft wird. Auf diese Weise tritt keine Reflexion aufgrund plötzlicher Änderungen der Impedanz auf, sondern es findet eine Dämpfung der Schallspannungswellenamplitude längs des Dämpfungselements 6 statt.
Es ist zu beachten, dass der Abstimmdraht 5, obwohl er nur in 2b gezeigt ist, mit einer beliebigen der Konfigurationen der 2a–2d verwendet werden kann, und in einer beliebigen anderen Art von Dämpfungselement für die oben dargelegten Zwecke verwendet werden kann.
Da ferner das Dämpfungselement 6 verwendet wird, um eine optimale Dämpfung des Schallspannungswellenimpulses zu bewirken, der sich im Wellenleiter 4 fortpflanzt, und da eine geeignete akustische Anpassung des Wellenleiters 4 und des Dämpfungselements 5 durch den von der inneren Lage 27 auf den Wellenleiter 4 ausgeübten Druck bestimmt wird, gibt es andere Mechanismen neben dem Abstimmdraht 5, die verwendet werden können. Wie in den 2c und 2d gezeigt ist, kann ein Dämpfungselement 6 für die Verwendung über einen breiten Temperaturbereich verwendet werden, das eine kurze umsponnene Hülse 8 der Sorte der inneren Lage 27 umfasst, wobei jedoch eine solche umsponnene Hülse 8 in eine koaxiale Metallhülse 9 mit größerem Durchmesser eingesetzt ist. Diese Anordnung von Hülsen 8, 9 wird auf das Ende des Wellenleiters 4 geschoben. Die Metallhülse 9 kann dann gequetscht werden, so dass die umsponnene Hülse 8 den Wellenleiter 4 mit einem ausreichendem Druck berührt, um die benötigte Dämpfungswirkung zu erzielen.
Wie in den 2a bis 2d gezeigt ist, kann daher die Dämpfung durch den Druck der äußeren Lage 29 oder durch den Abstimmdraht 5, der in der inneren Lage 27 angeordnet ist, oder durch das Quetschen der Metallhülse 9 oder durch irgendeinen anderen Mechanismus bewerkstelligt werden, der einen geeigneten Druck ausübt, um die Impedanzanpassung längs einer vorgegebenen Länge des Dämpfungselements 6 zu kontrollieren, was durch ein Experiment bestimmt wird.
Das Ende 32 des Dämpfungselements 6, das dem Ende 31 der Aufhängungshülse 2 zugewandt ist, ist vorzugsweise mit einem Winkel zwischen 40° und 50° und bevorzugt etwa mit einem Winkel von 45° abgeschnitten, um eine geeignete Anpassung seiner Impedanz an diejenige des Wellenleiters 4 zu bewirken.
Eine zusätzliche Möglichkeit, um die Endreflexionen vom Dämpfungselement 6 zu minimieren, besteht darin, eine weitere Dämpfungshülse 33 mit verschiedenem Material oder verschiedener Größe oder anderem Druck vor dem Dämpfungselement 6 (in Richtung zur Aufhängungshülse 2) zu platzieren. Die Dämpfungshülse 33 sollte so gestaltet sein, dass sie eine engere akustische Impedanzanpassung an den Wellenleiter 4 aufweist. Das heißt, sie sollte weniger Druck oder einen kleineren Außendurchmesser oder eine geringere Massendichte aufweisen als das Dämpfungselement 6, oder, wenn es ein Elastomer ist, einen geringeren Härtegrad aufweisen, so dass die Reflexion am vorderen Ende minimiert wird. Die Dämpfungshülse 33 enthält eine der Stirnfläche 32 des Dämpfungselements 6 zugewandte Stirnfläche 34. Die Stirnfläche 34 weist normalerweise eine Ebene im wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Wellenleiters 4 auf. Es ist zu beachten, dass die Dämpfungshülse 33 mit irgendeinem der Dämpfungselemente 6 der
2a, 2b, 2c und 2d verwendet werden kann, wobei die Darstellung, die diese nur in 2a zeigt, deren Allgemeingültigkeit nicht einschränken soll. Ferner ändert sich die Ausrichtung der Stirnfläche 34 nicht, wenn die Dämpfungshülse 33 mit den Dämpfungshülse 6 der 2b, 2c oder 2d verwendet wird, die jeweils eine abgeschrägte Stirnfläche 32 aufweisen. Die Stirnfläche 34 weist weiterhin eine Ebene im wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Wellenleiters 4 auf. Im Allgemeinen dämpft die Dämpfungshülse 33 nicht so effektiv wie das Dämpfungselement 6, sondern dämpft die Reflexion vom Dämpfungselement 6, um somit die Gesamtschallenergie, die das Dämpfungssystem verlässt, zu verringern, wobei das Dämpfungselement 6 als primärer Dämpfer wirkt und die Dämpfungshülse 33 als sekundärer Dämpfer wirkt.
Ein weiteres Verfahren zur Minimierung der Reflexion am vorderen Ende, die vom Dämpfungselement 6 stammt, besteht darin, den Innendurchmesser des Dämpfungselements 6 am vorderen Ende, dem der Aufhängungshülse 2 zugewandten Ende, zu erweitern. Dies kann bewerkstelligt werden, indem ein Aufweitungswerkzeug in ein solches vorderes Ende des Dämpfungselements 6 eingesetzt wird, unmittelbar bevor dieses auf dem Wellenleiter 4 platziert wird.
Ein weiteres Verfahren zum Minimieren der Reflexion am vorderen Ende, die vom Dämpfungselement stammt, besteht darin, Material vom Außendurch messer an einem solchen Vorderende des Dämpfungselements 6 abzutragen. Der Abtragungsbereich sollte im Bereich von 0,125 Zoll bis 0,5 Zoll gemessen von einem solchen Vorderende des Dämpferelements 6 liegen. Dies kann z. B. bewerkstelligt werden, indem ein Satz von Drahtabstreifern verwendet wird, um einen Teil des die Umflechtung überlappenden Elastomers abzutragen.
Der Rückführungsleiter 1 muss über das Dämpfungselement 6 laufen, wie in den 2a, 2b und 2d gezeigt ist, oder durch das Dämpfungselement 6, wie in 2c gezeigt ist. In 2c ist der Rückführungsleiter 1 isoliert (was auch in allen anderen Fällen möglich ist) und kann auch in einer Weise ähnlich dem Abstimmdraht 5 der 2b wirken. In allen Fällen muss der Rückführungsleiter 1 anschließend unter Verwendung von Lot oder eines Quetschrings 7 an der Spitze des Wellenleiters 4 angebracht werden und muss elektrisch verbunden werden, um den Rest der Schaltung zum Liefern des Stromimpulses zu bilden, der im Gehäuse 17 beginnt und durch den Wellenleiter 4 fließt, um über den Rückführungsleiter 1 zurückzukehren, welcher so angeordnet sein kann, wie im US-Patent 3.898.555 beschrieben ist, oder in irgendeiner anderen bekannten Art oder Art des Standes der Technik.
Der von der inneren Lage 27 ausgeübte Druck kann im wesentlichen gleichmäßig sein, kann jedoch auch ungleichmäßig sein, wobei ein geringerer Druck auf der dem Gehäuse 17 zugewandten Seite und ein größerer Druck auf der dem Endstopfen 20 zugewandten Seite ausgeübt wird, um die Länge des Dämpfungselements 6 für eine gegebene Dämpfungseffektivität zu verkürzen, während eine Reflexion verhindert wird.
Alternativ kann der Rückführungsleiter 1 in die Aufhängungshülse 2 eingesponnen werden oder das Umschließungsrohr 3 kann leitend sein und der Rückführungsleiter 1 kann elektrisch mit dem Umschließungsrohr 3 verbunden sein. Ansonsten werden bei der Montage der Rückführungsleiter 1 und die Aufhängungshülse 2 in das Umschließungsrohr 3 eingesetzt. Der Wellenleiter 4 wird anschließend in die Aufhängungshülse 2 gezogen, da die Aufhängungshülse 2 so bemessen ist, dass der Wellenleiter 4 in lockerem Kontakt mit dieser ist, jedoch keine übermäßigen Lateralbewegungen erlaubt. Ferner wird anschließend das Dämpfungselement 6 über den Wellenleiter 4 geschoben.
Ferner kann eine Reihe von kurzen Aufhängungshülsenabschnitten 2 längs der Längsrichtung des Wellenleiters 4 angeordnet werden, statt einer einzelnen durchgehenden Aufhängungshülse 2, wie in 16 gezeigt ist, obwohl dies eine alternative Ausführungsform ist, und wobei angenommen wird, dass dies schwieriger zu konstruieren ist. In einer solchen Reihe sollte Sorgfalt bei der Beabstandung angewendet werden, um externe oder interne mechanische Geräusche zu entkoppeln oder anderweitig zu unterdrücken.
Der Rückführungsleiter 1, die Aufhängungshülse 2, das Umschließungsrohr 3 und der Wellenleiter 4 sind im Gehäuse 17 durch einen Halter 10 (4), der vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt ist, unterstützt. Die Einzelheiten des Halters 10 sind in den 5–12 gezeigt. Der Halter 10 enthält eine Basis 60, wobei der Außendurchmesser der Basis 60 im Wesentlichen gleich dem Innendurchmesser der Haupthülle 62 des Gehäuses 17 ist. Die Basis 60 enthält zwei Flansche 64 und 66, die auf jeder Seite eines Aussparungsabschnitts 68 der Basis 60 angeordnet sind. Diese Anordnung erlaubt, dass eine Nut 70 (4) zwischen den zwei Flanschen 64, 66 vorhanden ist. Ein Dichtungsring 18 ist innerhalb der Nut 70 in dichtendem Eingriff mit den Seitenwänden 72, 74 der Flansche 64, 66 bzw. der mit der nach außen weisenden Wand 76 der Aussparung 68 angeordnet, wie in 4 gezeigt ist. Das oben verwendete Wort "Durchmesser" impliziert keine Kreisform. Wie in 4 und anhand der Form der Flansche 64, 66 am besten zu sehen ist, ist das Innere 62 des Gehäuse 17 in der Form eher rechtwinklig mit zwei gekrümmten gegenüberliegenden Seiten. Bei der Form und der Größe der Flansche 64, 66 berührt somit ferner der Dichtungsring 16 die innere Seitenwandoberfläche 78 der Haupthülle 62 des Gehäuses 17. Somit bewirkt der Dichtungsring 16 eine Abdichtung der Verdrahtung und der Verbindungen im inneren des Gehäuses 17 gegen die Oberfläche 80 des Flansches 66 (4 und 9).
Das Ende des Gehäuses 17 ist durch den Flansch 19 verschlossen. Eine Öffnung 82 ist im Flansch 19 ausgebildet und so bemessen, dass sie ein bequemes Einsetzen des Umschließungsrohres 3 durch die Öffnung 82 und eine Verlängerung in die in den Flanschen 64, 66 und in den Aussparungs abschnitt 68 der Basis 60, der koaxial zur Öffnung 82 ist und die gleiche Größe wie die Öffnung 82 aufweist, erlaubt. Die Basis 60 enthält ferner eine zweite Öffnung 86, die neben dem Flansch 66 und koaxial mit der Öffnung 84 jedoch kleiner im Durchmesser als die Öffnung 84 ausgebildet ist, um somit eine Schulter 88 zwischen den Öffnungen 84, 86 auszubilden, an der das Ende 90 der Kombination aus Aufhängungshülse 2 und Umschließungsrohr 3 anliegt.
Der Halter 10 enthält ferner eine Verlängerung 91, die sich über die Basis 60 in Richtung zur Stirnfläche 92 der Hülle oder des Gehäuses 17 erstreckt. Die Verlängerung 91 enthält eine Zwischenöffnung 94, die zwischen der Öffnung 86 und der Stirnfläche 96 des Halters 10 und dem Ende 98 des Halters 10 beabstandet angeordnet ist. Die Öffnung 94 ist koaxial mit den Öffnungen 84, 86. Die Öffnung 94 ist ferner teilweise mittels der Halterabdeckung 14 (8) ausgebildet. Bei der Ausbildung einer solchen Öffnung 94 wird eine laterale Öffnung 100 durch den Zwischenraum zwischen dem Halter 10 und einer Kerbe 91 in der Halterabdeckung 14 gebildet. Die Öffnung 100 verbindet den Innenraum zwischen der Öffnung 94 und der Öffnung 86 mit einem Kanal 30, der in der Halterabdeckung 14 ausgebildet ist.
Mit der Kombination aus Aufhängungshülse 2 und Umschließungsrohr 3, die an der Schulter 88 anliegen oder anderweitig abschließen, erstrecken sich sowohl der Rückführungsleiter 1 als auch der Wellenleiter 4 vom Ende 90 in den Innenraum des Gehäuses 17. Der Rückführungsleiter 1 wird veranlasst, durch die Öffnung 100 und in den Kanal 30 mit einer spezifischen Ausrichtung, die im Folgenden beschrieben wird, zu laufen. Der Wellenleiter 4 ist koaxial mit der Öffnung 94 fortgeführt und mittels eines Wellenleiterankers 11, der vorzugsweise aus Messing gefertigt ist, verankert. Der Wellenleiteranker 11 weist ein zylindrisch geformtes unteres Ende 101 mit einem Durchmesser auf, der ausreicht, um in die Öffnung 94 zu passen. Eine größere, im wesentlichen rechtwinklige Kappe 103 bildet den oberen Abschnitt des Wellenleiterankers 11 mit dazwischen ausgebildeter Schulter 105. Die Schulter 105 ruht auf den Oberflächen 102, 104, die die obere oder innere Stirnfläche der Öffnung 94 bilden. Eine weitere Öffnung 55 ist in der Verlängerung 91 vorgesehen, deren Achse rechtwinklig zur Achse der Öffnungen 84, 86, 94 verläuft (10). Die identische Öffnung 55 ist in einer anderen Seite der Verlängerung 91 ausgebildet, wie in 7 gezeigt ist. Der Wellenleiteranker 11 ist so bemessen, dass an seiner gesetzten Position mit der Oberfläche 105 in Kontakt mit den Oberflächen 102, 104 der Anker 11 nicht über die Öffnung 55 hinausragt. Der Wellenleiteranker 11 enthält ferner eine Zentralöffnung 106 koaxial mit der Achse der Aufhängungshülse 2 und dem Wellenleiter 4. Die Öffnung 106 ist so bemessen, dass sie das Einsetzen des Wellenleiters 4 durch diese erlaubt.
Zylindrisch geformte Elemente 108, 110 erstrecken sich von der Oberfläche 98 und weisen in Richtung zum Ende 92 des Gehäuses 17. Die obere Oberfläche 114 des zylindrischen Elements 110 ist im wesentlichen bündig mit den Stirnflächen 96 und wirkt als Unterstützung für eine gedruckte Leiterplatte 12, die nahe dem Ende 92 montiert ist. Zylindrisch geformte Elemente 108 erstrecken sich von den Oberflächen 96 und greifen mit wechselseitig angeordneten Merkmalen (nicht gezeigt) in der Leiterplatte 12 ein um die Leiterplatte 12 anzuordnen und auszurichten. Die gedruckte Leiterplatte 12 ist mit einer Reihe von Öffnungen 116, 118 und zwei nicht gezeigten Öffnungen ausgestattet, um ein Hindurchführen des Rückführungsleiters 1 durch die Öffnung 116 und eine Führung des Wellenleiters 4 durch die Öffnung 118, sowie zweier zusätzlicher Leiter von einer Aufnehmerspule 13, die noch beschrieben werden soll, durch die noch zu beschreibende lokale Pufferschaltung zu erlauben. Außerdem weist die gedruckte Leiterplatte 12 Öffnungen 120 auf, die den Leitern 50 erlauben, vom Verbinder 21 über die gedruckte Leiterplatte 12 zu laufen. Somit laufen der Rückführungsleiter 1, der Wellenleiter 4, ein Attrappenleiter 50 und die Leiter 35 der Aufnehmerspule 13 (die noch zu beschreiben ist) durch die lokale Pufferschaltung, die noch zu beschreiben ist, alle durch die gedruckte Leiterplatte 12 und sind durch die gedruckte Leiterplatte 12 mit dem elektrischen Verbinder 21 in Form von fünf Leitern 50 (3) verbunden. Der Verbinder 21 ruht physikalisch auf der gedruckten Leiterplatte 12 und erstreckt sich von dieser durch eine Öffnung 122, die im Ende 92 des Gehäuses 17 ausgebildet ist, um den Verbinder 21 für Kunden oder Benutzer zugänglich zu machen, wie in 3 gezeigt ist. Das Gehäuse 17 ist durch einen Flansch 19 verschlossen, der ebenfalls Verlängerungen 124 mit Öffnungen enthalten kann, um das Gehäuse 17 in einer Vorrichtung des Kunden oder des Benutzers zu montieren.
Wie in 7 gezeigt ist, sind zwei zusätzliche Öffnungen 128, 130 in der Verlängerung 91 des Halters 10 enthalten. Die Achse jeder Öffnung 128, 130 ist senkrecht zur Achse der obenbeschriebenen anderen Öffnungen. Die Öffnung 128 ist größer als die Öffnung 130 und ist so bemessen, dass sie eine Aufnehmerspule 13 (4) aufnimmt. Die Aufnehmerspule 13 kann ein beliebiger Typ von Spule sein und ist vorzugsweise mit einer hohen Drahtwindungszahl, wie z. B. 400 bis 2.500 Windungen, und vorzugsweise 1.800 Windungen, statt mit einer niedrigen Windungszahl wie im Stand der Technik gezeigt, kann jedoch eine beliebige Bauform aufweisen, ohne die Allgemeinheit der Erfindung einzuschränken. Die Aufnehmerspule 13 ist in 4 mit dem auf einer Spulenkörperbasis 45 montierten Kupferwindungen 40 gezeigt. Zwei Leiter 35 erstrecken sich von der Aufnehmerspule 13 über eine gedruckte Leiterplatte 12, auf der sich die lokale Pufferschaltung befindet, wo sie wie oben beschrieben elektrisch angeschlossen sind. Die Aufnehmerspule 13 ist koaxial um ein Band 15 montiert, das hin und her beweglich in einer Öffnung 132 in der Aufnehmerspule 13 montiert ist. Das Band 15 erstreckt sich im Wesentlichen vom Ende des Spulenkörpers 45, das in Richtung zum Gehäuse 17 nach außen gewandt ist, durch die Aufnehmerspule 13 zum Wellenleiter 14, wo es durch Schweißen oder ein anderes Verfahren der mechanischen Verbindung mit dem Wellenleiter 4 verbunden ist. Das Band 15 erstreckt sich über eine Länge 15' über das Ende des Spulenkörpers 45 hinaus. Diese Länge 15' sorgt für eine konstruktive Überlagerung mit dem Signal. Das Signal wird als Spannung über der Spule 13 entwickelt. Die konstruktive Überlagerung wird mittels der Schallwelle erzeugt, die sich hinter der Spule 13 fortsetzt, vom Ende des Bandes 15 reflektiert wird die gesamte Länge 15' enthält, und zurück an der Spule 13 mit einer solchen Zeitverzögerung ankommt, dass eine additive Wirkung hervorgerufen wird. Dies bewirkt eine konstruktive Überlagerung für jeden Typ von Band 15 oder Schaltung mit Bezug auf die Spule 13. Ein Anker oder ein Halter für das Ende des Bandes 15 kann alternativ verwendet werden, um die Länge 15' festzulegen. Das Band 15 ist typischerweise aus einem ferromagnetischen oder magnetostriktiven Material gefertigt und kann das gleiche Material wie der Wellenleiter 4 enthalten, jedoch eine verschiedene metallurgische Behandlung aufweisen. Die Öffnung 128 ist somit in unmittelbarer Nähe zum Kanal 30 angeordnet, um die Aufnehmerspule 13 in unmittelbarer Nähe zum Rückführungsleiter 1 zu platzieren, um somit eine Reduktion der Energie des Eingangsimpulses in den Wellenleiter 4 zu erlauben.
Wie in 14 gezeigt ist, ist ein lokale Pufferschaltung oder ein Verstärker, die einen lokalen Pufferverstärker 24 und einen Begrenzer 22, 23 umfassen, mit der Aufnehmerspule 13 verbunden. Der Zweck des Pufferverstärkers 24 ist, die Aufnehmerspule 13 von elektrischen externen Überlagerungen zu isolieren und eine niedrige Ausgangsimpedanzansteuerung für die Verbindung mit entfernt angeordneter Elektronik 26 zu schaffen, und kann auch verwendet werden, um das Signal zu verstärken, obwohl dies nicht bevorzugt wird. Die lokale Pufferschaltung ist nahe an der Aufnehmerspule 13 montiert, um die Kapazität zu senken. Die lokale Pufferschaltung kann eine bestimmte Sorte von Signalbegrenzungsvorrichtung oder Vorrichtungen, wie z. B. Dioden 22, 23 oder einen Transistor 36, in Kombination mit dem Verstärker 24 der 15 enthalten, um die Signale des Verstärkers 24 auf Nennpegel zu begrenzen, insbesondere während eines Wellenleiterabfrageimpulses.
Die lokale Pufferschaltung oder der Verstärker der 14 oder 15 ist direkt nach der Aufnehmerspule 13 eingebaut und im Gehäuse oder der Abschirmung 17 enthalten. Die Schaltung, die den Wellenleiter 4 ansteuert, würde sich außerhalb des Gehäuses oder der Abschirmung 17 befinden. In 14 sind zwei Dioden 22, 23 in entgegengesetzten Richtungen parallel zur Aufnehmerspule 13 angeschlossen. Eine Seite der Aufnehmerspule 13 und eine Seite jeder der Dioden mit der Basis eines Emitterverstärkers 24 verbunden, dessen Kollektorabschnitt mit dem anderen Ende der Aufnehmerspule 13 und den Dioden 22, 23 verbunden ist. Die Signale von der Aufnehmerspule 13 werden dem Emitterverstärker 24 zugeführt, der die elektrische Impedanz der Aufnehmerspule 13 um mehrere Größenordnungen reduziert. Der Emitter des Emitterverstärkers 24 ist der Ausgang in beiden Ausführungsformen, wobei im Gebrauch die Empfangsschaltung auf einer Platine 157 (13) einen Pull-up-Widerstand (nicht gezeigt) verwendet, wie später genauer beschrieben wird. Die lokale Pufferschaltung ist aufgrund der hohen Anzahl von Windungen der Wicklung der Aufnehmerspule 13 enthalten. Im Stand der Technik sind nur wenige Windungen vorhanden, um Geräusche zu vermeiden, so dass nur wenige Millivolt an Ausgangssignal entwickelt wurden. Mit einer großen Anzahl von Windungen, wie z. B. 400 bis 2.500 Windungen und vorzugsweise 1.800 Windungen, für die Aufnehmerspule 13, wie oben beschrieben worden ist, kann ein Signal im Bereich von hunderten Millivolt erreicht werden. Die Aufnehmerspule 13 mit einer großen Anzahl von Windungen hat jedoch eine hohe Impedanz, wobei das potentielle Geräusch, das zwischen der Aufnehmerspule 13 und der Elektronik 26, wo das Ausgangssignal gleichgerichtet wird, was gewöhnlich eine weitere Platine 157 ist (13), wie im Folgenden genauer beschrieben wird, eingebracht werden kann, was zwei Zoll oder mehr vom physikalischen Ort der Aufnehmerspule 13 beabstandet ist. Die lokale Pufferschaltung senkt die hohe Impedanz und somit das Geräusch, das durch die Leiter 35, 156 zwischen der Aufnehmerspule 13 und der Elektronik auf der Platine 157 (13), die das Signal von den Leitern 35 verarbeitet, über ein Kabel 156, wie später genauer beschrieben wird, aufgenommen werden kann. Ferner verbessert das Metallgehäuse 17, in dem sowohl die Aufnehmerspule 13 als auch die lokale Pufferschaltung angeordnet sind, die Verwendung der neuen hohen Impedanz durch Abschirmen von elektrischen Störungen, um somit einen hohen Signalpegel unter Verwendung einer niedrigen Impedanz außerhalb des Wandlers zu erzeugen.
Die Dioden 22, 23 bewirken ein Abschneiden oder Begrenzen der Spitze des Signals und somit der erzeugten Energie in der Aufnehmerspule 13, die durch das über die magnetostriktive Vorrichtung empfangene Signal erzeugt wird. Dies trägt zur Erholung der Aufnehmerspule 13 für die nächste Eingabe bei durch Begrenzen der von der Aufnehmerspule 13 gelieferten Energiemenge. Somit kann sich der Positionsmagnet dem Kopf des Wandlers 25 weiter annähern.
Die lokale Pufferschaltung der 15 ist eine alternative Ausführungsform, die zwei PNP-Transistoren verwendet, einen als Emitterfolger-Pufferverstärker 24 und den anderen als Umkehrbegrenzerdiode 36. Anstelle der Dioden 22, 23 zur Durchführung der Spitzenbegrenzung des Signals ist somit der Kollektor des Transistors 36 mit der Basis des Emitterverstärkers 24 verbunden und die Basis des Transistors 36 ist mit dem Kollektor des Emitterverstärkers 24 verbunden. Der Emitter des Transistors 36 ist nicht angeschlossen. Die Basis-Kollektor-Strecke des Transistors 36 wird als Diode verwendet, die den Basis-Kollektor-Übergang des Emitterverstärkers 24, der als Umkehrdiode wirkt, anpasst.
Die Einzeltransistorschaltung mit einer Begrenzungsdiode oder einem Transistor ist das bevorzugte Verfahren, um minimale Kosten und Abmessungen zu erhalten. Andere Ausführungsformen sind möglich und können eine Mehrtransistorschaltung nutzen, um eine Verstärkung, eine Impedanzanpassung, eine Amplitudenkontrolle oder eine Spannungsregelung zu bewerkstelligen. Solche Schaltungen können auch oder alternativ Operationsverstärker und andere integrierte Schaltungen enthalten, um die verbesserte Leistungsfähigkeit bereitzustellen, jedoch bei erhöhten Kosten.
Die Verwendung einer lokalen Pufferschaltung mit Gehäuse oder Abschirmung 17 reduziert die Empfindlichkeit gegenüber elektronischen Störungen, erhält die Signalintegrität und ermöglicht, dass das Signal über eine lange Strecke übertragen wird. Die Reduktion der Sättigung aufgrund der Dioden 22, 23 oder der Transistoren 24, 36 erlaubt den Rückkehrsignalen, näher am Modenwandler zu sein und eine sehr kurze Antwortzeit nach einer Abfrage aufzuweisen.
Die Öffnung 130 ist so bemessen, dass sie einen Entzerrungsmagneten 18 oder ein ummagnetisiertes magnetisches Material aufnimmt, das für eine spätere Magnetisierung während des Montageprozesses installiert werden kann.
Für die Montage der Wellenleiteranordnung im Gehäuse 17 wird der Wellenleiter 4 im Wellenleiteranker 11 platziert, nachdem die Aufhängungshülse 2, der Wellenleiter 4 und das Umschließungsrohr 3 in die Öffnungen 82, 84 des Flansches 19 und des Halters 10 eingesetzt worden sind. Nachdem der Wellenleiter 4 in den Anker 11 eingesetzt worden ist, wird er mit der gedruckten Leiterplatte 12 verbunden. Die Aufhängungshülse 2 und das Umschließungsrohr 3 werden im Halter 10 mit Klebstoff oder durch nicht gezeigte geeignete Halteelemente in Stellung gehalten.
Nachdem der Wellenleiter 4 im Messingwellenleiteranker 11 platziert worden ist und mit der gedruckten Leiterplatte 12 verbunden worden ist, wird die Aufnehmerspule 13 hinzugefügt. Der Rückführungsleiter 1 wird in Stellung gehalten, während die Halterabdeckung 14 installiert wird, woraufhin das Band 15 unter Verwendung der Öffnungen 55 mit dem Wellenleiter 4 verschweißt oder anderweitig mechanisch verbunden wird. Es ist nicht notwendig, das Band in der oben festgelegten Reihenfolge anzubringen, wobei die Reihenfolge nicht als einschränkend für alle offenbarten Erfindungen betrachtet werden sollte. Der Entzerrungsmagnet 18 wird anschließend installiert, oder es kann vorher unmagnetisiertes magnetisches Material installiert worden sein und wird anschließend magnetisiert, wie oben angegeben worden ist. Schließlich wird der Dichtungsring 16 in die Nut 70 des Halters 10 eingesetzt. Anschließend werden der Halter 10 und der Wellenleiter 4 sowie der Flansch 19 (wenn der Flansch 19 verwendet wird) als eine Baugruppe in das Gehäuse 17 eingesetzt. Das Gehäuse 17 wird gequetscht und/oder in seiner Stellung verschweißt. Schließlich wird die Luft im Inneren der Vorrichtung durch ein trockenes, nicht reagierendes Gas verdrängt, woraufhin der Endstopfen 20 mittels Klebstoff oder einem anderen Mittel fixiert wird.
Der Abstand und der Ort des Rückführungsleiters 1 bezüglich des Wellenleiters 4 kann in irgendeiner geeigneten Weise angepasst werden, um den in diese zwei Drähte eingebrachten Magnetfeldern zu erlauben, sich gegenseitig auszulöschen. Außerdem kann durch geeignetes Führen des Rückführungsleiters 1 im Bereich unmittelbar neben der Aufnehmerspule 13 das Klingeln des Abfrageimpulses deutlich reduziert werden, z. B. um 50 % oder mehr. Die Größe und die magnetischen Eigenschaften, wie z. B. die Verwendung von Kupfer oder die oben angegebenen Abmessungen für den Abstimmdraht 5, haben ebenfalls eine Auswirkung auf das Klingeln.
Der Wandler 25 wird in inkrementalen Längen von einem Zoll oder einer bestimmten anderen inkrementalen Länge in der Größenordnung von einem halben Zoll bis vier Zoll hergestellt. Dies geschieht, um die Gesamtzahl der eindeutigen Längen zu reduzieren, auf die der Wellenleiter 4, die Aufhängungshülse 2, der Rückführungsleiter 1 und das Umschließungsrohr 3 geschnitten werden müssen. Dies reduziert die Kosten und die Komplexität der Herstellung des Wandlers 25, wodurch sich ein kostengünstigeres Produkt ergibt. Vollständige Sensoranordnungen, die den Wandler 25 nutzen, können in einer beliebigen Länge oder mit gewünschter inkrementaler Länge gefertigt werden. Dies wird bewerkstelligt durch Bereitstellen eines Montagemittels für Wandler 25 innerhalb der kompletten Sensoranordnung, die es erlaubt, dem Wandler 25 axial an einen beliebigen Punkt innerhalb von ±1/2 Zoll seiner Mittelposition innerhalb der kompletten Sensoranordnung axial zu positionieren. Ein Wandler 25, dessen Länge innerhalb von ±1/2 Zoll der für die komplette Sensoranordnung gewünschten Länge liegt, kann somit innerhalb der kompletten Sensoranordnung positioniert werden, um die gewünschte Sensorlänge genau zur Verfügung zu stellen.
13 zeigt eine mögliche Implementierung des Montagemittels für die Verwendung des Wandlers 25 mit inkrementalen Längen von einem Zoll (oder einer bestimmten anderen inkrementalen Länge in der Größenordnung von einem halben Zoll bis 4 Zoll), um Sensoranordnungen 158 in einer beliebigen gewünschten Länge herzustellen. Die Sensoranordnung 158 enthält ein Anwendungsgehäuse 150 mit einer Endkappe 155. Der Wandler 25 ist am Anwendungsgehäuse 150 unter Verwendung von Schraubbefestigungseinrichtungen 152 befestigt, die durch die Öffnungen 126 der Verlängerungen 124 des Montagegehäuses 17 geführt sind, oder mittels anderer geeigneter Anbringungseinrichtungen. Wenn es zum Erreichen einer geeigneten Passung notwendig ist, kann ein Abstandhalterblock 151 zwischen dem Wandler 25 und dem Anwendungsgehäuse 150 angeordnet werden. Der Abstandhalterblock 151 wird in einer Vielfalt von Dicken verwendet, oder wird überhaupt nicht verwendet, in Abhängigkeit von der benötigten Sensorlänge der Sensoranordnung 158 und der Standardlänge des Umschließungsrohres 3, das den als Teil des Wandlers 25 zugeführten Wellenleiter 4 enthält. Die Befestigungseinrichtungen 152 werden ferner in einer Vielfalt von Längen verwendet, so dass sie der Dicke des Abstandhalterblocks 151 entsprechen. Der Wandler 25 ist in 13 in der Mitte des Bewegungsbereiches gezeigt, der innerhalb der Endkappe 155 möglich ist. Ein Kabelbaum 156 transportiert Signale und Versorgungsspannungen zwischen dem Wandler 25 und der vom Kunden oder vom Lieferanten gelieferten elektronischen Leiterplatte 157. Der Kabelbaum 156 weist eine ausreichende Länge und Flexibilität auf, um dem Wandler 25 zu ermöglichen, irgendwo innerhalb des zulässigen Bereiches von Positionen befestigt zu werden, nachdem er mit dem elektrischen Verbinder 21 verbunden worden ist. Die elektronische Leiterplatte 157 stellt die Abfrage- und Signalkonditionierungsschaltung zur Verfügung, wie im Stand der Technik bekannt ist, die notwendig ist, um mit dem Endbenutzersystem zu kommunizieren und die gewünschten Positionsrückkopplungssignale bereitzustellen. Ein Kabelbaum 153 ist mit der elektronischen Leiterplatte 157 verbunden und transportiert Signale und Versorgungsspannungen zwischen der elektronischen Leiterplatte 157 und dem externen Verbinder 154, der an der Endkappe 155 angebracht ist. Der externe Verbinder 154 stellt das physikalische Mittel zum Anschließen des (nicht gezeigten) Endbenutzersystems zur Verfügung.
Ferner kann der in dieser Anmeldung offenbarte Wandler gegenüber allen Vorrichtungen, in denen er montiert ist, elektrisch vollkommen isoliert oder abgeschirmt sein, einschließlich einer elektrischen Abschirmung durch das Gehäuse 17, indem ein Montage- oder Abstandhalterblock 151 und Schraubbefestigungseinrichtungen 152 verwendet werden, die aus einem nichtleitenden Material gefertigt sind und ein Isolationsmaterial 200 zwischen dem Rohr 3 und dem äußeren Verlängerungsrohr 202 aufweisen. Alle Merkmale einer bestimmten bevorzugten Ausführungsform der Wellenleiteranordnung sind in der obigen Offenbarung nicht gezeigt, um die Allgemeingültigkeit der Offenbarung hervorzuheben.
Da viele variierende und abweichende Ausführungsformen innerhalb des Umfangs des hier gelehrten Erfindungskonzepts ausgeführt werden können, die viele Abwandlungen der Ausführungsformen verwenden, die hier gemäß den Beschreibungsanforderungen des Gesetzes genauer erläutert worden sind, ist klar, dass die hier genannten Einzelheiten als erläuternd und nicht im einschränkenden Sinn zu interpretieren sind.

Claims

Wellenleiteraufhängung mit einem Schallwellenleiter (4) und einer Rückführungsleitung (1), die ein Ende aufweist, das von einer mit dem Wellenleiter (4) verbundenen Elektronik (26) entfernt angeordnet ist, umfassend: eine Aufhängungshülse (2) mit einer Geometrie, die die Eigenschaft aufweist, die Lateralbewegung des Wellenleiters (4) zu beschränken und den Wellenleiter (4) von Schwingungen und externen Schallstörungen zu isolieren, und die den Wellenleiter (4) nicht so sehr berührt, dass sie das Schallspannungswellensignal dämpft, wobei die Aufhängungshülse (2) die Form eines Verbundrohres aus unterschiedlichen Materiallagen koaxial mit dem Wellenleiter (4) und diesen umschließend aufweist und eine harte, innere, rohrförmige, nichtleitende Lage (27) sowie eine weiche, äußere, rohrförmige Lage (29), die die Form der inneren rohrförmigen Lage (27) aufrechterhält, aufweist; und wobei: die Aufhängungshülse (2) sich über einen großen Teil der Länge des Wellenleiters (4) erstreckt.
Wellenleiteraufhängung nach Anspruch 1, bei der ferner ein Dämpfungselement (6) enthalten ist, das aufweist: eine innere Hülse (8; 27), die koaxial mit dem Wellenleiter (4) und den Wellenleiter (4) umschließend angeordnet ist; und Druckmittel (9; 29), die mit der inneren Hülse (8, 27) verbunden sind, um einen Druck auf den Wellenleiter (4) auszuüben; und wobei: das Dämpfungselement (6) zwischen der Aufhängungshülse (2) und dem entfernten Ende (7) des Wellenleiters (4) angeordnet ist.
Wellenleiteraufhängung nach Anspruch 2, bei der das Druckmittel eine äußere Hülse (9; 29) enthält.
Wellenleiteraufhängung nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, bei der die Rückführungsleitung (1) neben dem Wellenleiter (4) und von diesem isoliert angeordnet ist, wobei die Rückführungsleitung (1) und der Wellenleiter (4) von der inneren Hülse (8) umgeben sind.
Wellenleiteraufhängung nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 4, bei der die innere Hülse (8; 27) eine Fläche aufweist, die der Elektronik (26) zugewandt ist, wobei die Fläche in einem Winkel bezüglich einer Ebene senkrecht zur Achse des Wellenleiters (4) angeordnet ist.
Wellenleiteraufhängung nach Anspruch 5, bei der der Winkel zwischen 40° und 50° beträgt.
Wellenleiteraufhängung nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, bei der die innere rohrförmige Lage (27) ein Elastomer ist.
Wellenleiteraufhängung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die innere rohrförmige Lage (8) aus einem geflochtenen Material besteht.
Wellenleiteraufhängung nach Anspruch 8, bei der das geflochtene Material 8 bis 16 Stränge aufweist.
Wellenleiteraufhängung nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, bei der das geflochtene Material ein Rautenmuster, ein regelmäßiges Muster oder ein Herkulesmuster aufweist.
Wellenleiteraufhängung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10, bei der die innere Lage (8; 27) einen Innendurchmesser aufweist, der so bemessen ist, dass die Bewegung des Wellenleiters (4) ohne Einschnürung des Wellenleiters begrenzt wird.
Wellenleiteraufhängung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, bei der das harte Material der inneren Lage (27) ein Feinmaterial ist.
Wellenleiteraufhängung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 12, bei der die innere rohrförmige Lage (29) geflochten ist und die Rückführungsleitung (1) in dem Geflecht enthalten ist.
Wellenleiteraufhängung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 13, bei der ein Zwischenraum zwischen der inneren rohrförmigen Lage (27) und dem Wellenleiter (4) vorhanden ist.
Wellenleiteraufhängung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 14, bei der die äußere rohrförmige Lage (29) aus Silikongummi besteht.
Wellenleiteraufhängung nach Anspruch 1, bei der die Hülse eine gummierte Verbund-Glasfaserrohrkonstruktion ist.
Wellenleiteraufhängung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 16, bei der ferner ein Umschließungsrohr (3) enthalten ist, wobei das Umschließungsrohr (3) koaxial mit der Aufhängungshülse (2) angeordnet ist und diese umschließt.
Wellenleiteraufhängung nach Anspruch 17, bei der das Umschließungsrohr (3) einen Endstopfen (20) enthält, wobei der Endstopfen (20) in das Ende des Umschließungsrohres (3) eingesetzt ist.
Wellenleiteraufhängung nach Anspruch 18, bei der innerhalb des Umschließungsrohres (3) ein Schutzgas eingeschlossen ist und an einem Austritt aus dem Endstopfen (20) gehindert wird.
Wellenleiteraufhängung nach irgendeinem der Ansprüche 17 bis 19, bei der der Wellenleiter (4) mittels der Rückführungsleitung (1) elektrisch verbunden ist, wobei die Rückführungsleitung (1) mit dem Umschließungsrohr (3) elektrisch verbunden ist.
Wellenleiteraufhängung nach irgendeinem der Ansprüche 17 bis 20, die ferner ein Gehäuse (17) umfasst, das das Umschließungsrohr (3) unterstützt.
Wellenleiteraufhängung nach Anspruch 21, die ferner einen Endflansch (19) umfasst, wobei der Endflansch (19) mit dem Gehäuse (17) abgedichtet in Eingriff ist und eine Öffnung (82) enthält, wobei die Öffnung (82) im Wesentlichen einen Innendurchmesser aufweist, der dem Außendurchmesser des Umschließungsrohres (3) entspricht, und das Umschließungsrohr (3) unterstützt.
Wellenleiteraufhängung nach irgendeinem der Ansprüche 17 bis 22, bei der der Außendurchmesser der Aufhängungshülse (2) ausreichend groß ist, um eine Bewegung der Aufhängungshülse (2) innerhalb des Umschließungsrohres (3) zu begrenzen.
Wellenleiteraufhängung nach Anspruch 1, die ein Dämpfungselement (6) enthält, das koaxial mit dem Wellenleiter (4) und diesen umschließend angeordnet ist.
Wellenleiteraufhängung nach Anspruch 24, bei der der Wellenleiter (4) an dem von der Elektronik (26) entfernten Ende blank ist und das Dämpfungselement (6) den blanken Wellenleiter (4) umschließt und der Aufhängungshülse (2) gegenüberstehend angeordnet ist.
Wellenleiteraufhängung nach Anspruch 1, bei der ein Umschließungsrohr (3) koaxial mit der Aufhängungshülse (2) und diese umschließend enthalten ist, wobei der Außendurchmesser der Aufhängungshülse (2) und der Innendurchmesser des Umschließungsrohres (3) so beabstandet sind, dass die Rückführungsleitung (1) zwischen die Aufhängungshülse (2) und das Umschließungsrohr (3) passt.
Wellenleiteraufhängung nach Anspruch 1, bei der die Aufhängungshülse mehrere Abschnitte (2) umfasst, die der Reihe nach längs des Wellenleiters (4) angeordnet sind.
Wellenleiter nach Anspruch 27, bei dem die Abschnitte im Wesentlichen über die gesamte Länge des Wellenleiters (4) angeordnet sind.
Wellenleiteraufhängung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 26, bei der sich eine durchgehende Aufhängungshülse (2) im Wesentlichen über die gesamte Länge des Wellenleiters (4) erstreckt.
Wellenleiteraufhängung nach Anspruch 1, ferner umfassend: erste Mittel (11, 12, 30) zum Terminieren des Wellenleiters (14) und der Rückführungsleitung (1); ein Band (15), wobei der Wellenleiter (4) und das Band (15) elektrisch verbunden sind; und eine Spule (13), wobei das Band (15) in der Spule (13) aufgenommen ist und eine Länge aufweist, die ausreicht, um die Schallwelle vom Ende des Bandes (15) mit Zeitverzögerung zu reflektieren, um an der Spule (13) eine additive Wirkung der Reflektion auf die Schallwelle zu erzeugen.
Wellenleiteraufhängung nach Anspruch 1, die ein Dämpfungselement (6) umfasst, welches aufweist: eine innere rohrförmige Hülse (8; 27), die koaxial mit dem Wellenleiter (4) angeordnet ist und den Wellenleiter (4) umschließt; und Druckmittel, die eine äußere rohrförmige Hülse (9; 29) enthalten, die koaxial mit der inneren rohrförmigen Hülse (8; 27) und diese umschließend angeordnet ist, um die innere rohrförmige Hülse (8; 27) zu veranlassen, entlang der Länge der inneren rohrförmigen Hülse (8; 27) einen Druck auf den Wellenleiter (4) auszuüben.
Wellenleiteraufhängung nach Anspruch 31, bei der die äußere Hülse (9) des Dämpfungselements (6) gequetscht ist, um den Druck der inneren Hülse (8) des Dämpfungselements (6) auf den Wellenleiter (4) einzustellen.
Wellenleiteraufhängung nach Anspruch 32, bei der die äußere Hülse (9) des Dämpfungselements (6) aus Metall besteht.
Wellenleiteraufhängung nach Anspruch 31, bei der die äußere Hülse (29) des Dämpfungselements (6) aus einem formhaltenden Material besteht, wobei das Material eine Kraft auf die inneren Hülse (27) des Dämpfungselements (6) ausübt, um einen Druck auf den Wellenleiter (4) auszu üben.
Wellenleiteraufhängung nach Anspruch 34, bei der die äußere Hülse (29) des Dämpfungselements (6) aus einem Elastomer besteht.
Wellenleiteraufhängung nach Anspruch 31, bei der ferner ein Abstimmdraht (5) enthalten ist, wobei der Abstimmdraht (5) in Längsrichtung neben dem Wellenleiter (4) verläuft; und die innere Hülse (8; 27) des Dämpfungselements (6) den Abstimmdraht (5) umschließt und das Druckmittel über die innere Hülse (8; 27) des Dämpfungselements (6) einen Druck auf den Abstimmdraht (5) ausübt.
Wellenleiteraufhängung nach Anspruch 31, bei der die innere Hülse (27) des Dämpfungselements (6) aus einem feinen, harten Material besteht.
Wellenleiteraufhängung nach Anspruch 37, bei der das feine harte Material eine Keramik ist.
Wellenleiteraufhängung nach Anspruch 37, bei der das feine harte Material ein Glas ist.
Wellenleiteraufhängung nach Anspruch 37, bei der das feine harte Material ein Metall ist.
Wellenleiteraufhängung nach Anspruch 37, bei der das feine harte Material ein Kunststoff ist.
Wellenleiteraufhängung nach Anspruch 37, bei der die innere Hülse (8) des Dämpfungselements (6) geflochten ist und die Strangzahl zwischen 8 und 16 beträgt.
Wellenleiteraufhängung nach Anspruch 37, bei der die innere Hülse (8) geflochten ist und die Flechtkonfiguration rautenförmig, regelmäßig oder herkulesförmig ist.
Wellenleiteraufhängung nach Anspruch 31, bei der erste Mittel (33) zum Minimieren der Energiereflexion der inneren Hülse (27) enthalten sind.
Wellenleiteraufhängung nach Anspruch 44, bei der die ersten Mittel (33) eine zweite Hülse (33) enthalten, die koaxial mit dem Wellenleiter (4) und diesen umschließend angeordnet ist, wobei die zweite Hülse zwischen der Elektronik und der inneren Hülse (27) angeordnet ist.
Wellenleiteraufhängung nach Anspruch 45, bei der die zweite Hülse (33) und die innere Hülse (27) Dämpfungseigenschaften aufweisen, wobei die Dämpfungseigenschaften der zweiten Hülse (33) weniger effektiv sind als die Dämpfungseigenschaften der inneren Hülse (27).
Wellenleiteraufhängung nach Anspruch 46, bei der die zweite Hülse (33) eine Fläche (34) aufweist, die der inneren Hülse (27) zugewandt ist, wobei die Fläche (34) eine Ebene im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Wellenleiters (4) bildet.
Wellenleiteraufhängung nach Anspruch 1, die ein Dämpfungselement (6) umfasst, das mit dem Wellenleiter (4) verbunden ist, wobei das Dämpfungselement (6) umfasst: eine innere Hülse (8), die koaxial mit dem Wellenleiter (4) und den Wellenleiter (4) umschließend angeordnet ist; Druckmittel (9), die mit der inneren Hülse (8) verbunden sind, um die innere Hülse (8) zu veranlassen, einen Druck auf den Wellenleiter (4) auszuüben; und einen Draht (1), wobei der Draht (1) neben dem Wellenleiter (4) und isoliert von diesem angeordnet ist, und wobei der Draht (1) und der Wellenleiter(4) von der inneren Hülse (8) umschlossen sind.
Wellenleiteraufhängung nach Anspruch 1, die ein Dämpfungselement (6) umfasst, das mit dem Wellenleiter (4) verbunden ist, wobei das Dämpfungselement (6) umfasst: eine innere Hülse (8; 27), die koaxial mit dem Wellenleiter (4) und den Wellenleiter (4) umschließend angeordnet ist; Druckmittel (9; 29), die mit der inneren Hülse (8; 27) verbunden sind, um die innere Hülse (8; 29) zu veranlassen, einen Druck auf den Wellenleiter (4) auszuüben; wobei die innere Hülse (8; 27) eine Fläche (32) enthält, die der Elektronik zugewandt ist, wobei die Fläche (32) in einem Winkel bezüglich einer Ebene senkrecht zur Achse des Wellenleiters (4) angeordnet ist.
Wellenleiteraufhängung nach Anspruch 49, bei der der Winkel zwischen 40° und 50° beträgt.
Wellenleiteraufhängung nach Anspruch 1, die ein Dämpfungselement (6) umfasst, das mit dem Wellenleiter (4) verbunden ist, wobei das Dämpfungselement (6) umfasst: eine Primärhülse (27), die koaxial mit dem Wellenleiter (4) und den Wellenleiter (29) umschließend angeordnet ist und erste Dämpfungseigenschaften aufweist, um eine Reflexion der Primärhülse (27) zu minimieren; und Sekundärmittel (33), die koaxial mit dem Wellenleiter (4) und den Wellenleiter (4) umschließend angeordnet sind und zweite Dämpfungseigenschaften aufweisen, um die Reflexion der Sekundärmittel (33) zu minimieren; wobei: die Sekundärmittel (33) zwischen der Primärhülse (29) und der Elektronik angeordnet sind; und die zweiten Dämpfungseigenschaften weniger effektiv sind als die ersten Dämpfungseigenschaften.
Dämpfungselement nach Anspruch 51, bei dem das Sekundärmittel (33) eine zweite Hülse (33) enthält.
Dämpfungselement nach Anspruch 52, bei dem die zweite Hülse (33) eine Fläche (34) aufweist, die der Primärhülse (27) zugewandt ist, wobei die Fläche (34) eine Ebene im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Wellenleiters (4) bildet.