EP0090932A2 - Magnetostriktiver Ultraschallwandler für sehr hohe Frequenzen und grosse Leistung, insbesondere zur Füllstandsmessung - Google Patents

Magnetostriktiver Ultraschallwandler für sehr hohe Frequenzen und grosse Leistung, insbesondere zur Füllstandsmessung Download PDF

Info

Publication number
EP0090932A2
EP0090932A2 EP83101516A EP83101516A EP0090932A2 EP 0090932 A2 EP0090932 A2 EP 0090932A2 EP 83101516 A EP83101516 A EP 83101516A EP 83101516 A EP83101516 A EP 83101516A EP 0090932 A2 EP0090932 A2 EP 0090932A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
magnetostrictive
transducer according
ultrasound transducer
following features
individual
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP83101516A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0090932B1 (de
EP0090932A3 (en
Inventor
Jan Dipl.-Ing. Podgorski
Bernhard Meyner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Interatom Internationale Atomreaktorbau GmbH
Original Assignee
Interatom Internationale Atomreaktorbau GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE19823207305 external-priority patent/DE3207305C2/de
Priority claimed from DE19823245448 external-priority patent/DE3245448A1/de
Application filed by Interatom Internationale Atomreaktorbau GmbH filed Critical Interatom Internationale Atomreaktorbau GmbH
Priority to AT83101516T priority Critical patent/ATE24421T1/de
Publication of EP0090932A2 publication Critical patent/EP0090932A2/de
Publication of EP0090932A3 publication Critical patent/EP0090932A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0090932B1 publication Critical patent/EP0090932B1/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/08—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with magnetostriction
    • B06B1/085—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with magnetostriction using multiple elements, e.g. arrays

Definitions

  • the present invention relates to a magnetostrictive ultrasonic transducer for high frequencies and high power, in particular for level measurement, according to the preamble of the main claim.
  • the theory of magnetostrictive single vibrators and their interaction in areas is known. In the same magazine Volume 20, No. 5, September 1948, page 616 ff. It is also known to produce such magnetostrictive bodies from layered shaped sheets. From the theory and literature on such magnetostrictive vibrators it can be seen that such vibrators are manufactured asymmetrically with respect to the top and bottom of the magnetostrictive body. In this way, radiation is only achieved on one side, since with suitable dimensioning of the other side (approximately half a wavelength at the resonance frequency) there is an extinction by interference.
  • the task is often to measure the level of a liquid in a container.
  • the various methods for this depend on the respective boundary conditions.
  • inductive level probes for electrically conductive liquids and various other methods are known.
  • a fill level measurement with the aid of ultrasound has also already been carried out, according to the principle explained later with reference to FIG. 1.
  • the piezoelectric ultrasonic transducers used here are not to be used in all cases.
  • Fig. 1 the measuring principle for an ultrasonic level measurement is shown schematically.
  • a sound signal is sent from a sound transmitter k to the liquid surface o.
  • the reflected sound is collected by a receiver i and the transit time of the sound signal is measured via a corresponding electronic circuit.
  • a temperature sensor m Since the speed of sound in a liquid is strongly dependent on the temperature, a temperature sensor m is present, which transmits the speed of sound to the evaluation device e via a correction circuit h, g.
  • the measurement is carried out discontinuously in short individual sound intervals.
  • a transmit pulse generator b is excited by a trigger a, which excites the ultrasonic transmitter via an amplifier c.
  • the received sound signal is passed on by the receiver 1 to an amplifier d and from there to an evaluation circuit e.
  • the time difference between the transmit and receive pulse is measured in this evaluation circuit and divided by the temperature-corrected speed of sound.
  • the result is displayed in a display device f.
  • FIG. 2 shows a diagram in which signal amplitude A is plotted against time t.
  • the transmitter is excited with a frequency ⁇ .
  • the transmission amplitude A S now decreases during the oscillation time of the transmitter ⁇ s until it only has the size of normal noise at time t.
  • the echo comes back from the surface at time t 2 and excites the ultrasonic transducer to oscillate with the amplitude A e , which swings out in time ⁇ e .
  • the resolving power ie the level difference that the Device can still determine depends on the frequency of the irradiated sound signal. According to the theory, the resolving power cannot be much larger than a quarter of the wavelength. It is therefore important that you can work with the highest possible frequency.
  • the object of the present invention is a magnetostrictive ultrasonic transducer for high frequencies and high power, which is particularly suitable for level measurement for high and low levels.
  • an ultrasonic transducer must have a large transmission power, possibly have a short decay time and be able to oscillate at the highest possible frequency.
  • Such a level meter is e.g. used in a sodium-cooled nuclear power plant, i.e. under a hot, aggressive, possibly radioactive liquid.
  • piezo crystals have not led to satisfactory results because, on the one hand, the radiated transmission power is too low and, on the other hand, the lifespan and temperature resistance of the ultrasonic transducers pose problems.
  • a magnetostrictive ultrasonic transducer according to the main claim is proposed.
  • the dimensions of the transducer must first be reduced, which leads to special further measures. That is why the magnetostrictive body is made from very thin, oxidized sheets.
  • the material should have a high Curie point and a large magnetostrictive constant, as is the case with cobalt iron, for example.
  • the transducers are so tiny that practically only corresponding sheets can be produced by etching are. The insulation between the sheets to avoid eddy currents is achieved through oxide layers.
  • magnetostrictive transducers in claim 2 are specified, which is important with a further increase in frequency and power.
  • the task of the special further development of magnetostrictive transducers in claim 2 is to specify a shape for the individual vibrators and thus the individual sheets of an area, which enables additional miniaturization and thus an increase in the operating frequency of magnetostrictive ultrasonic transducers.
  • the ultrasonic transducers described in the following should in particular also be usable at high temperatures, which places special demands on the insulation of the electrical lines. For this application, practically only ceramic-insulated conductors can be used, which naturally have a larger external cross-section than conductors provided with insulating varnish, for example.
  • the coils must have a sufficient cross-section or number of turns, which limits the miniaturization. It should also be noted that two adjacent individual oscillators form a magnetic circuit, which must be closed as magnetically as possible so that the electrical line fed in can be optimally converted into acoustic sound power.
  • the D is ämpfungsseite not as previously simply made wider than the side of the emitting surface, but each individual vibrator is first executed symmetrically about in the shape of I-steel, and has, at the end of the damper side of the block-shaped extension on which causes the desired damping properties.
  • the damping side of an area is now approximately comb-shaped, but this has no further disadvantages when using such transducers.
  • the product of sound power x frequency can therefore be considerably larger than that of the converters known to date.
  • the described embodiment of the ultrasonic transducer is therefore not only suitable for installation inside a container, but also for direct coupling to the outside of a container for the purpose of level measurement.
  • the optimum is in a further embodiment Shape of openings and webs specified.
  • An approximately square opening between the individual transducers represents an optimization of the area with respect to the length of the magnetic path. It is sensible for all the webs in a magnetic circuit to be approximately the same width, so that no part of the path with particularly high magnetic resistance can be overcome.
  • the ratios of the individual dimensions of the new oscillator shape are specified, as they have proven to be favorable. The exact proportions are explained in detail in the drawing description.
  • the absolute size of the dimensions is decisive for the resonance frequency, the dimensions for an ultrasonic transducer with an operating frequency of 400 kHz being specified in claim 5.
  • the dimensions of claim 4 are to be interpreted as millimeters. From this size information it can be seen how tiny such an ultrasonic transducer according to the invention is.
  • the great difficulties in the manufacture and later introduction of the electrical lines are obvious. Therefore, in this case in particular the measures specified elsewhere, namely the etching of the individual sheets, the laser welding of the sheets to one another and the potting with ceramic mass after the electrical lines have been applied, are particularly advantageous.
  • the claim 6 provides for the sound-radiating surface of the transducer area to also be slightly curved, with the curvature should correspond to the surface of the installation location.
  • the slight oversize of the web width on the side of the radiation surface which can be seen from the dimensions, permits occasional revision of the surface and possibly incorporation of a slight curvature without disadvantages for the other properties of the transducer.
  • a thin membrane can be soldered onto the radiation surface of the transducers according to the invention after smoothing, which represents a considerable advantage over the known connections of ultrasonic transducers to a liquid.
  • the temperature-resistant, brazed connection has a good acoustic coupling to the liquid and is insensitive to temperature fluctuations. Due to the construction of the magnetostrictive transducer from many individual oscillators, a considerable directivity can be achieved, which is particularly important for the level measurement. Even with a deviation of 30 ° from the vertical direction to the radiation surface, the sound intensity decreases by two powers of ten. If the magnetostrictive body is housed in a dense, austenitic housing, it is protected against corrosion in aggressive midien. In order to achieve a short decay time, the magnetostrictive body should be well damped. Therefore, it is proposed to hold the magnetostrictive body through the soldered membrane without making other fixed connections to the housing.
  • Such transducers enable a level measurement for heights well over 10 m with a resolution of less than 1 cm. With the converter's short decay time, levels of 20 cm can still be measured will. For the first time, a powerful level measurement with magnetostrictive transducers for use at high temperatures and in aggressive media is possible.
  • a special embodiment of the magnetostrictive transducer is specified, which is particularly important for the expression of the resonance frequencies of the transducer.
  • the soldered membrane is then made of stainless steel with a thickness that is small compared to a quarter wavelength when the transducer resonates. It has been shown that the membrane behaves aperiodically from low frequencies to the resonance frequency only when this condition is met and that the actual resonance frequency of the transducer is thus also emitted.
  • the material is also resistant to aggressive media and high temperatures.
  • the induction windings of the converter consist of ceramic-insulated conductors, which are additionally cast with ceramic compound. In this way, reliable insulation is guaranteed even at temperatures around 700 ° C.
  • the induction windings on the outer sides of the webs of the magnetostrictive body can be guided over ceramic tubes according to claim 10, thereby avoiding injury to the sharp edges.
  • a further embodiment of the mag specified netostrictive body which enables the individual sheets to be held together without further auxiliary structures.
  • the sheets are then connected on the sides and / or on the underside by welds.
  • the tiny sheets can be connected to a compact body without any problems, in particular by means of a laser welding device, without significantly influencing the resonance frequency and the eddy current losses in the body.
  • a damping body Since the membrane, on which the magnetostrictive body is suspended, cannot absorb any pressures of any size, it is proposed in claim 12 to support the magnetostrictive body against the rear wall of the housing via a damping body.
  • An acoustic transducer constructed in this way is also suitable for use in pressurized liquids, for example for a pressurized water reactor. Since it is not possible to establish a direct connection to the housing in order not to impair the resonance frequency, the radiation characteristics and the decay time, a damping body must serve as a connection.
  • the damping body then consists of several damping plates, which can also be made of cobalt iron, for example, the plates being constructed in a lattice shape from webs.
  • the damping plates are superposed on each other preferably alternately rotated through 90 0, so that points of support for the magnetostrictive body are formed at the crossing points of the webs without the acoustic conductivity of the damping body falls in weight.
  • the basic measuring arrangement shown in FIG. 1 also remains for the magnetostrictive transducers proposed here.
  • only the receiving amplifier d is also connected to the transmitter.
  • a reference measurement of a known distance in the measuring room under the conditions prevailing there or a temperature correction is necessary in any case, since the speed of sound can only be determined at a known temperature and pressure.
  • a magnetostrictive single vibrator as it has long been known from the literature, is shown in a schematic diagram.
  • An approximately dumbbell-shaped magnetostrictive body 1 is surrounded by an induction coil 2. If a current coming from an alternating current source 4 flows through the coil 2, the magnetostrictive body changes its length in time with the source frequency and begins to oscillate. Sound waves 5 are emitted.
  • An asymmetrically elongated end 3 of the magnetostrictive body which is approximately half a wavelength longer than the other end, there causes an extinction of the sound waves by interference, so that sound is only emitted to the other side.
  • FIG. 4 shows a magnetostrictive body 31, which in principle is made up of many individual oscillators.
  • a large number of sheets 10, each of which in principle consists of several individual oscillators 11, are stacked on top of one another and connected by weld seams 12, 13.
  • tunnels 14 separated by webs and a surface 15 radiating the sound with a certain directional characteristic are produced.
  • the main emission direction is identified by an arrow 16.
  • the induction coils 17 are wound between the webs through the tunnels 14 in such a way that each individual oscillator is surrounded by the same number of turns.
  • ceramic tubes 18 can be pushed between the web and the induction coil 17.
  • the surface 15 can, if necessary after machining, be brazed with a membrane.
  • Fig. 5 shows one of the sheets 20, from which a damping body for supporting the magnetostrictive body on the rear of the housing is made.
  • a sheet which is preferably also made of cobalt iron by etching, consists of a plurality of webs 22 separated by spaces 21. A plurality of such sheets placed crosswise on one another form a damping body.
  • FIG. 6 shows a longitudinal section through a magnetostrictive transducer according to the invention.
  • a magnetostrictive body 31 is suspended from a thin stainless steel membrane 32, which can at the same time be supported by a damping body 33 on the back of the housing 30 surrounding the transducer.
  • the two leads for the induction coils are not shown.
  • FIG. 7 shows a cross-section of a level measuring probe consisting of two magnetostrictive transducers.
  • a common housing 30 there are two magnetostrictive transducers according to FIG.
  • the entire probe is housed in a cladding tube 35.
  • the sheets are preferably made of thin, oxidized materials with a high Curie point and a large magnetostrictive constant, for example cobalt-iron alloys. They can be connected to one another by laser welding. For high temperatures, the electrical lines must be made of ceramic-insulated Material.
  • the transducers described are superior to the otherwise frequently used piezoelectric ultrasound transducers for various applications.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Abstract

(n der vorliegenden Erfindung wird ein magnetostriktiver Ultraschallwandler beschrieben, weicher für sehr hohe Frequenzen und große Leistung geeignet ist und insbesondere bei der Füllstandsmessung eingesetzt werden soll. Durch extreme Miniaturisierung bekannter UltraschallWandler-Areale werden hohe Betriebsfrequenzen erreicht. Besonders eine neue Form der Einzelschwinger (81) des Areals ermöglicht eine extreme Verkleinerung. Bei der angegebenen Form handelt es sich um Einzeischwinger, welche im Prinzip die Form eines I-Stahles aufweisen, an einem Ende jedoch eine quaderförmige Verlängerung (83) aufweisen, weiche an dieser Stelle eine Schallabstrahlung verhindert. Die angegebene Form ermöglicht breitere Öffnungen zwischen den Einzelschwingern ohne Verringerung der Resonanzfrequenz, so daß auch bei stark miniaturisierten Wandlern noch genügend dicke Spulen (82) verlegt werden können. Durch Auflöten einer dünnen Membran auf die Abstrahlfläche und den Einbau in ein Gehäuse kann der Wandler auch in heißen und aggressiven Flüssigkeiten benutzt werden.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen magnetostriktiven Ultraschallwandler für hohe Frequenzen und große Leistung, insbesondere zur Füllstandsmessung, nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches. Aus "The Journal of the Acoustical Society of America", Volume 21, No. 4, July 1949, Seite 382 ff. ist die Theorie von magnetostriktiven Einzelschwingern und deren Zusammenwirken in Arealen bekannt. In der gleichen Zeitschrift Volume 20, No. 5, September 1948, Seite 616 ff. ist es auch bekannt, solche magnetostriktiven Körper aus geschichteten Formblechen herzustellen. Aus der Theorie und der Literatur zu solchen magnetostriktiven Schwingern ist zu ersehen, daß solche Schwinger unsymmetrisch bezüglich Ober- und Unterseite des magnetostriktiven Körpers hergestellt werden. Auf diese Weise wird eine Abstrahlung nur nach einer Seite erreicht, da bei geeigneter Dimensionierung der anderen Seite (etwa eine halbe Wellenlänge bei Resonanzfrequenz) dort eine Auslöschung durch Interferrenz stattfindet.
  • Aus der DE-OS 24 14 936 ist auch schon ein elektroakustischer Wandler mit magnetostriktiven Elementen für die Verwendung in flüssigem Natrium bekannt. Dieser Wandler eignet sich allerdings aufgrund seiner Bauart nicht für Füllstandsmessungen unter erschwerten Bei dingungen, wie sie weiter unten aufgeführt werden.
  • In der Technik stellt sich oft die Aufgabe, den Füllstand einer Flüssigkeit in einem Behälter zu messen. Die verschiedenen Methoden dazu hängen von den jeweiligen Randbedingungen ab. So sind außer der Messung des Druckes am Boden des Gefäßes induktive Füllstandssonden für elektrisch leitende Flüssigkeiten bekannt und verschiedene andere Methoden. Auch eine Füllstandsmessung mit Hilfe von Ultraschall wurde, nach dem anhand von Fig. 1 später näher erläuterten Prinzip, bereits durchgeführt. Die dabei verwendeten piezoelektrischen Ultraschallwandler sind jedoch nicht in allen Fällen anzuwenden.
  • Im folgenden seien anhand der Fig. 1 und der Fig. 2 der Zeichnung Prinzip und Probleme einer Ultraschall-Füllstandsmessung näher erläutert.
  • In Fig. 1 wird das Meßprinzip bei einer Ultraschall-Füllstandsmessung schematisch dargestellt. Von einem Schallsender k wird ein Schallsignal gerichtet zur Flüssigkeitsoberfläche o gesendet. Der reflektierte Schall wird von einem Empfänger i aufgefangen und die Laufzeit des Schallsignals über eine entsprechende elektronische Schaltung gemessen. Da die Schallgeschwindigkeit in einer Flüssigkeit stark von der Temperatur abhängt, ist ein Temperaturfühler m vorhanden, der über eine Korrekturschaltung h, g die Schallgeschwindigkeit zur Auswerteeinrichtung e weiterleitet. Die Messung wird diskontinuierlich in einzelnen kurzen Schallintervallen durchgeführt. Dazu wird von einem Trigger a ein Sendepulsgenerator b angeregt, welcher über einen Verstärker c den Ultraschallsender erregt. Das empfangene Schallsignal wird vom Empfänger 1 an einen Verstärker d und von dort an eine Auswerteschaltung e weitergegeben. In dieser Auswerteschaltung wird die Zeitdifferenz zwischen Sende- und Empfangsimpuls gemessen und durch die temperaturkorrigierte Schallgeschwindigkeit dividiert. Das Ergebnis wird in einem Anzeigegerät f angezeigt.
  • Im Prinzip ist es nicht unbedingt nötig, für Sender und Empfänger verschiedene Ultraschallwandler zu benutzen. Es genügt auch, wenn das von der Oberfläche reflektierte Signal von dem gleichen Ultraschallwandler aufgezeichnet wird, wobei dann auch Korrekturen wegen des Abstandes von Sender und Empfänger nicht nötig sind. Insbesondere für diesen Fall werden anhand der Fig. 2 einige der auftretenden Probleme erläutert. Die Fig. 2 zeigt ein Diagramm, in dem Signalamplitude A gegen die Zeit t aufgetragen ist. Zum Zeitpunkt t wird der Sender mit einer Frequenz ν erregt. Die Sendeamplitude AS nimmt nun während der Aus;chwingzeit des Sender τs ab, bis sie zum Zeitpunkt t nur noch die Größe des normalen Rauschens hat. Nach einer Laufzeit T kommt dann zum Zeitpunkt t2 das Echo von der Oberfläche zurück und regt den Ultraschallwandler zu einer Schwingung mit der Amplitude Ae an, welche in der Zeit τe ausschwingt. Je höher die Füllstandshöhe ist, desto schwächer wird das Echo sein, so daß mit größer werdender Füllstandshöhe auch eine höhere Sendeleistung eingestrahlt werden muß, damit das Echo noch größer als der vorhandene Rauschpegel wird. Wenn andererseits die Füllstandshöhe sehr niedrig wird, so kommt das Echo bereits zurück, wenn die Sendeschwingung noch nicht abgeklungen ist. Auch in diesem Falle ist eine Messung von T schwierig, so daß eine möglichst kurze Ausschwingzeit des Ultraschallwandlers wünschenswert wird. Eine weitere beachtenswerte Problematik ergibt sich aus dem Auflösungsvermögen der Meßmethode. Das Auflösungsvermögen, d.h. die Füllstandsdifferenz, die das Gerät noch gerade feststellen kann, ist abhängig von der Frequenz des eingestrahlten Schallsignals. Nach der Theorie kann das Auflösungsvermögen nicht wesentlich größer als ein Viertel der Wellenlänge werden. Deshalb ist es wichtig, daß mit einer möglichst hohen Frequenz gearbeitet werden kann.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein magnetostriktiver Ultraschallwandler für hohe Frequenzen und große Leistung, der insbesondere zur Füllstandsmessung für hohe und niedrige Füllstände geeignet ist. Nach den vorhergehenden Erklärungen muß ein solcher Ultraschallwandler eine große Sendeleistung haben, eventuell eine kurze Ausschwingzeit besitzen und in einer möglichst hohen Frequenz schwingen können. Ein solcher Füllstandsmesser wird z.B. gebraucht in einer natriumgekühlten Kernenergieanlage, d.h. unter einer heißen, aggressiven, gegebenenfalls radioaktiven Flüssigkeit. Versuche mit Piezokristallen haben nicht zu befriedigenden Ergebnissen geführt, da einerseits die eingestrahlte Sendeleistung zu gering ist und andererseits die Lebensdauer und Temperaturbeständigkeit der Ultraschallwandler Probleme bereiten.
  • Zur Lösung der Aufgabe wird ein magnetostriktiver Ultraschallwandler nach dem Hauptanspruch vorgeschlagen. Zur Erhöhung der Frequenz müssen zunächst die Dimensionen des Schwingers verkleinert werden, was zu besonderen weiteren Maßnahmen führt. Deshalb wird der magnetostriktive Körper aus sehr dünnen, oxidierten Blechen hergestellt. Das Material sollte einen hohen Curie-Punkt und eine große magnetostriktive Konstante haben, wie dies z.B. bei Kobalt-Eisen der Fall ist. Bei den gewünschten Frequenzen sind die Schwinger so winzig, daß praktisch nur noch durch Ätzen entsprechende Bleche herstellbar sind. Die Isolation zwischen den Blechen zur Vermeidung von Wirbelströmen wird durch Oxidschichten erreicht.
  • Im Anspruch 2 wird eine besondere Weiterbildung der Erfindung angegeben, welche bei weiterer Erhöhung der Frequenz und der Leistung wichtig ist. Aufgabe der speziellen Weiterbildung magnetostriktiver Wanlder im Anspruch 2 ist es, eine Form für die Einzelschwinger und damit die einzelnen Bleche eines Areals anzugeben, welche eine zusätzliche Miniaturisierung und damit eine Erhöhung der Betriebsfrequenz magnetostriktiver Ultraschallwandler ermöglicht. Die im folgenden beschriebenen Ultraschallwandler sollen insbesondere auch bei hohen Temperaturen einsetzbar sein, was an die Isolierung der elektrischen Leitungen besondere Ansprüche stellt. Es können für diesen Anwendungsfall praktisch nur keramikisolierte Leiter verwendet werden, welche naturgemäß einen größeren Außenquerschnitt haben als beispielsweise mit Isolierlack versehene Leiter. Zum Einbringen einer genügenden Leistung müssen die Spulen genügenden Querschnitt bzw. genügende Windungszahl haben, wodurch der Miniaturisierung Grenzen gesetzt sind. Weiterhin ist zu beachten, daß je zwei nebeneinander liegende Einzelschwinger einen magnetischen Kreis bilden, welcher magnetisch möglichst gut geschlossen sein muß, damit die eingespeiste elektrische Leitung optimal in akustische Schalleistung umgesetzt werden kann.
  • Diese Aufgabenstellung wird durch eine neue ganz spezielle Gestaltung der Einzelschwinger und damit der einzelnen Bleche des Areals gelöst. Es wurde eine Form gefunden, welche nunmehr breitere Öffnungen zwischen den Einzelschwingern aufweist, was etwa den optimalen Kompromiß zwischen'möglichst niedrigem Widerstand im magnetischem Kreis und möglichst großer Öffnung zwischen den Einzelschwingern darstellt. Die nach dem Stand der Technik be- kannten Formen wiesen immer längliche Öffnungen auf, welche im Verhältnis zum Umfang und damit zur Länge des magnetischen Weges keine optimale Fläche haben. Die von der bekannten Theorie nicht erfaßte Formänderung hat natürlich Änderungen in den Resonanzeigenschaften zur Folge; so sind weitere Maßnahmen nötig, um die dämpfende Eigenschaft einer Seite jedes Einzelschwingers auch bei der neuen Formgebung wieder herzustellen. Dazu wird die Dämpfungsseite nicht wie bisher einfach breiter als die Seite der Abstrahlfläche gemacht, sondern jeder Einzelschwinger ist zunächst symmetrisch etwa in der Form eines I-Stahls ausgeführt und weist an dem Ende der Dämpfungsseite eine quaderförmige Verlängerung auf, welche die gewünschten Dämpfungseigenschaften bewirkt. Die Dämpfungsseite eines Areals ist nunmehr etwa kammförmig, was aber keine weiteren Nachteile bei der Verwendung solcher Wandler mit sich bringt. Die vergrößerten Öffnungen, die nunmehr nicht mit einer Erniedrigung der Betriebsfrequenz erkauft werden müssen, erlauben es, mehr Windungen zu verlegen und damit eine größere Schalleistung zu bewirken. Das Produkt aus Schalleistung x Frequenz kann daher erheblich größer werden als bei den bisher bekannten Wandlern. Dies ist insbesondere im Hinblick auf Anwendungen von großer Bedeutung, bei denen der Flüssigkeitsstand in einem Behälter durch Einstrahlung des Ultraschalls von der Außenseite des Behälters aus gemessen werden soll. Dies ist nur bei hoher Frequenz und großer Schalleistung möglich. Die beschriebene Ausführungsform des Ultraschallwandlers eignet sich daher nicht nur zum Einbau im Inneren eines Behälters, sondern auch zur Direktankopplung an der Außenseite eines Behälters zum Zwecke der Füllstandsmessung.
  • Im Anspruch 3 wird in weiterer Ausgestaltung die optimale Form der Öffnungen und Stege angegeben. Eine etwa quadratische Öffnung zwischen den Einzelschwingern stellt eine Optimierung der Fläche in Bezug auf die Länge des magnetischen Weges dar. Sinnvollerweise sind alle Stege in einem magnetischen Kreis etwa gleich breit, so daß kein Wegstück mit besondeis großem magnetischen Widerstand zu überwinden ist.
  • Im Anspruch 4 werden in spezieller Ausgestaltung der Erfindung die Verhältnisse der einzelnen Maße der neuen Schwingerform angegeben, wie sie sich als günstig erwiesen haben. Die genauen Maßverhältnisse werden in der Zeichnungsbeschreibung ausführlich erläutert. Die absolute Größe der Maße ist für die Resonanzfrequenz maßgebend, wobei im Anspruch 5 die Maße für einen Ultraschallwandler mit einer Betriebsfrequenz von 400 KHz angegeben werden. In diesem Falle sind die Maße des Anspruchs 4 als Millimeter auszulegen. Aus diesen Größenangaben ist zu ersehen, wie winzig ein solcher erfindungsgemäßer Ultraschallwandler ist. Die großen Schwierigkeiten bei der Herstellung und der späteren Einbringung der elektrischen Leitungen sind offenkundig. Daher kommen im diesem Falle insbesondere auch die an anderer Stelle angegebenen Maßnahmen, nämlich das Ätzen der einzelnen Bleche, das Laserverschweißen der Bleche untereinander und das Vergießen mit Keramikmasse nach Anbringung der elektrischen Leitungen als besonders vorteilhaft zum Tragen.
  • Für den Fall, daß ein solcher spezieller Ultraschallwandler außen an ein Gefäß angekoppelt werden soll, wobei dessen Außenseite gewölbt sein kann, sieht der Anspruch 6 vor, die schallabstrahlende Fläche des Wandler-Areals ebenfalls etwas gewölbt auszuführen, wobei die Wölbung der Oberfläche des Einbauortes entsprechen soll. Das aus den Maßangaben zu ersehende leichte Übermaß der Stegbreite auf der Seite der Abstrahlfläche läßt eine gelegentliche Überarbeitung der Oberfläche und unter Umständen die Einarbeitung einer leichten Wölbung ohne Nachteile für die übrigen Eigenschaften des Wandlers zu.
  • Gemäß Anspruch 7 kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung auf die Abstrahlfläche der erfindungsgemäßen Schwinger nach einer Glättung eine dünne Membran aufgelötet werden, was einen erheblichen Vorteil gegenüber den bekannten Ankopplungen von Ultraschallwandlern an eine Flüssigkeit darstellt. Die temperaturbeständige, hartgelötete Verbindung weist eine gute akustische Ankopplung an die Flüssigkeit auf und ist gegen Temperaturschwankungen unempfindlich. Durch den Aufbau des magnetostriktiven Wandlers aus vielen Einzelschwingern läßt sich dabei eine beachtliche Richtwirkung erreichen, was für die Füllstandsmessung besonders wichtig ist. Schon bei 30° Abweichung von der senkrechten Richtung zur Abstrahloberfläche nimmt die Schallintensität um zwei Zehnerpotenzen ab. Wird der magnetostriktive Körper in einem dichten, austenitischen Gehäuse untergebracht, so ist er gegen Korrosion in aggressiven Midien geschützt. Um eine kurze Ausschwingzeit zu erreichen, sollte der magnetostriktive Körper gut gedämpft sein. Daher wird vorgeschlagen, den magnetostriktiven Körper durch die angelötete Membran zu haltern ohne andere feste Verbindungen zu dem Gehäuse herzustellen.
  • Solche Wandler ermöglichen eine Füllstandsmessung für Höhen weit über 10 m bei einem Auflösungsvermögen von weniger als 1 cm. Bei der kurzen Ausschwingzeit des Wandlers können auch Füllstände von 20 cm noch gemessen werden. So wird eine leistungsfähige Füllstandsmessung mit magnetostriktiven Wandlern für den Einsatz bei hohen Temperaturen und in aggressiven Medien zum ersten Mal realisierbar.
  • Im Anspruch 8 wird eine besondere Ausgestaltung des magnetostriktiven Wandlers angegeben, welche insbesondere für die Ausprägung der Resonanzfrequenzen des Wandlers von Bedeutung ist. Danach besteht die aufgelötete Membran aus Edelstahl von einer Dicke, die klein gegenüber einer Viertelwellenlänge bei Resonanz des Wandlers ist. Es hat sich gezeigt, daß erst bei Erfüllung dieser Bedingung sich die Mambran von niedrigen Frequenzen bis zur Resonanzfrequenz aperiodisch verhält und daß damit auch die eigentliche Resonanzfrequenz des Wandlers ausgestrahlt wird. Das Material ist widerstandsfähig auch gegenüber aggressiven Medien und hoher Temperatur.
  • Im Anspruch 9 wird eine Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, welche insbesondere im Hinblick auf die hohe Temperatur von Vorteil ist. Die Induktionswicklungen des Wandlers bestehen aus keramikisolierten Leitern, welche zusätzlich noch mit Keramikmasse vergossen sind. Auf diese Weise wird eine sichere Isolierung auch bei Temperaturen um 7000 C gewährleistet.
  • Da die Bleche, aus denen der magnetostriktive Körper aufgebaut ist, scharfe Kanten aufweisen, können die Induktionswicklungen an den Außenseiten der Stege des magnetostriktiven Körpers gemäß Anspruch 10 über Keramikröhrchen geführt werden, wodurch eine Verletzung an den scharfen Kanten vermieden wird.
  • Im Anspruch 11 wird eine weitere Ausgestaltung des magnetostriktiven Körpers angegeben, welche ein Zusammenhalten der einzelnen Bleche ohne weitere Hilfskonstruktionen ermöglicht. Danach werden die Bleche an den Seiten und/oder auf der Unterseite durch Schweißnähte verbunden. Insbesondere durch ein Laserschweißgerät lassen sich die winzigen Bleche problemlos zu einem kompakten Körper verbinden, ohne daß dabei die Resonanzfrequenz und die Wirbelstromverluste im Körper maßgeblich beeinflußt werden.
  • Da die Membran, an der der magnetostriktive Körper aufgehängt ist, keine beliebig großen Drücke aufnehmen kann, wird im Anspruch 12 vorgeschlagen, den magnetostriktiven Körper über einen Dämpfungskörper gegen die Rückwand des Gehäuses abzustützen. Ein so aufgebauter akustischer Wandler ist auch für die Verwendung in unter Druck stehenden Flüssigkeiten geeignet, beispielsweise für einen Druckwasserreaktor. Da man um die Resonanzfrequenz die Abstrahlcharakteristik und die Ausschwingzeit nicht zu verschlechtern, keine direkte Verbindung zum Gehäuse herstellen kann, muß ein Dämpfungskörper als Verbindung dienen.
  • Im Anspruch 13 wird eine mögliche Ausgestaltung des Dämpfungskörpers beschrieben. Danach besteht der Dämpfungskörper aus mehreren Dämpfungsblechen, welche beispielsweise auch aus Kobalt-Eisen hergestellt sein können, wobei die Bleche gitterförmig aus Stegen aufgebaut sind. Dabei werden die Dämpfungsbleche vorzugsweise abwechselnd um 900 gedreht aufeinandergelegt, so daß an den Kreuzungspunkten der Stege Auflagepunkte für den magnetostriktiven Körper entstehen, ohne daß die akustische Leitfähigkeit des Dämpfungskörpers in Gewicht fällt.
  • Im Anspruch 14 wird eine andere Möglichkeit zur Ausgestaltung des magnetostriktiven Wandlers für Messung unter hohem Druck angegeben. Danach befindet sich im Gehäuse eine nicht korrodierende und nicht leitende Flüssigkeit, für Druckwasserreaktoren wäre beispielsweise Glyzerin geeignet, welche mittels Druckausgleichsvorrichtungen etwa auf dem Außendruck gehalten wird. Soweit die Elastizität der Membran für den Druckausgleich nicht ausreicht, könnte ein Faltenbalg oder eine weitere elastische Membran vorgesehen werden. Die Ausgestaltung nach Anspruch 14 hat den Vorteil, daß ganz auf einen Dämpfungskörper verzichtet werden kann, was in jedem Falle wünschenswert ist.
  • Weitere Erläuterungen und ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
    • Fig. 1 den schematischen Aufbau einer Füllstandsmeßeinrichtung mit Hilfe von Ultraschall,
    • Fig. 2 ein Diagramm zur Veranschaulichung des Signalbildes bei der Füllstandsmessung mit nur einem Ultraschallwandler,
    • Fig. 3 den prinzipiellen Aufbau des magnetostriktiven Einzelschwingers,
    • Fig. 4 den Aufbau eines magnetostriktiven Körpers gemäß der vorliegenden Erfindung,
    • Fig. 5 eins der Bleche, aus denen der Dämpfungskörper aufgebaut wird,
    • Fig. 6 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Ultraschallwandler,
    • Fig. 7 einen Querschnitt durch eine aus zwei erfindungsgemäßen Ultraschallwandlern aufgebaute Füllstandsmeßsonde,
    • Fig. 8 zwei besonders für sehr hohe Frequenzen gestaltete Einzelschwinger und
    • Fig. 9 ein Blech zum Aufbau eines Areals mit Einzelschwingern wie in Fig. 8.
  • Die in Fig. 1 dargestellte prinzipielle Meßanordnung bleibt auch für die hier vorgeschlagenen magnetostriktiven Wandler bestehen. Bei Verwendung von nur einem Wandler als Sender und Empfänger wird lediglich der Empfangsverstärker d ebenfalls an den Sender angeschlossen. Eine Referenzmessung einer bekannten Strecke im Meßraum unter den dort herrschenden Bedingungen oder eine Temperaturkorrektur ist in jedem Falle nötig, da die Schallgeschwindigkeit nur bei bekannter Temperatur und bekanntem Druck bestimmt werden kann.
  • Das Signalbild in Abhängigkeit von der Zeit ist bereits in der Einleitung erläutert worden.
  • In Fig. 3 ist ein magnetostriktiver Einzelschwinger, wie er aus der Literatur seit langem bekannt ist, in einer Prinzipskizze dargestellt. Ein näherungsweise hantelförmiger magnetostriktiver Körper 1 ist von einer Induktionsspule 2 umgeben. Wird die Spule 2 von einem aus einer Wechselstromquelle 4 kommenden Strom durchflossen, so ändert der magnetostriktive Körper seine Länge im Takt der Quellenfrequenz und beginnt zu schwingen. Dabei werden Schallwellen 5 abgestrahlt. Ein unsymmetrisch verlängertes Ende 3 des magnetostriktiven Körpers, welches etwa um eine halbe Wellenlänge länger ist als das andere Ende, bewirkt dort eine Auslöschung der Schallwellen durch Interferrenz, so daß Schall nur nach der anderen Seite abgestrahlt wird. Durch Aufeinanderschichten und Aneinanderlegen von solchen Einzelschwingern kann, wie theoretische Rechnungen zeigen, ein großer magnetostriktiver Körper von gleicher Eigenfrequenz aufgebaut werden.
  • Fig. 4 zeigt einen im Prinzip aus vielen Einzelschwingern aufgebauten magnetostriktiven Körper 31. Eine Vielzahl von Blechen 10, von denen jedes im Prinzip aus mehreren Einzelschwingern 11 besteht, ist aufeinandergeschichtet und durch Schweißnähte 12, 13 verbunden. Auf diese Weise entstehen durch Stege getrennte Tunnel 14 und eine den Schall mit einer bestimmten Richtcharakteristik abstrahlende Oberfläche 15. Die Hauptabstrahlrichtung ist mit einem Pfeil 16 gekennzeichnet. Zwischen den Stegen durch die Tunnel 14 hindurch sind die Induktionsspulen 17 gewickelt, und zwar so, daß jeder Einzelschwinger von der gleichen Windungsanzahl umgeben ist. Zum Schutz der Induktionsspulen vor den scharfen Kanten der Fläche 10 können Keramikröhrchen 18 zwischen Steg und Induktionsspule 17 geschoben werden. Die Oberfläche 15 kann, gegebenenfalls nach einer Bearbeitung, mit einer Membrane hart verlötet werden.
  • Fig. 5 zeigt eins der Bleche 20, aus welchem ein Dämpfungskörper zur Abstützung des magnetostriktiven Körpers an der Gehäuserückseite hergestellt wird. Ein solches Blech, welches vorzugsweise ebenfalls aus Kobalt-Eisen durch Ätzen hergestellt wird, besteht aus mehreren durch Zwischenräume 21 getrennten Stegen 22. Mehrere kreuzweise aufeinandergelegte solche Bleche bilden einen Dämpfungskörper.
  • In Fig. 6 ist ein Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen magnetostriktiven Wandler dargestellt. An einer dünnen Edelstahlmembran 32 ist ein magnetostriktiver Körper 31 aufgehängt, welcher gleichzeitig noch durch einen Dämpfungskörper 33 an der Rückseite des den Wandler umgebenden Gehäuses 30 abgestützt sein kann. Die zwei Zuleitungen für die Induktionsspulen sind nicht dargestellt.
  • In Fig. 7 wird im Querschnitt eine aus zwei magnetostriktiven Wandlern bestehende Füllstandsmeßsonde gezeigt. In einem gemeinsamen Gehäuse 30 befinden sich zwei magnetostriktive Wandler nach Fig. 6. Die Zuleitungen werden sinnvollerweise in mit dem Gehäuse 30 fest verlöteten Metallrohren 34 geführt. Die ganze Sonde ist in einem Hüllrohr 35 untergebracht.
  • In Fig. 8 sind besonders gestaltete Einzelschwinger 81 zu erkennen, die im Prinzip I-förmig sind, wobei die eine Seite eine Verlängerung 83 aufweist, welche, wenn man die Dicke der einzelnen Bleche berücksichtigt, quaderförmig ist. Es ist ebenfalls zu erkennen, daß bei der vorliegenden Ausführungsrorm eine vergrößerte Öffnung für das Verlegen einer Spule 82 vorhanden ist.
  • In Fig. 9 ist ein aus vielen solchen nebeneinander liegenden Einzelschwingern aufgebautes Blech dargestellt, welches die Grundeinheit zum Aufbau eines Areals ist. Da im vorliegenden Falle die Maße von großer Wichtigkeit sind, werden deren relative Verhältnisse untereinander im folgenden angegeben. Für einen Wandler mit der Resonanzfrequenz von etwa 400 KHz können die angegebenen Maße direkt in Millimeter gewählt werden, für andere Frequenzen ist ein entsprechender Faktor anzunehmen. Die Maße sind: LA = 1,87, LB = 2,0, LT = 4,4, LD = 0,5, LE = 2,0, LF = 2,5, LG = 1,5, LH = 30,0 = 12 x LF, LI = 1,37. Die Dicke DR jedes einzelnen Blechs beträgt etwa 0,05, wobei diese auch kleiner sein kann. Die Bleche bestehen vorzugsweise aus dünnen, oxidierten Materialien mit hohem Curie-Punkt und großer magnetostriktiver Konstante, z.B. Kobalt-Eisen-Legierungen. Sie können untereinander durch Laserverschweißen verbunden sein. Für hohe Temperaturen müssen die elektrischen Leitungen aus keramikisoliertem Material bestehen. In dieser Ausführungsform sind die beschriebenen Wandler für verschiedene Anwendungsfälle den sonst häufig verwendeten piezoelektrischen UltraschallWandlern überlegen.

Claims (14)

1. Magnetostriktiver Ultraschallwandler mit einem aus mehreren Einzelschwingern (11) bestehenden als Areal ausgebildeten magnetostriktiven Körper (31), welcher aus dünnen Blechen (10) geschichtet ist, gekenn- zeichnet durch folgende Merkmale:
a) Die Dimensionen der Einzelschwinger sind für Resonanzfrequenzen von 200 KHz oder höher ausgelegt.
b) Der magnetostriktiver Körper besteht aus sehr dünnen, oxidierten Blechen (10), welche vorzugsweise durch Ätzen aus einem Material mit großer magnetostriktiver Konstante und hohem Curie-Punkt, z.B. Kobalt-Eisen, hergestellt sind.
2. Magnetostriktiver Ultraschallwandler nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
a) Die Dämpfungsseite jedes Einzelschwingers (81) weist eine quaderförmige Verlängerung (83) auf.
b) Der Querschnitt der Einzelschwinger (81) ist bis auf diese quaderförmige Verlängerung (83) etwa der eines I-Stahls, wobei die Querstege gegenüber den bekannten Schwingern verlängert sind.
3. Magnetostriktiver Ultraschallwandler nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
a) Die zwischen zwei Einzelschwingern (81) bestehende Öffnung (LE x LB) zur Verlegung der Spulenwindungen ist etwa quadratisch mit abgerundeten Ecken.
b) Die zu den magnetischen Kreisen gehörenden Stege sind überall im magnetischen Kreis etwa gleich breit.
4. Magnetostriktiver Ultraschallwandler nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
a) Die Breite (LF) eines Eiinselschwingers (81), seine Gesamtlänge (LC), die Breite (LG) der Verlängerung (83), die Länge (LI) der Verlängerung, die öffnungsweiten (LE ,LB) und die Breite (LD) der magnetischen Stege verhalten sich etwa wie: LF : LC : LG : LI : LE : LB : LD = 2,5 : 4,4 : 1,5 : 1,37 : 2,0 : 2,0 : 0,5.
b) Die Dicke (DR) der Bleche and damit der Einzelschwinger verhält sich dazu etwa wie LF : DR = 2,5 : 0,05.
5. Magnetostriktiver Ultraschallwandler nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
a) Für eine Frequenz von 400 KHz beträgt die Gesamtlänge (LC) eines Einzelschwingers 4,4 mm.
b) Die Seitenlänge (LC) der Abstrahlfläche eines Areals mit guter Richtcharakteristik beträgt etwa 30mm, entsprechend 12 nebeneinanderliegenden Einzelschwingern, wobei die Anzahl der Bleche so gewählt ist, (ungefähr 600), daß die Abstrahlfäche quadratisch ist.
6. Magnetostriktiver Ultraschallwandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:
a) Die schallabstrahlende Fläche des Wandlerareals ist etwas gewölbt, insbesondere konkav, wobei die Wölbung der Oberfläche des Einbauortes entspricht.
7. Magnetostriktiver Ultraschallwandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
a) Auf die Abstrahlfläche (15) des magnetostriktiven Körpers (31) ist eine dünne Mambran (32) hart aufgelötet.
b) Der magnetostriktive Körper (31) ist in einem dichten Gehäuse (30) untergebracht, wobei der magnetostriktive Körper durch die Membran (32) gehaltert ist.
8. Magnetostriktiver Ultraschallwandler nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
a) Die Membran (32) besteht aus Edelstahl.
b) Die Dicke der Membran (32) ist klein gegenüber einer Viertelwellenlänge bei Resonanzfrequenz.
9. Magnetostriktiver Ultraschallwandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
a) Die Induktionswicklungen (17) des Ultraschallwandlers bestehen aus keramikisolierten Leitern.
b) Die Induktionswicklungen (71) sind mit Keramikmasse vergossen.
10. Magnetostriktiver Ultraschallwandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:
a) Die Induktionswicklungen (17) werden an der Außenseite der Stege des magnetostriktiven Körpers (31) über Keramikröhrchen (18) geführt.
11. Magnetostriktiver Ultraschallwandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:
a) Die Bleche (10) des magnetostriktiven Körpers (31) sind durch Schweißnähte (12, 13) an den Seiten und/ oder auf der Unterseite verbunden, wobei die Schweißnähte vorzugsweise durch Laserschweißen hergestellt sind.
12. Magnetostriktiver Ultraschallwandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal:
a) Der magnetostriktive Körper (31) ist auf der Unterseite über einen Dämpfungskörper (33) gegen die Rückwand des Gehäuses (30) abgestützt.
13. Magnetostriktiver Ultraschallwandler nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
a) Der Dämpfungskörper (33) besteht aus mehreren Dämpfungsblechen (20) die gitterförmig aus Stegen (22) aufgebaut sind.
b) Die Dämpfungsbleche (20) sind abwechselnd um 900 gedreht angeordnet.
14. Magnetostriktiver Ultraschallwandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
a) Im Gehäuse (30) befindet sich eine nicht korrodierende, nicht leitende Flüssigkeit.
b) Die Flüssigkeit wird mittels Druckausgleichsvorrichtungen etwa auf Außendruck gehalten.
EP83101516A 1982-03-01 1983-02-17 Magnetostriktiver Ultraschallwandler für sehr hohe Frequenzen und grosse Leistung, insbesondere zur Füllstandsmessung Expired EP0090932B1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT83101516T ATE24421T1 (de) 1982-03-01 1983-02-17 Magnetostriktiver ultraschallwandler fuer sehr hohe frequenzen und grosse leistung, insbesondere zur fuellstandsmessung.

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3207305 1982-03-01
DE19823207305 DE3207305C2 (de) 1982-03-01 1982-03-01 Magnetostriktiver Ultraschallwandler, insbesondere zur Füllstandsmessung in heißen Flüssigkeiten
DE19823245448 DE3245448A1 (de) 1982-12-08 1982-12-08 Magnetostriktiver ultraschall-wandler, insbesondere fuer sehr hohe frequenzen und grosse leistung
DE3245448 1982-12-08

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EP0090932A2 true EP0090932A2 (de) 1983-10-12
EP0090932A3 EP0090932A3 (en) 1984-10-10
EP0090932B1 EP0090932B1 (de) 1986-12-30

Family

ID=25799949

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP83101516A Expired EP0090932B1 (de) 1982-03-01 1983-02-17 Magnetostriktiver Ultraschallwandler für sehr hohe Frequenzen und grosse Leistung, insbesondere zur Füllstandsmessung

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP0090932B1 (de)
DE (1) DE3368536D1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7504075B2 (en) 2002-05-30 2009-03-17 Nano-Size Ltd. Ultrasonic reactor and process for ultrasonic treatment of materials

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE910849C (de) * 1940-11-28 1954-05-06 Atlas Werke Ag Vorrichtung zum Behandeln von Stoffen durch Schallwellen
US2550771A (en) * 1948-07-20 1951-05-01 Pennsylvania Res Corp Magnetostriction transducer
US2890354A (en) * 1954-07-01 1959-06-09 Libbey Owens Ford Glass Co Vibratory devices
NL204502A (de) * 1955-02-18
GB865569A (en) * 1957-03-18 1961-04-19 Libbey Owens Ford Glass Co Sonic treating apparatus
FR1429386A (fr) * 1965-01-13 1966-02-18 Compteurs Comp D Transducteur magnétostrictif
FR2235565A1 (en) * 1973-06-30 1975-01-24 Interatom Electro-acoustic magneto-strictive transducer - esp. for detection of liq. sodium turbulence in reactors
US4015319A (en) * 1975-03-20 1977-04-05 Bindicator Company Method for manufacturing an ultrasonic transducer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7504075B2 (en) 2002-05-30 2009-03-17 Nano-Size Ltd. Ultrasonic reactor and process for ultrasonic treatment of materials

Also Published As

Publication number Publication date
EP0090932B1 (de) 1986-12-30
DE3368536D1 (en) 1987-02-05
EP0090932A3 (en) 1984-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69015526T2 (de) Elektromagnetischer Durchflussmesser.
DE3922420A1 (de) Elektroakustischer wandler, der insbesondere als schallwellenquelle bei unterwasseranwendungen einsetzbar ist
EP0316564A1 (de) Füllstandsanzeiger
DE3411446A1 (de) Verfahren und sensor zum ermitteln einer trennflaeche einer fluessigkeit in einem behaelter
EP0684457A2 (de) Ultraschall-Durchfluss-Messgerät
EP0308899A2 (de) Ultraschallwandler mit astigmatischer Sende-/Empfangscharakteristik
DE1648690B2 (de) Messumformer fuer fluiddrucke
DE1473536A1 (de) Verfahren und Vorrichtung mit Anwendung von Schwingungsenergie
DE1953791A1 (de) Dichtewandler
DE2503401B2 (de) Differenzdruckwandler
DE10251887A1 (de) Induktionsstrom-Positionsmeßwertgeber
DE2655804C3 (de) Elektrodynamischer Ultraschallwellenwandler
DE102010027250A1 (de) Elektromagnetischer Ultraschallempfänger
EP1431719A1 (de) Coriolis Massendurchfluss/Dichteaufnehmer mit einem einzigen geraden Messrohr
EP0090932B1 (de) Magnetostriktiver Ultraschallwandler für sehr hohe Frequenzen und grosse Leistung, insbesondere zur Füllstandsmessung
DE3207305C2 (de) Magnetostriktiver Ultraschallwandler, insbesondere zur Füllstandsmessung in heißen Flüssigkeiten
EP0069865B1 (de) Elektrodynamischer Wandlerkopf
DE2657957C2 (de) Vorrichtung zur Ultraschallprüfung von Werkstücken
EP0423143B1 (de) Füllstandsanzeiger
EP0706032B1 (de) Messgerät für strömende Medien
DE3124506A1 (de) Massendurchflussmesser und auswerteschaltung dazu
DE3511768A1 (de) Elektromagnetischer wandler
DE19841325A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur zerstörungsfreien Bestimmung des Abstandes zu einem metallischen Gegenstand in nichtmetallischer und unmagnetischer Umgebung und/oder zur Bestimmung seiner geometrischen Dimension
EP0033463A2 (de) Ultraschall-Multi-Sensor
DE3235033C2 (de) Induktiver Meßwertgeber zur Umwandlung der linearen Hubbewegungen eines Fühlers mechanischer Meßgeräte in elektrische Meßsignale

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LI LU NL SE

PUAL Search report despatched

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013

AK Designated contracting states

Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LI LU NL SE

17P Request for examination filed

Effective date: 19841105

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: INTERATOM GESELLSCHAFT MIT BESCHRAENKTER HAFTUNG

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LI LU NL SE

REF Corresponds to:

Ref document number: 24421

Country of ref document: AT

Date of ref document: 19870115

Kind code of ref document: T

REF Corresponds to:

Ref document number: 3368536

Country of ref document: DE

Date of ref document: 19870205

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 19870228

ITF It: translation for a ep patent filed
ET Fr: translation filed
PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed
PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Payment date: 19890127

Year of fee payment: 7

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LU

Payment date: 19890208

Year of fee payment: 7

ITTA It: last paid annual fee
PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Payment date: 19890228

Year of fee payment: 7

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Payment date: 19890307

Year of fee payment: 7

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Effective date: 19900217

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Effective date: 19900228

BERE Be: lapsed

Owner name: INTERATOM G.M.B.H.

Effective date: 19900228

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Effective date: 19900901

NLV4 Nl: lapsed or anulled due to non-payment of the annual fee
PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 19910118

Year of fee payment: 9

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 19910219

Year of fee payment: 9

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Payment date: 19910222

Year of fee payment: 9

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 19910424

Year of fee payment: 9

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Payment date: 19910524

Year of fee payment: 9

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Effective date: 19920217

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Effective date: 19920218

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LI

Effective date: 19920229

Ref country code: CH

Effective date: 19920229

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee
PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Effective date: 19921030

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Effective date: 19921103

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

EUG Se: european patent has lapsed

Ref document number: 83101516.9

Effective date: 19920904