EP1515303B1 - Ultraschallwandleranordnung mit Massering zur Dämpfung störender Resonanzen - Google Patents

Ultraschallwandleranordnung mit Massering zur Dämpfung störender Resonanzen Download PDF

Info

Publication number
EP1515303B1
EP1515303B1 EP04017189A EP04017189A EP1515303B1 EP 1515303 B1 EP1515303 B1 EP 1515303B1 EP 04017189 A EP04017189 A EP 04017189A EP 04017189 A EP04017189 A EP 04017189A EP 1515303 B1 EP1515303 B1 EP 1515303B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
housing
ultrasound transducer
ring
diaphragm
membrane
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.)
Active
Application number
EP04017189A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1515303A1 (de
Inventor
Michael Kochan
Gerry Schröter
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.)
Sick Engineering GmbH
Original Assignee
Sick Engineering 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
Application filed by Sick Engineering GmbH filed Critical Sick Engineering GmbH
Priority to PL04017189T priority Critical patent/PL1515303T3/pl
Publication of EP1515303A1 publication Critical patent/EP1515303A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1515303B1 publication Critical patent/EP1515303B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/002—Devices for damping, suppressing, obstructing or conducting sound in acoustic devices
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K9/00—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers
    • G10K9/12—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers electrically operated
    • G10K9/122—Devices in which sound is produced by vibrating a diaphragm or analogous element, e.g. fog horns, vehicle hooters or buzzers electrically operated using piezoelectric driving means

Definitions

  • the invention relates to an ultrasonic transducer according to the preamble of claim 1.
  • an ultrasonic transducer which is used for the generation and detection of ultrasonic signals and which allows a reciprocal conversion of electrical vibrations into acoustic vibrations.
  • These ultrasonic transducers are used for example in gas flow meters.
  • ultrasonic transducers In each case arranged in pairs ultrasonic transducers define a measuring path, which lies in a non-perpendicular angle to the longitudinal axis.
  • the measurement principle consists in a determination of a transit time difference of two ultrasonic signals, which once have a component in the flow direction and once a component against the flow direction. From the measured transit time difference can be calculated taking into account the geometry of the flow velocity.
  • the ultrasonic transducer generating and measuring ultrasonic transducers 16 and 18 are inserted by means of special attached to the conduit 12 adapter flanges 24 and 26, so-called converter pockets, in the tube 12 and the pipe wall.
  • the adapter flanges are either welded or integral with the meter body when manufactured using casting technology. Since the ultrasonic transducers 16 and 18 are installed at a certain angle (usually 45 °), there always arises a cavity 28 which constitutes a flow disturbance. This perturbation exists regardless of how deep the ultrasound transducer is inserted, centered, withdrawn, or submerged. Among other things, the larger the sensor diameter and the larger the size of the sensor pocket in relation to the diameter of the measuring cell. The forming vortices are not to be calculated completely analytically and are dependent on upstream of the flow meter possibly existing Voroneen the flow and the flow velocity (Reynolds number). The resulting errors are determined in practice by calibration and stored in the form of a mostly non-linear correction function. Since only a specific Reynolds number range and a specific installation situation can be covered during the calibration, a residual error arises when these conditions are varied, which always occur in practice.
  • the ultrasonic transducers are used in multi-path arrangements to detect imbalances in the flow.
  • the achievable path number is determined by the available installation space, limited by the converter size. In order to increase the accuracy of the flow measurement, it is therefore advantageous to keep in particular the transducer dimensions as small as possible.
  • the previously realized converter dimensions thus limit the achievable accuracy due to excessively disturbed flow or do not allow multi-path arrangement of sensors because of the limited mounting space.
  • the size of the sensors also causes not inconsiderable the overall design for a complete meter and brings additional problems, for example, in the compressive strength, the cost of materials, the weight and has an impact on the total manufacturing costs. The handling during production, transport, installation, maintenance, repair is difficult.
  • an ultrasonic transducer which comprises a piezoelectric element which is pressed by a spring against a membrane emitting the ultrasound.
  • the membrane On the edge, the membrane has an integral with the membrane, reinforced, i. a higher mass having edge, which is thus formed like a ring and serves to dampen disturbing frequencies due to its mass.
  • the edge is kept as short as possible in its longitudinal extent and is arranged at the height of the piezoelectric element.
  • JP 61 094496 and GB-A 1 086 640 ultrasonic transducers which operate on the principle of bending oscillator.
  • the piezoelectric crystal producing the ultrasound is glued directly to the membrane emitting the sound.
  • the ultrasound is generated by the fact that the piezoelectric crystal expands due to the applied voltage, but not the membrane. Since the piezoelectric crystal and the membrane are glued together, this ultimately leads to a bending of the membrane.
  • the diameter of the transducer after the longitudinal oscillator type very small relative to the working frequency. That at the same operating frequency, the converter is smaller than previously known converter, but still sufficient stiffening and damping of the oscillating system is given, so that side resonances are prevented. This is due to the edge inside arrangement of the membrane but separate, so separate mass ring conditional essential effect found by the inventors, which is still reinforced by the arranged adjacent to the grounding damping element, which causes a further reduction of parasitic side resonances.
  • the mass ring is screwed to the membrane, so that the mass ring and the membrane in a defined position to each other and are firmly connected. The same applies to the connection of the mass ring with the housing.
  • the ultrasonic transducers are used in flow meters for aggressive and dangerous as well as under high pressure and temperature related media, so that advantageously the diaphragm and the housing at the height of the Masseringes are welded together. This gives an absolute tightness of the transducer.
  • the damping element consists of an elastic material, preferably a rubber-like material.
  • the separate mass ring may also be formed integrally with the housing.
  • the term "separate" is intended merely to indicate that the mass ring is provided separately from the membrane, because that is an essential feature of the invention that causes the advantageous damping significantly.
  • FIG. 2 shows a measuring arrangement 10, which illustrates the measuring principle, for example of an ultrasonic gas flow meter.
  • a gas flows in the flow direction 14.
  • ultrasonic transducers 16 and 18 are arranged, which define a measuring path.
  • the ultrasonic transducers 16, 18 are suitable for converting electrical signals into ultrasound and vice versa, for transmitting and receiving ultrasound.
  • the measuring path 20 is arranged at an angle not equal to 90 ° to a longitudinal axis 22 of the pipeline 12, so that the ultrasonic signals sent in the opposite direction along the measuring path 20 have a transit time difference due to the gas flow 14. From the transit time difference and the corresponding geometry, the flow velocity and thus the volumetric flow of the gas can be determined.
  • the ultrasonic transducer 16 (FIG. 1) has an ultrasound-generating element 30, which may consist of two piezoceramics 32, 34, which are connected to an electrical line 36.
  • the electrical line 36 is guided electrically insulating.
  • the piezoelectric element 30 is clamped between two cylindrical clamping sections 40 and 42.
  • the two clamping portions 40 and 42 are connected to each other via a clamping member 44, so that the piezoelectric Element 30 is held clamped between the clamping sections.
  • the free end face 46 of the clamping section 42 serves as a transmitting and / or receiving surface, via which the ultrasonic signals are emitted or received.
  • the end face 46 is designed as a bending plate 48 and is referred to below as the membrane 48.
  • the diaphragm 48 oscillates in accordance with the ultrasonic vibrations generated by the piezoelectric element 30 and transmitted via the rigid tensioning section 42 and thus radiates the ultrasonic signals.
  • the signal sequence is reversed and the membrane 48 receives the ultrasonic vibrations, which are passed via the clamping portion 42 to the piezoelectric element 30, which converts the vibrations into electrical signals.
  • the membrane 48 has an angled edge 50, to which a housing 52 which surrounds the aforementioned signal-conducting and signal-processing components.
  • the housing 52 is formed substantially cylindrical.
  • the edge 50 of the membrane 48 is connected to a ground ring 54, preferably screwed.
  • the mass ring is only peripherally connected to the membrane 48, ie only in the region of the edge 50, so that the membrane 48 has the largest possible area for swinging.
  • the internally disposed mass ring 54 is spaced from the membrane 48 by a gap L.
  • the screwed into the edge 50 mass ring 54 is beyond the edge 50, so that the ground ring 54 is also connected to the housing 52, in particular screwed. Since the housing in a suitable and not shown manner, for example via a remote from the diaphragm 48 end 58 arranged flange in the flow meter can be fixed, the signal-conducting and signal processing components are held on the ground ring 54.
  • the housing 52 is welded to the edge 50.
  • the housing 52 on the inside a damping element 64, which may consist of an elastic material, such as rubber.
  • the damping element is annular, so that it can come to lie on the inside of the housing 52 and is advantageously arranged adjacent the mass ring 54.
  • the ground ring 54 may also be integrally formed with the housing 52.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Ultraschallwandler gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Aus der DE 100 40 344 A1 ist ein Ultraschallwandler bekannt, der zur Erzeugung und Detektion von Ultraschallsignalen eingesetzt wird und der eine wechselseitige Umwandlung von elektrischen Schwingungen in akustische Schwingungen erlaubt. Diese Ultraschallwandler werden beispielsweise in Gasdurchflusszählern eingesetzt. Jeweils paarweise angeordnete Ultraschallwandler definieren einen Messpfad, der in einem nicht senkrechten Winkel zur Längsachse liegt. Das Messprinzip besteht in einer Bestimmung einer Laufzeitdifferenz zweier Ultraschallsignale, die einmal eine Komponente in Strömungsrichtung und einmal eine Komponente entgegen der Strömungsrichtung aufweisen. Aus der gemessenen Laufzeitdifferenz lässt sich unter Berücksichtigung der Geometrie die Strömungsgeschwindigkeit berechnen.
  • Den prinzipiellen Aufbau eines solchen Durchflussmessers zeigt Fig. 2. Die die Ultraschallsignale erzeugenden und messenden Ultraschallwandler 16 und 18 sind mittels spezieller an das Leitungsrohr 12 angebrachter Adapterflansche 24 und 26, sogenannter Wandlertaschen, in das Rohr 12 bzw. die Rohrwandung eingesteckt.
  • Die Adapterflansche werden entweder eingeschweißt oder sind integraler Bestandteil des Zählerkörpers, wenn dieser in Gusstechnologie gefertigt wird. Da die Ultraschallwandler 16 und 18 unter einem bestimmten Winkel (üblicherweise 45°) eingebaut werden, entsteht immer eine Kavität 28, die eine Strömungsstörung darstellt. Diese Störung existiert unabhängig davon, wie tief der Ultraschallwandler, mittig, zurückgezogen oder eintauchend, eingesteckt ist. Die Störungen sind unter anderem um so größer je größer der Sensordurchmesser und damit verbunden die Größe der Sensortasche im Verhältnis zum Durchmesser der Messzelle ist. Die sich ausbildenden Wirbel sind nicht vollständig analytisch zu berechnen und sind von stromaufwärts des Durchflussmessers evtl. vorhandenen Vorstörungen der Strömung und der Strömungsgeschwindigkeit (Reynoldszahl) abhängig. Die dadurch entstehenden Fehler werden in der Praxis durch Kalibrierung ermittelt und in Form einer zumeist nichtlinearen Korrekturfunktion hinterlegt. Da bei der Kalibrierung immer nur ein bestimmter Reynoldszahlbereich und eine konkrete Einbausituation abgedeckt werden können, entsteht ein Restfehler bei Variation dieser Bedingungen, die in der Praxis immer vorkommen.
  • Weiter werden in der Praxis die Ultraschallwandler in Mehrpfadanordnungen verwendet, um Unsymmetrien in der Strömung zu erfassen. Die realisierbare Pfadanzahl wird durch den verfügbaren Anbauraum, begrenzt durch die Wandlergröße, bestimmt. Um die Genauigkeit der Strömungsmessung zu erhöhen ist es daher von Vorteil, insbesondere die Wandlerabmessungen so klein wie möglich zu halten.
  • Weiter ist durch die entstehende Kavität eine Gefahr der Ansammlung von Ablagerungen gegeben, welche die Messgenauigkeit beeinflussen können, wobei die Ablagerungen größer sind je größer die Kavität ist.
  • Zwar ist es demnach wünschenswert möglichst kleine Wandler einzusetzen, jedoch stehen einer zunehmenden Miniaturisierung funktionelle, z. B. das Übertragungsverhalten und technologische Grenzen, z. B. die Machbarkeit und Effizienz der Fertigung, gegenüber. Vorzugsweise sind bei Ultraschallwandlern für Anwendungen in Gasen wegen der relativ niedrigen Arbeitsfrequenzen vergleichsweise große Sensoren im Verhältnis zur Gaszählergröße üblich.
  • Die bisher realisierten Wandlerabmessungen begrenzen somit die erreichbare Genauigkeit durch zu stark gestörte Strömung bzw. lassen keine Mehrpfadanordnung von Sensoren wegen des beschränkten Anbauraumes zu. Die Größe der Sensoren bedingt auch nicht unerheblich die Gesamtkonstruktion für einen kompletten Zähler und bringt zusätzliche Probleme beispielsweise bei der Druckfestigkeit, dem Materialaufwand, dem Gewicht und hat Auswirkungen auf die gesamten Herstellkosten. Auch die Handhabung bei Fertigung, Transport, Einbau, Wartung, Reparatur wird erschwert.
  • Aus der US 4,162,111 ist ein Ultraschallwandler bekannt, der ein piezoelektrisches Element aufweist, das über eine Feder an eine den Ultraschall abstrahlende Membran angepresst ist. Randseitig weist die Membran einen mit der Membran einstückig ausgebildeten, verstärkten, d.h. eine höhere Masse aufweisenden Rand auf, der somit ringartig ausgebildet ist und dazu dient, aufgrund seiner Masse störende Frequenzen zu dämpfen. Der Rand ist in seiner Längsausdehnung möglichst kurz gehalten und ist auf der Höhe des piezoelektrischen Elementes angeordnet.
  • Aus der JP 01 041885, der JP 61 094496 und der GB-A 1 086 640 sind Ultraschallwandler bekannt, die nach dem Prinzip des Biegeschwingers arbeiten. In diesen Wandlern ist der den Ultraschall erzeugende Piezokristall auf die den Schall abstrahlende Membran unmittelbar aufgeklebt. Dabei wird der Ultraschall dadurch erzeugt, dass der Piezokristall sich durch die angelegte Spannung ausdehnt, aber die Membran nicht. Da der Piezokristall und die Membran miteinander verklebt sind, führt dies letztendlich zu einer Verbiegung der Membran.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Ultraschallwandler bereitzustellen, mit dem die vorgenannten Nachteile zumindest wesentlich reduziert werden können, indem der Wandler mit möglichst kleinen Abmessungen gefertigt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Ultraschallwandler mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • In dieser erfindungsgemäßen Ausbildung ist es möglich, den Durchmesser des Wandlers nach dem Längsschwingertyp sehr klein auszubilden relativ zur Arbeitsfrequenz. D.h. bei gleicher Arbeitsfrequenz ist der Wandler kleiner als bisher bekannte Wandler, wobei aber dennoch eine ausreichende Versteifung und Dämpfung des schwingenden Systems gegeben ist, so dass Nebenresonanzen verhindert werden. Dies ist ein durch die randinnenseitige Anordnung des von der Membran aber separaten, also getrennten Masseringes bedingter wesentlicher Effekt, den die Erfinder gefunden haben, der noch durch das benachbart zum Massering angeordnete Dämpfungselement verstärkt wird, das eine weiteren Reduzierung parasitärer Nebenresonanzen bewirkt.
  • Es ist dabei von Vorteil, wenn der Massering mit der Membran verschraubt ist, so dass der Massering und die Membran in definierter Position zueinander und fest miteinander verbunden sind. Gleiches gilt für die Verbindung des Masseringes mit dem Gehäuse.
  • Häufig werden die Ultraschallwandler in Durchflusszählern für aggressive und gefahrvolle sowie unter hohem Druck und Temperatur stehende Medien eingesetzt, so dass vorteilhafterweise die Membran und das Gehäuse auf der Höhe des Masseringes miteinander verschweißt sind. Damit ist eine absolute Dichtigkeit des Wandlers gegeben.
  • Damit das Dämpfungselement fest an dem den Ultraschall parasitär weiterleitenden Gehäuse anliegt und seine Dämpfungswirkung optimal entfalten kann, besteht das Dämpfungselement aus einem elastischen Material, vorzugsweise einem gummiartigen Material.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung kann der separate Massering auch einstückig mit dem Gehäuse ausgebildet sein. Die Bezeichnung "separat" soll lediglich andeuten, dass der Massering getrennt von der Membran vorgesehen ist, denn das ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung, dass die vorteilhafte Dämpfung maßgeblich bewirkt.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigen:
    • Fig. 1
    einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Ultraschallwandlers;
    Fig. 2
    eine Messanordnung zur Messung eines Durchflusses eines Fluids unter Einsatz erfindungsgemäßer Ultraschallwandler;
    Fig. 3
    einen Teilbereich des Ultraschallwandlers einer weiteren Ausführungsform.
  • In Fig. 2 ist eine Messanordnung 10 dargestellt, die das Messprinzip, beispielsweise eines Ultraschall-Gasdurchflusszählers verdeutlicht. In einer Rohrleitung 12 strömt ein Gas in Strömungsrichtung 14. In der Rohrleitung 12 sind identisch ausgebildete Ultraschallwandler 16 und 18 angeordnet, die einen Messpfad definieren. Die Ultraschallwandler 16, 18 sind geeignet elektrische Signale in Ultraschall umzuwandeln und umgekehrt, zum Senden und Empfangen von Ultraschall. Der Messpfad 20 ist in einem Winkel ungleich 90° zu einer Längsachse 22 der Rohrleitung 12 angeordnet, so dass die in entgegengesetzter Richtung entlang des Messpfades 20 gesandten Ultraschallsignale aufgrund der Gasströmung 14 eine Laufzeitdifferenz aufweisen. Aus der Laufzeitdifferenz und der entsprechenden Geometrie lässt sich die Strömungsgeschwindigkeit und damit der Volumendurchfluss des Gases bestimmen.
  • Der Ultraschallwandler 16 (Fig. 1) weist ein Ultraschall erzeugendes Element 30 auf, das aus zwei Piezokeramiken 32, 34 bestehen kann, die mit einer elektrischen Leitung 36 verbunden sind. Die elektrische Leitung 36 ist elektrisch isolierend geführt. Das piezoelektrische Element 30 ist zwischen zwei zylindrischen Spannabschnitten 40 und 42 eingespannt. Die beiden Spannabschnitte 40 und 42 sind über ein Spannorgan 44 miteinander verbunden, so dass das piezoelektrische Element 30 zwischen den Spannabschnitten verspannt gehalten ist. Die freie Stirnseite 46 des Spannabschnitts 42 dient als Sende- und/oder Empfangsfläche, über welche die Ultraschallsignale abgestrahlt bzw. empfangen werden.
  • Zur Vergrößerung der Stirnfläche 46 ist die Stirnseite als Biegeplatte 48 ausgebildet und wird im Folgenden als Membran 48 bezeichnet. Zur Aussendung von Ultraschallsignalen schwingt die Membran 48 entsprechend der von dem piezoelektrischen Element 30 erzeugten und über den starren Spannabschnitt 42 übertragenen Ultraschallschwingungen und strahlt so die Ultraschallsignale ab. Zum Empfang von Ultraschallsignalen verläuft die Signalfolge umgekehrt und die Membran 48 nimmt die Ultraschallschwingungen auf, die über den Spannabschnitt 42 an das piezoelektrische Element 30 geleitet werden, das die Schwingungen in elektrische Signale umwandelt.
  • Die Membran 48 weist einen abgewinkelten Rand 50 auf, an den sich ein Gehäuse 52, das die vorgenannten signalleitenden und signalverarbeitenden Komponenten umgibt. Das Gehäuse 52 ist im wesentlichen zylindrisch ausgebildet.
  • An seiner Innenseite ist der Rand 50 der Membran 48 mit einem Massering 54 verbunden, vorzugsweise verschraubt. Der Massering ist nur randseitig mit der Membran 48 verbunden, also nur im Bereich des Randes 50, damit die Membran 48 eine möglichst große Fläche zum Schwingen hat. Somit ist der innenseitig angeordnete Massering 54 von der Membran 48 über eine Lücke L beabstandet.
  • Der in den Rand 50 eingeschraubte Massering 54 steht über den Rand 50 hinaus, so dass der Massering 54 auch mit dem Gehäuse 52 verbindbar, insbesondere verschraubbar ist. Da das Gehäuse in geeigneter und nicht näher dargestellter Weise, z.B. über einen an seinem der Membran 48 abgewandten Ende 58 angeordneten Flansch, in dem Durchflusszähler festlegbar ist, sind über den Massering 54 auch die signalleitenden und signalverarbeitenden Komponenten gehalten.
  • Um eine absolute Dichtigkeit des Wandlers 16 zu erreichen, ist das Gehäuse 52 mit dem Rand 50 verschweißt.
  • Zur weiteren Reduzierung von parasitären Schwingungen weist das Gehäuse 52 innenseitig ein Dämpfungselement 64 auf, das aus einem elastischen Material, beispielsweise Gummi, bestehen kann. Das Dämpfungselement ist ringförmig ausgebildet, so dass es an der Innenseite des Gehäuses 52 zu liegen kommen kann und ist vorteilhafterweise dem Massering 54 benachbart angeordnet.
  • In einer weiteren, in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform, kann der Massering 54 auch einstückig mit dem Gehäuse 52 ausgebildet sein.

Claims (6)

  1. Ultraschallwandler mit einem Gehäuse (52), mit wenigstens einem piezoelektrischen Element (30), mit einer den Ultraschall abstrahlenden bzw. aufnehmenden Membran (48) und mit einem innenseitig in dem Gehäuse (52) angeordneten Massering (54), welcher separat von der Membran (48) ist und randinnenseitig mit dieser und mit dem Gehäuse (52) verbunden ist, und mit einem innenseitig in dem Gehäuse (52) angeordneten Dämpfungselement (64), das ringförmig ausgebildet und dem Massering (54) benachbart angeordnet ist, zur Dämpfung störender Resonanzen, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallwandler (16) nach dem Längsschwingertyp ausgebildet ist, wobei das piezoelektrische Element (30) zwischen zwei Spannabschnitten (40, 42) eingespannt ist und der eine Spannabschnitt (42) zur Leitung der Ultraschallschwingungen von und zu seiner als Biegeplatte geformten Stirnseite ausgebildet ist, welche die Membran (48) bildet.
  2. Ultraschallwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Massering (54) mit der Membran (48) verschraubt ist.
  3. Ultraschallwandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (48) und das Gehäuse (52) auf der Höhe des Masseringes (54) miteinander verschweißt sind.
  4. Ultraschallwandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (64) aus einem elastischen Material, vorzugsweise einem gummiartigen Material, besteht.
  5. Ultraschallwandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Massering (54) mit dem Gehäuse (52) verschraubt ist.
  6. Ultraschallwandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Massering (54) einstückig mit dem Gehäuse (52) ausgebildet ist.
EP04017189A 2003-09-09 2004-07-21 Ultraschallwandleranordnung mit Massering zur Dämpfung störender Resonanzen Active EP1515303B1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL04017189T PL1515303T3 (pl) 2003-09-09 2004-07-21 Układ przetwornika ultradźwiękowego z pierścieniem masowym do tłumienia rezonansów zakłóceniowych

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10341422A DE10341422A1 (de) 2003-09-09 2003-09-09 Ultraschallwandleranordnung
DE10341422 2003-09-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1515303A1 EP1515303A1 (de) 2005-03-16
EP1515303B1 true EP1515303B1 (de) 2006-09-20

Family

ID=34129700

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP04017189A Active EP1515303B1 (de) 2003-09-09 2004-07-21 Ultraschallwandleranordnung mit Massering zur Dämpfung störender Resonanzen

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20050054932A1 (de)
EP (1) EP1515303B1 (de)
AT (1) ATE340398T1 (de)
DE (2) DE10341422A1 (de)
ES (1) ES2271748T3 (de)
PL (1) PL1515303T3 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010064117A1 (de) 2010-12-23 2012-06-28 Endress + Hauser Flowtec Ag Ultraschallwandler
DE102015110939A1 (de) 2015-07-07 2017-01-12 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Ultraschallsensor für ein Kraftfahrzeug, Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Herstellen eines Ultraschallsensors

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010528831A (ja) 2007-06-01 2010-08-26 アクセンサー エービー 圧電変換器装置
DE102008027970B4 (de) * 2008-06-12 2013-04-04 Hella Kgaa Hueck & Co. Ultraschallsensor
DE102012209238A1 (de) 2012-05-31 2013-12-05 Robert Bosch Gmbh Ultraschallsensor sowie Vorrichtung und Verfahren zur Messung eines Abstands zwischen einem Fahrzeug und einem Hindernis
DE102014104134A1 (de) * 2014-03-25 2015-10-01 Hydrovision Gmbh Vorrichtung zur akustischen Durchflussmessung und Verfahren für eine derartige Vorrichtung
DE102015113561A1 (de) 2015-08-17 2017-02-23 Endress + Hauser Flowtec Ag Ultraschallwandler zum Einsatz in Ultraschall- Durchflussmessgeräten zur Messung der Durchflussgeschwindigkeit oder dem Volumendurchfluss von Medien in einer Rohrleitung sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Ultraschallwandlers
US10585178B2 (en) * 2015-10-21 2020-03-10 Semiconductor Componenents Industries, Llc Piezo transducer controller and method having adaptively-tuned linear damping

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1005758B (de) * 1951-05-28 1957-04-04 Geoffrey Bradfield Einrichtung zur zerstoerungsfreien Materialpruefung mit Ultraschall
GB1086640A (en) * 1963-12-16 1967-10-11 Nat Res Dev Damping backing for piezo-electric crystal or transducer
US3989965A (en) * 1973-07-27 1976-11-02 Westinghouse Electric Corporation Acoustic transducer with damping means
US4162111A (en) * 1977-08-25 1979-07-24 E. I. Du Pont De Nemours And Company Piezoelectric ultrasonic transducer with damped housing
DE3137745A1 (de) * 1981-09-23 1983-04-07 Egon 5000 Köln Gelhard Sensor fuer die durchfuehrung der distanzmessung nach dem ultraschalll-echoprinzip
JPS6194496A (ja) * 1984-10-16 1986-05-13 Nissan Motor Co Ltd 超音波マイクロフオン
US4746831A (en) * 1985-03-27 1988-05-24 Kaijo Denki Co., Ltd. Ultrasonic transreceiver
EP0897101B1 (de) * 1997-08-14 2005-11-02 Landis+Gyr GmbH Ultraschall-Durchflussmesser
DE19744229A1 (de) * 1997-10-07 1999-04-29 Bosch Gmbh Robert Ultraschallwandler
US6217530B1 (en) * 1999-05-14 2001-04-17 University Of Washington Ultrasonic applicator for medical applications
DE10023302C2 (de) * 2000-05-15 2003-11-13 Grieshaber Vega Kg Piezoelektrisch erregbares Schwingelement
DE10040344A1 (de) * 2000-08-17 2002-02-28 Sick Ag Ultraschallwandler
DE50202211D1 (de) * 2002-03-01 2005-03-17 Sick Engineering Gmbh Ultraschallwandleranordnung mit Ultraschallfilter

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MURATA MANUFACTURING CO, LTD: "Piezoelectric Sound Components - Application Manual" *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010064117A1 (de) 2010-12-23 2012-06-28 Endress + Hauser Flowtec Ag Ultraschallwandler
DE102015110939A1 (de) 2015-07-07 2017-01-12 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Ultraschallsensor für ein Kraftfahrzeug, Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Herstellen eines Ultraschallsensors
DE102015110939B4 (de) 2015-07-07 2019-02-14 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Ultraschallsensor für ein Kraftfahrzeug, Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Herstellen eines Ultraschallsensors

Also Published As

Publication number Publication date
DE502004001520D1 (de) 2006-11-02
EP1515303A1 (de) 2005-03-16
DE10341422A1 (de) 2005-03-31
ES2271748T3 (es) 2007-04-16
ATE340398T1 (de) 2006-10-15
US20050054932A1 (en) 2005-03-10
PL1515303T3 (pl) 2007-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3433585B1 (de) Ultraschallwandler zur verwendung in einem ultraschall-durchflussmessgerät oder in einem ultraschall-füllstandsmessgerät
DE102014106706B4 (de) Vorrichtung zum Bestimmen von Eigenschaften eines Mediums
EP3189311B1 (de) Sensorbaugruppe für einen sensor, sensor sowie damit gebildetes messsystem
EP3630377B1 (de) Ultraschallwandler
EP2999947B1 (de) Ultraschall-durchflussmessgerät mit zwei ultraschallwandler-montageanordnungen
DE102011052670A1 (de) Ultraschallwandlervorrichtung
EP3308123B1 (de) Vorrichtung zur messung des drucks eines durch eine rohrleitung strömenden fluids
EP1515303B1 (de) Ultraschallwandleranordnung mit Massering zur Dämpfung störender Resonanzen
DE102010064117A1 (de) Ultraschallwandler
US6895823B1 (en) Device for measuring the flow rate and/or the flow throughput of a fluid
EP1413858A1 (de) Ultraschallmassendurchflussmesser
US10571317B2 (en) Flow measurement arrangement including a flow tube and an elastically deformable orifice plate with strain sensors
EP2466274A1 (de) Ultraschallwandler für ein Ultraschall-Durchflussmessgerät
US20090249889A1 (en) Ultrasonic flowmeter
US20140208866A1 (en) Ultrasonic transducer
DE102016107471B3 (de) Ultraschallwandler mit Abstrahlelement
WO2009024403A1 (de) Koppelelement für ein ultraschall-durchflussmessgerät
DE102016111133A1 (de) Vorrichtung zur Bestimmung oder Überwachung des Volumen- und/oder Massendurchflusses eines fluiden Mediums in einer Rohrleitung
EP1332339B1 (de) Koppelelement für ein ultraschall-durchflussmessgerät
EP3910295B1 (de) Messeinrichtung zur ermittlung einer fluidgrösse
EP3855134B1 (de) Vorrichtung zur messung der flussgeschwindigkeit eines fluids
DE102016015129A1 (de) Verfahren zum Betrieb einer Schallmessanordnung sowie Schallmessanordnung
EP1889011A1 (de) Massendurchflussmessgerät
EP3268954A1 (de) Anordnung und feldgerät der prozessmesstechnik
DE102013020497B4 (de) Baueinheit aus einem Ultraschallwandler und einen Wandlerhalter

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

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL HR LT LV MK

17P Request for examination filed

Effective date: 20050422

AKX Designation fees paid

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR

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

Ref country code: SK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20060920

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT;WARNING: LAPSES OF ITALIAN PATENTS WITH EFFECTIVE DATE BEFORE 2007 MAY HAVE OCCURRED AT ANY TIME BEFORE 2007. THE CORRECT EFFECTIVE DATE MAY BE DIFFERENT FROM THE ONE RECORDED.

Effective date: 20060920

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20060920

Ref country code: IE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20060920

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20060920

Ref country code: SI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20060920

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 20060920

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN

REF Corresponds to:

Ref document number: 502004001520

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20061102

Kind code of ref document: P

REG Reference to a national code

Ref country code: RO

Ref legal event code: EPE

REG Reference to a national code

Ref country code: GR

Ref legal event code: EP

Ref document number: 20060404176

Country of ref document: GR

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

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20061220

Ref country code: BG

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20061220

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20061220

REG Reference to a national code

Ref country code: HU

Ref legal event code: AG4A

Ref document number: E000910

Country of ref document: HU

REG Reference to a national code

Ref country code: PL

Ref legal event code: T3

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

Ref country code: PT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20070312

ET Fr: translation filed
REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FG2A

Ref document number: 2271748

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: T3

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FD4D

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

Effective date: 20070621

BERE Be: lapsed

Owner name: SICK ENGINEERING G.M.B.H.

Effective date: 20070731

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

Ref country code: MC

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

Effective date: 20070731

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

Ref country code: HU

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

Effective date: 20070722

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

Ref country code: EE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20060920

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

Ref country code: BE

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

Effective date: 20070731

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: CH

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

Effective date: 20080731

Ref country code: LI

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

Effective date: 20080731

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: 20070721

Ref country code: CY

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20060920

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

Ref country code: TR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20060920

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

Ref country code: AT

Payment date: 20130722

Year of fee payment: 10

Ref country code: RO

Payment date: 20130716

Year of fee payment: 10

Ref country code: GR

Payment date: 20130729

Year of fee payment: 10

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

Ref country code: PL

Payment date: 20130710

Year of fee payment: 10

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: MM01

Ref document number: 340398

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20140721

REG Reference to a national code

Ref country code: GR

Ref legal event code: ML

Ref document number: 20060404176

Country of ref document: GR

Effective date: 20150204

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

Ref country code: RO

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

Effective date: 20140721

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

Ref country code: GR

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

Effective date: 20150204

Ref country code: AT

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

Effective date: 20140721

REG Reference to a national code

Ref country code: PL

Ref legal event code: LAPE

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

Ref country code: PL

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

Effective date: 20140721

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 13

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

Ref country code: NL

Payment date: 20160721

Year of fee payment: 13

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

Ref country code: FR

Payment date: 20160722

Year of fee payment: 13

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

Ref country code: ES

Payment date: 20160722

Year of fee payment: 13

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: MM

Effective date: 20170801

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

Effective date: 20180330

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

Ref country code: NL

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

Effective date: 20170801

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

Ref country code: FR

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

Effective date: 20170731

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FD2A

Effective date: 20181105

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

Ref country code: ES

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

Effective date: 20170722

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

Ref country code: GB

Payment date: 20230724

Year of fee payment: 20

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

Ref country code: DE

Payment date: 20230720

Year of fee payment: 20