JPH01503485A - 流体内に装置されるカップ形の金属本体を備えた電気音響変換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 流体内に装置するための変換器、特に音波パルスを伝送／受信することによる管 内の測定のための変換器 この発明は、流体内に装置されるための変換器に関するものである。

特に、音波パルスを伝送／受信することによって管内の流体の流速を測定するた めのものに関する。

［技術分野］ この発明は、流体の流速を測定するために超おんばによって作動する変換器Ｈ１ ｔに対する要望及びその改善に特に関連して発展したものであって、管の各側面 上に取付けられ、流体の流れの方向に関して傾斜して向けられていて、交互に互 いに向かいあるいはそれからの音波パルスを伝送し受信するところの２個の変換 器を含んでいる。しかしながら、この発明はこの明細書に限定されるものではな く、その理由はこの新らしい変換器は例えば容器内の流体の水準を測定するため のような伯の目的のためにも、亦、利用されることが出来るからである。従って 、改善のための特別の条件が以下に述べられる場合には、これらの条件は限定と して考えられるべきではないが、それから進歩が生ずる改善の基礎を単に表現し ているものである。そこで、上述したようにこの斬らしい交換器は、炭化水素の 炭鉱と生産を容易にすることに関連した言わゆるフレアえのガスの流れを測定す るための変換器装置と関連して改善された。この関連では正確な方法で流速の比 較的に大きな範囲を包含することができることが可能であることに決定的な要求 があり、かつ同時に、特に、言わゆる危険区域において測定する場合に安全に対 する要求がある。

「背景の技術」 今日公知であるところの変換器装置は比較的に限定された速度範囲に取付けられ かつ容量をもつ変換器と協同する。いずれにしても測定の正確さが常に完全に満 足的でなければならない。

この発明の特定の目的とするところは、種々の目的にに対して充分な音響効果を 助けるエネルギーを供給することのできるであろうところの信頼できる変換器の 実施例に対する要求のある潜在的に爆発しやすい区域にあるガスと液体に適用す るための電気版音響効果を助ける変換器を提供することにある。

「発明の開示」 このことを達成するために、変換器はカップ型の金属本体として造られ、薄膜状 のその基部がその内側に電極として造られ、それは周囲、すなわち液体から密封 されており、かつそのカップの壁は、例えばエポキシｔｉＩＷｔ１ゴム、または 金属粒子を混合したエポキシ樹脂のような強力な防振材料で充填された環帯で造 られていることを特徴とする変換器がこの発明によって提案される。

このようなカップ状の金属本体は適当な機械工作によって薄膜のような基部の使 用に関連して形成されることができ、モして環帯もまた特別な困難もなく過当な 方法で機械加工されることができる。カップ状に形成された金属本体内に薄膜と して造られる基部は、適当な特性をもった圧電駆動素子の形で電極に接続される 。それで金属カップは一方の電極として作用し、一方圧電駆動素子の自由端は変 換器の起電のための他の電極として作動する。

選ばれることができる。そこで変換器は通常の音波振動数と超音波振動数との両 方をカバーすることができる。

この新らしい変換器はガス体と液体の速度を測定し、またされゆる危険範囲（爆 発の危険）を測定するのに使用するのに適している。カップ状の本体に対する金 属材料は変換器に造られるための要求（周囲の要求）によって選択される。チタ ニウム、鋼、アルミニウム、カーボン、ファイバー及び他の材料が変換器のカッ プのため使用されることができる。

環帯は変換器の取付は側から薄膜と同一水準まで延びることができるが、周囲に 面している端部からもまた延びるることができる。

全体のカップ状に形成された本体は、密封的に封じる仕方で取付は側面にある支 持体に取付けられることができ、従って、電気的の接触は中で変換器が作動する 雰囲気にざらされないであろう。これは、もしも変換器が爆発する雰囲気内で使 用されるとすると当然に特に有効である。

新らしい変換器は高度の効率と低い鳴り響きとを組合わせる。これらは通常は比 較にならない特徴２である。例えば、この発明による変換器によって、５０　ｄ Ｂ　ｒｅ　Ｐａ５ＰＬ／ＶとＱ値　２．５の伝導効率の程度が達成され、これは 低い後振動に対応する。

利用される薄膜の設計はガス媒体との良好な結合を与える。金属の比較的に大き な量が、所望の限定された条件を達成し、カップのハウジングまたは残部との余 りにも強固な結合を妨げるために、１ｉｉａの端縁に位置されるであろう。ハウ ジングとの結合は後鳴響の原因となるであろう。これは環帯に上記した埋込み緩 衝材料によって効果的に抑圧されることができる。

［図面の簡単な説明］ この発明は図面を参照してざらに詳細に説明されるであろう。

第１図はこの発明の変換器の好ましい効果的な実施例を示しており、第２図はこ の新らしい変換器の好ましい効果的な実施例を示している。

［発明の実施の態様］ 第１図に示された変換器１は断面で示されており、カップ状に形成されている。

カップの基部２は、それが薄膜３を形成するように機械加工されている。この１ １１３の内側に適当な圧電素子４が取付けられている。実際のカップまたはハウ ジング５が、その場合に電極の一方として作動し、一方圧電素子４の自由端が変 換器の電気起動用の他方の電極として利用される。

第１図に示されたように、カップまたはハウジング５の側壁は環帯６が造られる ように機械加工される。

この環帯はそれが変換器の取付は側７から薄膜３の水準まで延長している。環帯 ６は強力な緩衝材料８によって充填される。このような緩衝材料は、例えばエポ キシ樹脂、ゴム、またはエポキシ樹脂含有金属粒子であってよい。

実際の変換器５は密封的に封じ込める仕方で取付は側壁７上の図示されていない 支持装置接続されることができ、そこにはこの目的に適しているねじ孔９が示さ れている。この方面の技術に熟練した者であれば誰でも知っている緊密に密封し た接続を達成するこの簡単な方法によって、内部で変換器が作動する雰囲気に電 気的接触がさらされることが避けられる。このことは、爆発性の雰囲気内で変換 器が使用される場合には当然に特に有効である。変換器のオペレーション振動数 は、圧電素子４と金属１ｉ１１［１３の厚さに対する適当な寸法を選択すること によって選ばれることができる。金属薄膜の厚さはハウジング５、すなわち、そ の基部２を機械加工することによって決定されることができる。従って、第１図 に示された変換器は通常の音波の振動数と超音波の振動数の両方カバーするよう に造られることができる。

ハウジングまたはカップ５は変換器になされる要求（雰囲気的の要求）に従って 選択される。

用いられる３１膜の実施例がガス媒体に満足的な結合をえることは理解されるで あろう。薄膜３の端縁には、所望の限界条件を達成しハウジングの残部との余り にも強固な結合を妨げるために比較的に大きな金属の量が置かれる。ハウジング えの結合は反響を生じ、これは環帯６内に埋め込まれた緩衝材料によって効果的 に抑圧されることができる。

第２図に示された実施例は殆ど全く第１ずの実施例と対応し、ただ事実上の差異 は環帯６°が薄膜側から機械加工されていて、取付は側からではないことである 。それで同一の参照符号が第１図のように使用されているが、参照符号６°と５ °に対する指標の付加があり、それは夫々環帯とカップ状に形成されたハウジン グを示している。

ＦＩＧＵＲＥ　２゜ 国際調査報告

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．カップ形の金属本体（５）として造られ、薄膜（３）としての本体の基部（ ２）がその内側で電極（４）とされ、それが雰囲気、即ち流体に対して密封され 、かつ本体カップの壁体に、強力な緩衝材料、例えばエポキシ樹脂、ゴム、また は金属粒子を滑合されたエポキシ樹脂で充填された環帯（６）を設けられたこと を特徴とする特に音波パルスの伝送／受信によつて液体の流速を測定するための 流体内に装置される変換器
2. ２．環帯（６′）がカップの基部の外側に向かつて解放されていることを特徴と する請求の範囲第１項記載の変換器３．環帯（６）がカップの頂部に向かつて解 放されていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の変換器４．カップ状に形 成された金属本体がチタンよりなることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第 ３項のいずれかに記載の変換器。