WO2015028180A1 - Ultrasonic transducer and ultrasonic flow meter - Google Patents

Ultrasonic transducer and ultrasonic flow meter Download PDF

Info

Publication number
WO2015028180A1
WO2015028180A1 PCT/EP2014/064597 EP2014064597W WO2015028180A1 WO 2015028180 A1 WO2015028180 A1 WO 2015028180A1 EP 2014064597 W EP2014064597 W EP 2014064597W WO 2015028180 A1 WO2015028180 A1 WO 2015028180A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ultrasonic transducer
housing
ultrasonic
layer
medium
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/064597
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Achim Wiest
Sascha Grunwald
Gebhard GSCHWEND
Pierre Ueberschlag
Original Assignee
Endress+Hauser Flowtec Ag
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 Endress+Hauser Flowtec Ag filed Critical Endress+Hauser Flowtec Ag
Publication of WO2015028180A1 publication Critical patent/WO2015028180A1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/66Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
    • G01F1/662Constructional details
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/66Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
    • G01F1/667Arrangements of transducers for ultrasonic flowmeters; Circuits for operating ultrasonic flowmeters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/296Acoustic waves
    • G01F23/2962Measuring transit time of reflected waves

Definitions

  • the present invention relates to an ultrasonic transducer according to the preamble of claim 1 and an ultrasonic flowmeter.
  • Ultrasonic transducers which have sensor housings end faces from which ultrasound signals emerge from the ultrasound transducer or to which are emitted
  • These sensor housings are made of either metal or plastic (e.g., polyvinylidene fluoride). Plastic end faces are more likely to be used with clamp-on flowmeters that are not exposed to direct contact with the sample. Metal sensor housings are predominantly used in so-called in-line devices, in which the end face is in contact with the medium.
  • An inventive ultrasonic transducer in particular for a flow meter or a level gauge, comprises a housing and a piezoelectric element disposed within the housing for generating or receiving ultrasonic signals, wherein the housing has a housing portion through which the ultrasonic signals are transmitted from the piezoelectric element to a medium, wherein the housing has a housing wall in the region of this housing section which has at least one metallic layer on an end face which can be acted upon by a medium.
  • This housing wall is preferably made of plastic or alternatively of aluminum.
  • the said housing portion may be integrally formed on the housing.
  • the housing may be formed, for example, as a plastic injection molded article.
  • said housing section may be formed merely as part of a single component of the housing.
  • the end face can in particular be flat.
  • other geometric design variants such as conical, convex or concave end surfaces are conceivable.
  • This layer has the function of a
  • Diffusion barrier layer It may be formed in a particularly preferred variant as a coating. Alternatively, the layer can also during the manufacturing process of
  • Housing wall to be connected to the same. This can e.g. during injection molding of the housing wall by casting the plastic onto a metal foil.
  • the housing section is completely made of plastic and provided with a metallic layer.
  • the metallic layer has a metal species selected from the following metals: copper, nickel, gold and chromium. These metals are on the one hand
  • the plastic may in particular be a polyetherimide, a polyethylene and / or a polyamide. These dimensionally stable plastics allow a good adaptation between the piezo element and the measuring medium.
  • the housing portion is preferably formed as a cap and therefore individually exchangeable and manufacturable.
  • Housing wall on the medium-contacting face opposite surface advantageously a metallic layer.
  • the volume increase of the housing wall upon contact of the housing section with a medium is preferably less than 0.5 vol.%.
  • the layer thickness of the metallic coating is 0.5 to 500 ⁇ m.
  • the coating has a first layer of 5-100 nm arranged on the plastic.
  • This layer preferably serves as an adhesion-promoting layer and may, for example, also be a metallic layer.
  • medium-loadable metallic layer serves as the actual diffusion barrier and preferably has a layer thickness of 350-3000 nm.
  • the medium with which the metallic layer is applied is in the case of
  • Flowmeter primarily the measuring medium. In the case of a fill level measuring device, this does not necessarily have to be the measuring medium, but it can also be, for example, condensed liquid drops, solvent vapors or the like, which are arranged above the measuring medium.
  • a conductive ink is preferably provided between the plastic of the housing wall and a first layer of a metallic coating formed as a metallic coating. This is advantageous to apply a galvanic coating.
  • a conductive ink creates optimum conductivity and a good conductivity
  • the housing wall or the housing section may consist of a conductive plastic. This allows a better attachment of an electrode (cathode) of the galvanic plant on the object to be coated.
  • the housing of the ultrasonic transducer can advantageously be constructed in several parts, wherein the cap is connected to a support sleeve for fixing the ultrasonic transducer in the wall of a measuring tube or a container, wherein the connection is made via a soft solder.
  • a support sleeve for fixing the ultrasonic transducer in the wall of a measuring tube or a container, wherein the connection is made via a soft solder.
  • Connection region have a metallic coating or consist of metal.
  • the soft solder creates a cohesive and tight connection between the cap and
  • Stützhommese.Alternativ adhesive in particular an epoxy resin or a silicone, for
  • an ultrasonic flowmeter for determining the
  • the determination of the flow rate or the volume flow is preferably carried out by means of the known transit time difference method.
  • each of the two ultrasonic transducers functions both as transmitter of
  • Ultrasonic signals to the complementary ultrasonic transducer and as a receiver of ultrasonic signals from the complementary ultrasonic transducer are provided.
  • Measuring medium in a container the container, with an inner volume which is bounded by a container wall, and an ultrasonic level gauge with at least one ultrasonic transducer according to claim 1, which is fixed in the container wall and wherein at least the housing portion protrudes into the inner volume of the container.
  • FIG. 1 sectional view of a first ultrasonic transducer according to the invention
  • FIG. 2 is a perspective view of the first ultrasonic transducer
  • Fig. 3 is a schematic representation of an ultrasonic flowmeter according to the invention.
  • Fig. 4 is a schematic representation of an ultrasonic level gauge according to the invention.
  • the ultrasonic transducer for a flowmeter described below does not differ from that of a level gauge. It should be noted, however, that in the case of the in-line flowmeter, the ultrasonic transducer is in direct contact with a measurement medium, whereas in the case of the level gauge (see FIG. 4)
  • Ultrasonic transducer in many applications is not necessarily in contact with the measuring medium M1, but with another medium M2 (solvent vapors, condensation droplets, air, etc.) in contact.
  • the ultrasound transducer (1) of FIG. 1 has a housing 1 a, which in FIGS. 1 and 2 has a two-part construction. Within the housing 1 a, a piezoelectric element 7 is arranged, which, depending on whether it is in a transmitting or receiving operation,
  • a housing section is arranged, which is formed in FIGS. 1 and 2 as a cap 3.
  • the housing section has a housing wall made of plastic 3a, through which housing wall 3a the
  • Ultrasonic signals are transmitted from the piezoelectric element 7 to the measuring medium.
  • the housing wall has an end face 8 that can be acted upon by a medium, which is shown in FIGS. 1 and 2 as a flat end face.
  • the housing can of course be constructed in one piece or composed of more than two parts.
  • the ultrasonic transducer 1 also consists of a
  • the support sleeve 2 may consist of a plastic or of a metal, such as stainless steel. It has a cavity, the arrangement of electronic components and / or for performing a non-illustrated line for signal picking up a received ultrasonic signal and / or Power supply of a piezoelectric element.
  • the cavity can be potted by means of a potting material.
  • the cap 3 is made of plastic. This has the advantage of a significantly improved
  • the two indices stand for any media through which an ultrasonic signal is sent.
  • Typical values for acoustic impedances are:
  • a corresponding plastic may be, for example, a polyetherimide (PEI), a polyethylene (PE) or a polyamide (PA).
  • PEI is due to its high
  • Temperature resistance of up to 170 ° C is preferred.
  • Aluminum enclosures are also possible, which do not withstand the chemical processes but are protected by a suitable coating. Aluminum is no longer acoustically usable in a corrosive attack due to surface changes occurring and is only conditionally pressure-stable. These metallic housings have the advantage of better zone separation in the Ex area.
  • the cap 3 also has a cylindrical basic shape and a cavity which merges on one side into the cavity of the support sleeve 2.
  • the cap 3 has the end face the said flat end face 8.
  • Parallel to this flat end face 8 a planar piezoelectric element 7 is arranged in the cavity of the cap 3.
  • An adaptation layer has the function of amplifying the transmission of the ultrasonic level between two materials or media (eg between piezo element and air). This is made possible by an adaptation of the acoustic impedance.
  • the matching layer has a
  • Impedance which lies between the impedances of the two materials to be adapted.
  • the thickness of an adaptation layer is preferably close to the quarter-wave, ie a quarter of the wavelength of the ultrasound signal in the material of the matching layer.
  • a coupling layer has the function of coupling two active layers, e.g. the piezoelectric element and an adaptation layer. It is classically made of glue or one
  • the layer thickness is usually lower than that of a matching layer and is usually below lambda tenths.
  • the support sleeve 2 also has two threads 2a and 6, wherein the thread 6 is provided for connection to a holder of a measuring tube of an ultrasonic transducer and the thread 2a is provided for connecting a signal transmission and / or power supply cable, not shown, for connecting the ultrasonic transducer to an evaluation unit of the ultrasonic flowmeter.
  • the support sleeve 2 has a joining edge 5. This joining edge 5 limits a receptacle in which the cap 2 is used in some areas. An overlap region 9 is inserted into the receptacle of the support sleeve.
  • the said overlap region 9 of the cap 3 can also be arranged on the inner circumference, provided that the support sleeve with geometric modification of the cap in a
  • a sealing groove 10 connects.
  • a sealing ring can be used. It improves the tightness of the ultrasonic transducer 1 when it is mounted in a measuring tube relative to the measuring medium.
  • the end face 8 and, depending on the wall thickness, a part of the edge surface 11 adjoining the end face is in normal operation of the ultrasonic transducer 1 in an ultrasonic flowmeter in direct contact with the measuring medium.
  • the cap 3 is made of plastic and thus has a housing wall 3a made of plastic, which is arranged between the piezoelectric element 7 and the measuring medium.
  • At least the end face 8 of the plastic cap is formed as a metallic layer in the form of a coating 4a.
  • a metallic layer e.g. as a thin film can be defined as a cover layer of the cap also in the manufacturing process on the cap, e.g.
  • the metallic layer on the cap prevents or reduces the diffusion of the measuring medium into the plastic material of the cap 3.
  • the ultrasonic transducers according to the invention can be particularly preferably used in in-line ultrasonic flowmeters, in which the end face 8 of
  • Ultrasonic transducer permanently in contact with the measuring medium. Also at
  • Level gauges can also deposit condensation droplets on the surface of the ultrasonic transducer which tend to diffuse. Solvent vapors can also accumulate and are able to diffuse into plastic material.
  • volume increase of the plastic by swelling preferably reduced to less than 0.5 vol%, or particularly preferably completely prevented. Due to the defined wall thickness of the cap in the region of the end face 8 during operation of the ultrasonic flowmeter, a more accurate measurement can take place.
  • low molecular weight alcohols such as ethanol or methanol, tetrahydrofuran (THF), acetone or acetonitrile and hydrocarbons such as gasoline or diesel.
  • THF tetrahydrofuran
  • acetone acetonitrile
  • hydrocarbons such as gasoline or diesel.
  • the metallic coating may be a single-layer or multi-layer coating.
  • a single-layer or multi-layer coating can preferably by
  • Vapor deposition for example by vapor deposition, sputtering, arc,
  • Electron beam or laser beam evaporation take place. Also, a metal spraying and / or flame spraying using injection wires according to DIN EN ISO 14919 and
  • Metal spray powder according to DIN EN 1274 can be used advantageously for the job.
  • paintable metal coatings comprising at least one binder and more than 50 wt.%, Preferably more than 90 wt.% Metal particles can be used as a coating material.
  • these are to be regarded as a less preferred embodiment variant than the abovementioned coating methods, since the binder can be partially dissolved depending on the measuring medium or a swelling can occur which, however, is lower compared to the plastic of the cap 3.
  • a wet-chemical application of the topmost metal layer to the cap is also preferred.
  • the metal layer may be deposited by electrochemical deposition.
  • a galvanic deposition or a chrome plating Particularly in the case of galvanic deposition, the layer thickness of the coating can be adjusted by regulating the current density and / or the current intensity and / or the residence time in the electroplating bath.
  • the prerequisite for electrochemical deposition is a conductive surface.
  • this may be applied to the plastic, for example as a layer of conductive ink (for example silver or graphite conductive ink).
  • conductive ink for example silver or graphite conductive ink
  • the plastic material of the plastic cap metal particles, carbon or graphite particles are added during their production, so that the plastic cap is conductive even without additional conductive coating.
  • This also has the advantage that an electrode in the subsequent electroplating is easier to connect to an electrode of a galvanic plant.
  • Preferred metal species for the coating in particular the galvanic coating copper, nickel and / or gold.
  • a chromium plating of the plastic surface of the cap can be advantageous.
  • a preferred layer sequence is, for example, the plastic substrate of the cap, a chromium layer, a copper layer and a nickel layer.
  • the chromium layer and / or the copper layer can preferably be applied by means of PVD methods. Subsequently, the nickel layer can be applied galvanically.
  • the coating 4a in FIG. 1 preferably extends at least as far as the sealing groove 10, at which the ultrasonic transducer is sealed in a receptacle of the measuring tube. If a metallic coating is also provided in the overlapping region 9 of the cap 3, a gas-tight connection between the cap 3 and the support sleeve 2 can be achieved by soldering, in particular by means of a soft solder.
  • the medium resistance of the ultrasonic transducer can be determined by the choice of
  • Coating metal to be matched to individual measuring media Coating metal to be matched to individual measuring media.
  • this can be used in existing ultrasonic transducers
  • Fig. 2 also an inner coating 4b of the cap 3 is shown.
  • This inner coating serves to protect the cap 3 from a coupling medium, e.g. Coupling fat may contain the hydrocarbon in the sensor.
  • This inner coating is preferably also formed as a metallic coating.
  • Fig. 3 shows an ultrasonic flowmeter with a measuring tube 13 one and two
  • Ultrasonic transducer pairs 14 and 15 include the ultrasonic transducers 14A, 14B, 15A and 15B. However, it is also possible to provide only one ultrasonic transducer pair. These are connected to an evaluation unit 16. Determining the flow rate and the
  • the ultrasonic transducers 14A, 14B, 15A, 15B can be designed in accordance with the exemplary embodiments illustrated in FIGS. 1 and 2.
  • 4 shows an arrangement with an ultrasonic fill level measuring device which is arranged on or in a container 17.
  • the container 17 contains a measuring medium M1 located therein and a further measuring medium M2, for example solvent vapors.
  • the fill level measuring device comprises an ultrasonic transducer 18 and an evaluation unit 19 connected thereto.
  • the ultrasonic transducer 18 is arranged on the lid or on the upper side of the container 17 on its container wall 17A.
  • the ultrasonic transducer 18 is designed according to the embodiment shown in Fig. 1 or 2.

Abstract

The invention relates to an ultrasonic transducer (1), in particular for a flow meter or a level gauge, comprising a housing (1a) and a piezo element (7) arranged inside the housing (1a) for generating or receiving ultrasonic signals, wherein the housing (1a) comprises a housing portion having a housing wall (3a) through which housing wall (3a) the ultrasonic signals are transmitted from the piezo element (7) to a medium, and wherein near said housing portion the housing wall (3a) has at least one metallic layer on a face (8) which can be impinged upon by a medium. The invention further relates to an ultrasonic flow meter and to a device for determining the fill level of a measurement medium in a container.

Description

Ultraschallwandler und Ultraschall-Durchflussmessgerät  Ultrasonic transducer and ultrasonic flowmeter
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ultraschallwandler nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Ultraschall-Durchflussmessgerät. The present invention relates to an ultrasonic transducer according to the preamble of claim 1 and an ultrasonic flowmeter.
Im Bereich der Ultraschallwandler-Aufbauten ist bereits eine Vielzahl von verschiedenen In the field of ultrasonic transducer assemblies is already a variety of different
Aufbauten und Schichtabfolgen bekannt. Structures and sequence of layers known.
Es sind Ultraschallwandler bekannt, welche Sensorgehäuse Stirnflächen aufweisen, aus welchen Ultraschallsignale aus dem Ultraschallwandler austreten bzw. an welchen ausgesandte Ultrasonic transducers are known which have sensor housings end faces from which ultrasound signals emerge from the ultrasound transducer or to which are emitted
Ultraschallsignale in den Ultraschallwandler eintreten. Diese Sensorgehäuse bestehen entweder aus Metall oder aus Kunststoff (z.B. Polyvinylidenfluorid). Stirnflächen aus Kunststoffmaterial werden eher bei Clamp-On Durchflussmessern eingesetzt, welche keinem direkten Kontakt mit dem Messmedium ausgesetzt sind. Sensorgehäuse aus Metall werden vorwiegend bei sogenannten Inline-Geräten eingesetzt, bei welchen die Stirnfläche mediumsberührend ist.  Ultrasonic signals enter the ultrasonic transducer. These sensor housings are made of either metal or plastic (e.g., polyvinylidene fluoride). Plastic end faces are more likely to be used with clamp-on flowmeters that are not exposed to direct contact with the sample. Metal sensor housings are predominantly used in so-called in-line devices, in which the end face is in contact with the medium.
Bei Inline-Geräten, bei welchen der Ultraschallwandler im Messrohr festgelegt ist, tritt häufig das Problem auf, dass die akustischen Eigenschaften, respektive die akustischen Impedanzen Z,, von der metallischen Gehäusewandung an das zu messende Medium schlecht angepasst sind, was zu Reflektionen R der akustischen Welle führen kann. Inline devices in which the ultrasonic transducer is fixed in the measuring tube, often the problem arises that the acoustic properties, respectively the acoustic impedances Z ,, from the metallic housing wall are poorly adapted to the medium to be measured, resulting in reflections R of the can cause acoustic wave.
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Ultraschallwandler bereitzustellen, bei welchem die vorbeschriebenen Probleme nur vermindert auftreten. Die Erfindung löst diese Aufgabe durch einen Ultraschallwandler mit den Merkmalen des Anspruchs 1. It is therefore an object of the present invention to provide an ultrasonic transducer in which the above-described problems occur only reduced. The invention solves this problem by an ultrasonic transducer having the features of claim 1.
Ein erfindungsgemäßer Ultraschallwandler, insbesondere für ein Durchflussmessgerät oder ein Füllstandsmessgerät, umfasst ein Gehäuse und ein innerhalb des Gehäuses angeordnetes Piezoelement zur Erzeugung oder zum Empfangen von Ultraschallsignalen, wobei das Gehäuse einen Gehäuseabschnitt aufweist, durch welchen die Ultraschallsignale vom Piezoelement an ein Medium übertragen werden, wobei das Gehäuse im Bereich dieses Gehäuseabschnitts eine Gehäusewandung aufweist, welche an einer mit einem Medium beaufschlagbaren Stirnfläche zumindest eine metallische Schicht aufweist. An inventive ultrasonic transducer, in particular for a flow meter or a level gauge, comprises a housing and a piezoelectric element disposed within the housing for generating or receiving ultrasonic signals, wherein the housing has a housing portion through which the ultrasonic signals are transmitted from the piezoelectric element to a medium, wherein the housing has a housing wall in the region of this housing section which has at least one metallic layer on an end face which can be acted upon by a medium.
Diese Gehäusewandung ist vorzugsweise aus Kunststoff oder alternativ aus Aluminium gefertigt. This housing wall is preferably made of plastic or alternatively of aluminum.
Der besagte Gehäuseabschnitt kann einstückig am Gehäuse ausgebildet sein. So kann das Gehäuse beispielsweise als ein Kunststoff-Spritzgussformkörper ausgebildet sein. Alternativ kann der besagte Gehäuseabschnitt im Falle eines mehrteiligen Gehäuses lediglich als Teil eines einzelnen Bauteils des Gehäuses ausgebildet sein. Die Stirnfläche kann insbesondere eben ausgebildet sein. Allerdings sind auch andere geometrische Ausgestaltungsvarianten, wie z.B. konische, konvexe oder konkave Stirnflächen denkbar. Durch die Gehäusewandung gelingt eine bessere Ankopplung des Ultraschallsignals an das Medium, verglichen mit den bisher verwandten Stahlgehäusen. Zugleich weist die The said housing portion may be integrally formed on the housing. Thus, the housing may be formed, for example, as a plastic injection molded article. Alternatively, in the case of a multi-part housing, said housing section may be formed merely as part of a single component of the housing. The end face can in particular be flat. However, other geometric design variants, such as conical, convex or concave end surfaces are conceivable. Through the housing wall, a better coupling of the ultrasonic signal to the medium, compared with the previously used steel housings. At the same time, the
Gehäusewandung keine oder nur eine marginal geringe Volumenzunahme auf, sofern sie mit einer metallischen Schicht versehen sind. Diese Schicht hat die Funktion einer Housing wall no or only a marginal small volume increase, provided they are provided with a metallic layer. This layer has the function of a
Diffusionssperrschicht. Sie kann in einer besonders bevorzugten Variante als Beschichtung ausgebildet sein. Alternativ kann die Schicht auch beim Herstellungsprozess der Diffusion barrier layer. It may be formed in a particularly preferred variant as a coating. Alternatively, the layer can also during the manufacturing process of
Gehäusewandung mit derselben verbunden werden. Dies kann z.B. beim Spritzgießen der Gehäusewandung durch ein Angießen des Kunststoffes an eine Metallfolie erfolgen.  Housing wall to be connected to the same. This can e.g. during injection molding of the housing wall by casting the plastic onto a metal foil.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Es ist von Vorteil, wenn der Gehäuseabschnitt vollständig aus Kunststoff besteht und mit einer metallischen Schicht versehen ist. It is advantageous if the housing section is completely made of plastic and provided with a metallic layer.
Es ist von Vorteil, wenn die metallische Schicht eine Metallspezies aufweist, ausgesucht aus folgenden Metallen: Kupfer, Nickel, Gold und Chrom. Diese Metalle sind einerseits It is advantageous if the metallic layer has a metal species selected from the following metals: copper, nickel, gold and chromium. These metals are on the one hand
vergleichsweise diffusionsdicht und weisen eine gute chemische und mechanische Beständigkeit auf. comparatively diffusion-tight and have good chemical and mechanical resistance.
Der Kunststoff kann insbesondere ein Polyetherimid, ein Polyethylen und/oder ein Polyamid sein. Diese formstabilen Kunststoffe ermöglichen eine gute Anpassung zwischen Piezoelement und Messmedium. The plastic may in particular be a polyetherimide, a polyethylene and / or a polyamide. These dimensionally stable plastics allow a good adaptation between the piezo element and the measuring medium.
Der Gehäuseabschnitt ist vorzugsweise als Kappe ausgebildet und daher einzeln austausch- und herstellbar. The housing portion is preferably formed as a cap and therefore individually exchangeable and manufacturable.
Zum Schutz der Gehäusewandung vor einer Diffusion des Koppelmediums weist die To protect the housing wall from diffusion of the coupling medium has the
Gehäusewandung auf der der mediumsberührenden Stirnfläche gegenüberliegenden Fläche vorteilhaft eine metallische Schicht auf. Die Volumenzunahme der Gehäusewandung bei Kontakt des Gehäuseabschnitts mit einem Medium beträgt vorzugsweise weniger als 0,5 Vol.%. Housing wall on the medium-contacting face opposite surface advantageously a metallic layer. The volume increase of the housing wall upon contact of the housing section with a medium is preferably less than 0.5 vol.%.
Für eine besonders zuverlässige Diffusionssperre einer Schicht in Form einer Beschichtung ist es von Vorteil, wenn die Schichtdicke der metallischen Beschichtung 0.5 - 500μιη beträgt. For a particularly reliable diffusion barrier of a layer in the form of a coating, it is advantageous if the layer thickness of the metallic coating is 0.5 to 500 μm.
Es ist von Vorteil, wenn die Beschichtung eine auf dem Kunststoff angeordnete erste Schicht mit 5-100 nm aufweist. Diese Schicht dient vorzugsweise als haftvermittelnde Schicht und kann beispielsweise ebenfalls eine metallische Schicht sein. Die zweite obere bzw. It is advantageous if the coating has a first layer of 5-100 nm arranged on the plastic. This layer preferably serves as an adhesion-promoting layer and may, for example, also be a metallic layer. The second upper or
mediumsbeaufschlagbare metallische Schicht dient als eigentliche Diffusionssperre und weist vorzugsweise eine Schichtdicke von 350-3000 nm auf. Das Medium, mit welchem die metallische Schicht beaufschlagt wird, ist im Falle eines medium-loadable metallic layer serves as the actual diffusion barrier and preferably has a layer thickness of 350-3000 nm. The medium with which the metallic layer is applied is in the case of
Durchflussmessgerätes in erster Linie das Messmedium. Bei einem Füllstandsmessgerät muss sich dies nicht zwingend um das Messmedium handeln, sondern es kann sich beispielsweise auch um kondensierte Flüssigkeitstropfen, Lösungsmitteldämpfe oder dergleichen handeln, welche über dem Messmedium angeordnet sind. Flowmeter primarily the measuring medium. In the case of a fill level measuring device, this does not necessarily have to be the measuring medium, but it can also be, for example, condensed liquid drops, solvent vapors or the like, which are arranged above the measuring medium.
Zwischen dem Kunststoff der Gehäusewandung und einer ersten Schicht einer als metallische Beschichtung ausgebildeten metallischen Schicht ist vorzugsweise ein Leitlack vorgesehen. Dies ist von Vorteil, um eine galvanische Beschichtung aufzubringen. Mit einer solchen Between the plastic of the housing wall and a first layer of a metallic coating formed as a metallic coating, a conductive ink is preferably provided. This is advantageous to apply a galvanic coating. With such
Beschichtungsmethode können auch größere Schichtdicken auf der Gehäusewandung aufgebracht werden. Ein Leitlack schafft dabei eine optimale Leitfähigkeit und eine gute Coating method, even larger layer thicknesses can be applied to the housing wall. A conductive ink creates optimum conductivity and a good conductivity
Oberflächenanhaftung für das galvanische Beschichtungssystem. Surface adhesion for the galvanic coating system.
Alternativ oder zusätzlich kann die Gehäusewandung oder der Gehäuseabschnitt aus einem leitfähigen Kunststoff bestehen. Dies ermöglicht eine bessere Befestigung einer Elektrode (Kathode) der Galvanikanlage am zu beschichtenden Objekt. Alternatively or additionally, the housing wall or the housing section may consist of a conductive plastic. This allows a better attachment of an electrode (cathode) of the galvanic plant on the object to be coated.
Das Gehäuse des Ultraschallwandlers kann vorteilhaft mehrteilig aufgebaut sein, wobei die Kappe mit einer Stützhülse zur Befestigung des Ultraschallwandlers in der Wandung eines Messrohres oder eines Behälters verbunden ist, wobei die Verbindung über ein Weichlot erfolgt. Zur Verbindung mit der Stützhülse sollte sowohl die Kappe als auch die Stützhülse im The housing of the ultrasonic transducer can advantageously be constructed in several parts, wherein the cap is connected to a support sleeve for fixing the ultrasonic transducer in the wall of a measuring tube or a container, wherein the connection is made via a soft solder. To connect to the support sleeve, both the cap and the support sleeve in
Verbindungsbereich eine metallische Beschichtung aufweisen oder aus Metall bestehen. Das Weichlot schafft eine stoffschlüssige und dichte Verbindung zwischen Kappe und Connection region have a metallic coating or consist of metal. The soft solder creates a cohesive and tight connection between the cap and
Stützhülse.Alternativ kann Klebstoff, insbesondere ein Epoxidharz oder ein Silikon, zur Stützhülse.Alternativ adhesive, in particular an epoxy resin or a silicone, for
Verbindung der Teile verwendet werden. Connection of the parts are used.
Erfindungsgemäß weist ein Ultraschall-Durchflussmessgerät zur Ermittlung der According to the invention, an ultrasonic flowmeter for determining the
Durchflussgeschwindigkeit oder des Volumendurchflusses eines Messmediums ein Messrohr und zumindest zwei entlang des Messrohres angeordnete Ultraschallwandler gemäß Anspruch 1 , derart, dass die Ultraschallwandler bereichsweise in Kontakt mit dem Messmedium stehen. Die Ermittlung der Durchflussgeschwindigkeit oder des Volumendurchflusses erfolgt dabei vorzugsweise mittels der an sich bekannten Laufzeitdifferenzmethode. Ein jeder der beiden Ultraschallwandler fungiert dabei je nach Betriebsmodus sowohl als Sender von Flow rate or the volume flow of a measuring medium, a measuring tube and at least two arranged along the measuring tube ultrasonic transducer according to claim 1, such that the ultrasonic transducers are partially in contact with the measuring medium. The determination of the flow rate or the volume flow is preferably carried out by means of the known transit time difference method. Depending on the operating mode, each of the two ultrasonic transducers functions both as transmitter of
Ultraschallsignalen an den komplementären Ultraschallwandler als auch als Empfänger von Ultraschallsignalen vom komplementären Ultraschallwandler. Ultrasonic signals to the complementary ultrasonic transducer and as a receiver of ultrasonic signals from the complementary ultrasonic transducer.
Erfindungsgemäß umfasst eine Vorrichtung zur Bestimmung des Füllstandes eines According to the invention, a device for determining the level of a
Messmediums in einem Behälter, den Behälter, mit einem Innenvolumen, welches durch eine Behälterwandung begrenzt wird, und ein Ultraschall-Füllstandsmessgerät mit zumindest einem Ultraschallwandler nach Anspruch 1 , welcher in der Behälterwandung festgelegt ist und wobei zumindest der Gehäuseabschnitt in das Innenvolumen des Behälters hineinragt. Measuring medium in a container, the container, with an inner volume which is bounded by a container wall, and an ultrasonic level gauge with at least one ultrasonic transducer according to claim 1, which is fixed in the container wall and wherein at least the housing portion protrudes into the inner volume of the container.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Nachfolgend wird der Gegenstand der Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiele in den beigefügten Figuren näher erläutert. Sie zeigen: Further advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims. The subject matter of the invention will be explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment in the attached figures. They show:
Fig. 1 Schnittansicht eines ersten erfindungsgemäßen Ultraschallwandlers; Fig. 2 Perspektivansicht des ersten Ultraschallwandlers; Fig. 1 sectional view of a first ultrasonic transducer according to the invention; FIG. 2 is a perspective view of the first ultrasonic transducer; FIG.
Fig. 3 schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Ultraschall-Durchflussmessgerätes; und Fig. 3 is a schematic representation of an ultrasonic flowmeter according to the invention; and
Fig. 4 schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Ultraschall-Füllstandsmessgerätes. Fig. 4 is a schematic representation of an ultrasonic level gauge according to the invention.
Fig. 1 und 2 zeigen einen Ultraschallwandler 1 eines Ultraschall-Durchflussmessgerätes oder eines Füllstandsmessgerätes. Im Folgenden soll die Anwendung des Ultraschallwandlers 1 mit Bezug auf ein In-Line Durchflussmessgerät näher erläutert werden. Gegenständlich 1 and 2 show an ultrasonic transducer 1 of an ultrasonic flowmeter or a level gauge. In the following, the application of the ultrasonic transducer 1 with respect to an in-line flowmeter will be explained in more detail. representational
unterscheidet sich der nachfolgend beschriebene Ultraschallwandler für ein Durchflussmessgerät jedoch nicht von dem eines Füllstandsmessgerätes. Es sollte allerdings beachtet werden, dass im Falle des In-Line Durchflussmessgerätes der Ultraschallwandler in direktem Kontakt zu einem Messmedium steht, während im Falle des Füllstandsmessgerätes (siehe Fig. 4) der However, the ultrasonic transducer for a flowmeter described below does not differ from that of a level gauge. It should be noted, however, that in the case of the in-line flowmeter, the ultrasonic transducer is in direct contact with a measurement medium, whereas in the case of the level gauge (see FIG. 4)
Ultraschallwandler in vielen Anwendungen nicht zwingend mit dem Messmedium M1 , sondern mit einem anderen Medium M2 (Lösungsmitteldämpfe, Kondensationstropfen, Luft, usw.) in Kontakt steht. Ultrasonic transducer in many applications is not necessarily in contact with the measuring medium M1, but with another medium M2 (solvent vapors, condensation droplets, air, etc.) in contact.
Der Ultraschallwandler (1 ) der Fig. 1 weist ein Gehäuse 1 a auf, welches in Fig. 1 und 2 einen zweiteiligen Aufbau aufweist. Innerhalb des Gehäuses 1 a ist ein Piezoelement 7 angeordnet, welches, je nachdem ob es sich in einem Sende- oder Empfangsbetrieb befindet, The ultrasound transducer (1) of FIG. 1 has a housing 1 a, which in FIGS. 1 and 2 has a two-part construction. Within the housing 1 a, a piezoelectric element 7 is arranged, which, depending on whether it is in a transmitting or receiving operation,
Ultraschallsignale in das Messmedium aussendet oder Ultraschallsignale aus dem Messmedium empfängt. Zwischen dem Piezoelement und dem Messmedium ist ein Gehäuseabschnitt angeordnet, welcher in Fig. 1 und 2 als Kappe 3 ausgebildet ist. Der Gehäuseabschnitt weist eine Gehäusewandung aus Kunststoff 3a auf, durch welche Gehäusewandung 3a die Transmits ultrasonic signals into the measuring medium or receives ultrasonic signals from the measuring medium. Between the piezoelectric element and the measuring medium, a housing section is arranged, which is formed in FIGS. 1 and 2 as a cap 3. The housing section has a housing wall made of plastic 3a, through which housing wall 3a the
Ultraschallsignale vom Piezoelement 7 an das Messmedium übertragen werden. Ultrasonic signals are transmitted from the piezoelectric element 7 to the measuring medium.
Die Gehäusewandung weist eine mit einem Medium beaufschlagbare Stirnfläche 8 auf, welche in Fig. 1 und 2 als ebene Stirnfläche dargestellt ist. The housing wall has an end face 8 that can be acted upon by a medium, which is shown in FIGS. 1 and 2 as a flat end face.
Das Gehäuse kann selbstverständlich auch einteilig aufgebaut sein oder sich aus mehr als zwei Teilen zusammensetzen. The housing can of course be constructed in one piece or composed of more than two parts.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht der Ultraschallwandler 1 zudem aus einer In the present embodiment, the ultrasonic transducer 1 also consists of a
Stützhülse 2 und der darauf aufgesetzten Kappe 3 mit der Stirnfläche 8. Die Stützhülse 2 kann aus einem Kunststoff bestehen oder aus einem Metall, beispielsweise Edelstahl. Sie weist einen Hohlraum auf, der Anordnung von Elektronikbauteilen und/oder zur Durchführung einer nicht näher dargestellten Leitung zum Signalabgriff eines empfangenen Ultraschallsignals und/oder zur Energieversorgung eines Piezoelements. Der Hohlraum kann mittels eines Vergussmaterials vergossen werden. Support sleeve 2 and the cap 3 mounted thereon with the end face 8. The support sleeve 2 may consist of a plastic or of a metal, such as stainless steel. It has a cavity, the arrangement of electronic components and / or for performing a non-illustrated line for signal picking up a received ultrasonic signal and / or Power supply of a piezoelectric element. The cavity can be potted by means of a potting material.
Die Kappe 3 ist aus Kunststoff gefertigt. Dies hat den Vorteil einer deutlich verbesserten The cap 3 is made of plastic. This has the advantage of a significantly improved
Impedanzanpassung zwischen dem Messmedium und dem Piezoelement. Dies soll anhand folgender Formel verdeutlicht werden:
Figure imgf000006_0001
Impedance matching between the measuring medium and the piezo element. This will be illustrated by the following formula:
Figure imgf000006_0001
Die beiden Indizes stehen für beliebige Medien durch welche ein Ultraschallsignal gesendet wird. Typische Werte für akustische Impedanzen sind: The two indices stand for any media through which an ultrasonic signal is sent. Typical values for acoustic impedances are:
Wasser 1 ,5 MRayl  Water 1, 5 MRayl
Polyetherimid 2,5 MRayl  Polyetherimide 2.5 MRayl
Aluminium 17 MRayl  Aluminum 17 MRayl
Piezoelement 18...30 MRayl  Piezo element 18 ... 30 MRayl
Stahl 42 MRayl Steel 42 MRayl
Ebenfalls ist das Minimum der Reflektion/ Maximum der Transmission einer Zwischenschicht Z2 - z.B. zwischen Piezokeramik Z-ι und Wasser Z3 bei einem Wert von Z2 = ^Zx * Z3 Also, the minimum of the reflection / maximum of the transmission of an intermediate layer Z 2 - eg between piezoceramic Z-ι and water Z 3 at a value of Z 2 = ^ Z x * Z 3rd
zu finden. to find.
Daraus folgt, dass die Differenz für einen typischen Inline Ultraschallwandler aus mit einem Stahlgehäuse mit Wasser eine schlechtere Kombination als ein Kunststoffgehäuse mit Wasser darstellt.  It follows that the difference for a typical inline ultrasonic transducer made with a steel housing with water is a worse combination than a plastic housing with water.
Ein entsprechender Kunststoff kann beispielsweise ein Polyetherimid (PEI), ein Polyethylen (PE) oder ein Polyamid (PA) sein. Dabei ist insbesondere PEI aufgrund seiner hohen A corresponding plastic may be, for example, a polyetherimide (PEI), a polyethylene (PE) or a polyamide (PA). In particular, PEI is due to its high
Temperaturbeständigkeit von bis zu 170°C bevorzugt. Temperature resistance of up to 170 ° C is preferred.
Ebenfalls sind Gehäuse aus Aluminium möglich, die den chemischen Prozessen nicht standhalten, aber durch eine entsprechende Beschichtung geschützt werden. Aluminium ist bei einem korrosiven Angriff aufgrund auftretender Oberflächenveränderungen akustisch nicht mehr nutzbar und nur noch bedingt druckstabil. Diese metallischen Gehäuse haben den Vorteil einer besseren Zonentrennung im Ex-Bereich. Aluminum enclosures are also possible, which do not withstand the chemical processes but are protected by a suitable coating. Aluminum is no longer acoustically usable in a corrosive attack due to surface changes occurring and is only conditionally pressure-stable. These metallic housings have the advantage of better zone separation in the Ex area.
Die Kappe 3 weist ebenfalls eine zylindrische Grundform auf und einen Hohlraum, welcher auf einer Seite in den Hohlraum der Stützhülse 2 übergeht. Die Kappe 3 weist endständig die besagte ebene Stirnfläche 8 auf. Alternativ sind auch spitz-zulaufende, konkave oder konvexe Stirnflächen in weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsvarianten der Erfindung möglich. Parallel zu dieser ebenen Stirnfläche 8 ist im Hohlraum der Kappe 3 ein ebenes Piezoelement 7 angeordnet. Zwischen dem Piezoelement 7 und der Kappe 3 können weitere Lagen, respektive Koppel- und Anpassungsschichten zur besseren Übertragung eines Ultraschallsignals vom Piezoelement auf die Gehäusewandung 3a bzw. die Kappenwandung angeordnet sein. Eine Anpassungsschicht hat die Funktion die Übertragung des Ultraschallpegels zwischen zwei Materialien, bzw. Medien, zu verstärken (z.B. zwischen Piezoelement und Luft). Das wird durch eine Anpassung der akustischen Impedanz ermöglicht. Die Anpassungsschicht weist eine The cap 3 also has a cylindrical basic shape and a cavity which merges on one side into the cavity of the support sleeve 2. The cap 3 has the end face the said flat end face 8. Alternatively, pointed, concave or convex end faces are possible in further advantageous embodiment variants of the invention. Parallel to this flat end face 8 a planar piezoelectric element 7 is arranged in the cavity of the cap 3. Between the piezoelectric element 7 and the cap 3 further layers, respectively coupling and adaptation layers for better transmission of an ultrasonic signal from the piezoelectric element to the housing wall 3a or the cap wall can be arranged. An adaptation layer has the function of amplifying the transmission of the ultrasonic level between two materials or media (eg between piezo element and air). This is made possible by an adaptation of the acoustic impedance. The matching layer has a
Impedanz auf, die zwischen den Impedanzen der zwei anzupassenden Materialien liegt. Die Dicke einer Anpassungsschicht liegt bevorzugt nah zum Lambda-Viertel, also einem Viertel der Wellenlänge des Ultraschallsignals in dem Material der Anpassungsschicht. Impedance, which lies between the impedances of the two materials to be adapted. The thickness of an adaptation layer is preferably close to the quarter-wave, ie a quarter of the wavelength of the ultrasound signal in the material of the matching layer.
Eine Koppelschicht hat die Funktion zwei aktiven Schichten anzukoppeln, z.B. das Piezoelement und eine Anpassungsschicht. Es besteht klassischerweise aus Klebstoff oder aus einer A coupling layer has the function of coupling two active layers, e.g. the piezoelectric element and an adaptation layer. It is classically made of glue or one
Flüssigkeit wie Öl oder Fett. Die Schichtdicke ist meist geringer als die einer Anpassungsschicht und beträgt meist unter Lambda-Zehntel. Liquid like oil or fat. The layer thickness is usually lower than that of a matching layer and is usually below lambda tenths.
Die Stützhülse 2 weist zudem zwei Gewinde 2a und 6 auf, wobei das Gewinde 6 vorgesehen ist zum Anschluss an eine Halterung eines Messrohres eines Ultraschallwandlers und das Gewinde 2a vorgesehen ist zum Anschluss eines nicht näher dargestellten Signalübertragungs- und/oder Stromversorgungskabels zur Verbindung des Ultraschallwandlers 1 zu einer Auswerteeinheit des Ultraschall-Durchflussmessgerätes. The support sleeve 2 also has two threads 2a and 6, wherein the thread 6 is provided for connection to a holder of a measuring tube of an ultrasonic transducer and the thread 2a is provided for connecting a signal transmission and / or power supply cable, not shown, for connecting the ultrasonic transducer to an evaluation unit of the ultrasonic flowmeter.
Die Stützhülse 2 weist eine Fügekante 5 auf. Diese Fügekante 5 begrenzt eine Aufnahme in welche die Kappe 2 bereichsweise eingesetzt ist. Ein Überlappungsbereich 9 ist dabei in die Aufnahme der Stützhülse eingeführt. The support sleeve 2 has a joining edge 5. This joining edge 5 limits a receptacle in which the cap 2 is used in some areas. An overlap region 9 is inserted into the receptacle of the support sleeve.
Selbstverständlich kann der besagte Überlappungsbereich 9 der Kappe 3 auch am Innenumfang angeordnet sein, sofern die Stützhülse bei geometrischer Abwandlung der Kappe in eine Of course, the said overlap region 9 of the cap 3 can also be arranged on the inner circumference, provided that the support sleeve with geometric modification of the cap in a
Ausnahme der Kappe gesteckt wird. Zwischen dem Überlappungsbereich 9 der Kappe 3 und der Stützhülse 2 kann eine Dichtung eingesetzt sein. Except the cap is plugged. Between the overlap region 9 of the cap 3 and the support sleeve 2, a seal may be used.
An den Überlappungsbereich 9 schließt sich eine Dichtnut 10 an. In die Dichtnut 10 kann ein Dichtring eingesetzt werden. Sie verbessert die Dichtigkeit des Ultraschallwandlers 1 bei dessen Befestigung in einem Messrohr gegenüber dem Messmedium. At the overlap region 9, a sealing groove 10 connects. In the sealing groove 10, a sealing ring can be used. It improves the tightness of the ultrasonic transducer 1 when it is mounted in a measuring tube relative to the measuring medium.
Die Stirnfläche 8 und je nach Wandstärke ein Teil der sich an die Stirnfläche anschließenden Randfläche 11 befindet sich bei bestimmungsgemäßem Betrieb des Ultraschallwandlers 1 in einem Ultraschall-Durchflussmessgerät in direktem Kontakt mit dem Messmedium. The end face 8 and, depending on the wall thickness, a part of the edge surface 11 adjoining the end face is in normal operation of the ultrasonic transducer 1 in an ultrasonic flowmeter in direct contact with the measuring medium.
Die Kappe 3 besteht aus Kunststoff und weist somit eine Gehäusewandung 3a aus Kunststoff auf, welche zwischen dem Piezoelement 7 und dem Messmedium angeordnet ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel treten die vom Piezoelement 7 erzeugten Ultraschallsignale insbesondere im Bereich der Stirnfläche 8 in das Messmedium ein. The cap 3 is made of plastic and thus has a housing wall 3a made of plastic, which is arranged between the piezoelectric element 7 and the measuring medium. In the present embodiment, the ultrasonic signals generated by the piezoelectric element 7, in particular in the region of the end face 8, enter the measuring medium.
Zumindest die Stirnfläche 8 der Kappe aus Kunststoff ist als eine metallische Schicht in Form einer Beschichtung 4a ausgebildet. Eine metallische Schicht z.B. als dünne Folie kann als eine Deckschicht der Kappe auch beim Herstellungsprozess an der Kappe festgelegt, z.B. At least the end face 8 of the plastic cap is formed as a metallic layer in the form of a coating 4a. A metallic layer e.g. as a thin film can be defined as a cover layer of the cap also in the manufacturing process on the cap, e.g.
angegossen werden, sie kann allerdings auch als Beschichtung aufgebracht werden. Die metallische Schicht auf der Kappe verhindert oder vermindert die Diffusion des Messmediums in das Kunststoffmaterial der Kappe 3. can be cast, but it can also be applied as a coating. The metallic layer on the cap prevents or reduces the diffusion of the measuring medium into the plastic material of the cap 3.
Daher können die erfindungsgemäßen Ultraschallwandler besonders bevorzugt in In-Line Ultraschall-Durchflussmessgeräten eingesetzt werden, bei denen die Stirnfläche 8 des Therefore, the ultrasonic transducers according to the invention can be particularly preferably used in in-line ultrasonic flowmeters, in which the end face 8 of
Ultraschallwandlers dauerhaft in Kontakt mit dem Messmedium steht. Auch bei Ultrasonic transducer permanently in contact with the measuring medium. Also at
Füllstandsmessgeräten können sich an der Oberfläche des Ultraschallwandlers ebenfalls Kondensationstropfen ablagern, welche zur Diffusion neigen. Auch Lösungsmitteldämpfe können sich anlagern und sind in der Lage in Kunststoffmaterial einzudiffundieren. Level gauges can also deposit condensation droplets on the surface of the ultrasonic transducer which tend to diffuse. Solvent vapors can also accumulate and are able to diffuse into plastic material.
Durch die metallische Beschichtung auf der Kunststoffwandung der Kappe 3 wird eine By the metallic coating on the plastic wall of the cap 3 is a
Volumenzunahme des Kunststoffes durch Quellung auf vorzugsweis unter 0,5 Vol% vermindert oder besonders bevorzugt vollständig verhindert. Durch die definierte Wandstärke der Kappe im Bereich der Stirnfläche 8 während des Betriebes des Ultraschall-Durchflussmessgerätes kann eine genauere Messung erfolgen. Volume increase of the plastic by swelling preferably reduced to less than 0.5 vol%, or particularly preferably completely prevented. Due to the defined wall thickness of the cap in the region of the end face 8 during operation of the ultrasonic flowmeter, a more accurate measurement can take place.
Typische aggressive Messmedien, welche den Kunststoff der Kappe angreifen sind Typical aggressive media that attack the plastic of the cap
beispielsweise niedermolekulare Alkohole wie Ethanol oder Methanol, Tetrahydrofuran (THF), Aceton oder Acetonitril sowie Kohlenwasserstoffe wie Benzin oder Diesel. for example, low molecular weight alcohols such as ethanol or methanol, tetrahydrofuran (THF), acetone or acetonitrile and hydrocarbons such as gasoline or diesel.
Bei der metallischen Beschichtung kann es sich um eine einschichtige oder mehrschichtige Beschichtung handeln. The metallic coating may be a single-layer or multi-layer coating.
Eine einschichtige oder mehrschichtige Beschichtung kann vorzugsweise durch A single-layer or multi-layer coating can preferably by
Gasphasenabscheiden, beispielsweise durch Bedampfen, Sputtern, Lichtbogen-, Vapor deposition, for example by vapor deposition, sputtering, arc,
Elektronenstrahl- oder Laserstrahlverdampfen erfolgen. Auch ein Metallspritzen und/oder Flammspritzen unter Verwendung von Spritzdrähte nach DIN EN ISO 14919 und Electron beam or laser beam evaporation take place. Also, a metal spraying and / or flame spraying using injection wires according to DIN EN ISO 14919 and
Metallspritzpulver nach DIN EN 1274 kann vorteilhaft zum Auftrag angewandt werden. Metal spray powder according to DIN EN 1274 can be used advantageously for the job.
Auch streichbare Metallüberzüge umfassend zumindest ein Bindemittel und zu mehr als 50 Gew.%, vorzugsweise mehr als 90 Gew.% Metallpartikel können als Beschichtungsmaterial eingesetzt werden. Diese sind allerdings bei einer einschichtigen Beschichtung gegenüber den vorgenannten Beschichtungsmethoden eher als weniger bevorzugte Ausführungsvariante anzusehen, da der Binder je nach Messmedium teilweise gelöst werden kann oder eine Quellung auftreten kann, welche allerdings verglichen zur Kunststoff der Kappe 3 geringer ausfällt. Bevorzugt ist ebenfalls ein nasschemischer Auftrag der obersten Metallschicht auf die Kappe. Also paintable metal coatings comprising at least one binder and more than 50 wt.%, Preferably more than 90 wt.% Metal particles can be used as a coating material. However, in the case of a single-layer coating, these are to be regarded as a less preferred embodiment variant than the abovementioned coating methods, since the binder can be partially dissolved depending on the measuring medium or a swelling can occur which, however, is lower compared to the plastic of the cap 3. Also preferred is a wet-chemical application of the topmost metal layer to the cap.
Als bevorzugtes Verfahren kann die Metallschicht durch elektrochemische Abscheidung aufgebracht werden. Besonders bevorzugt ist dabei eine galvanische Abscheidung oder ein Verchromen. Insbesondere bei der galvanischen Abscheidung kann durch die Regelung der Stromdichte und/oder der Stromstärke und/oder der Verweilzeit im Galvanikbad die Schichtdicke der Beschichtung eingestellt werden. As a preferred method, the metal layer may be deposited by electrochemical deposition. Particularly preferred is a galvanic deposition or a chrome plating. Particularly in the case of galvanic deposition, the layer thickness of the coating can be adjusted by regulating the current density and / or the current intensity and / or the residence time in the electroplating bath.
Voraussetzung für eine elektrochemische Abscheidung ist eine leitfähige Oberfläche. The prerequisite for electrochemical deposition is a conductive surface.
Diese kann beispielsweise bei einer mehrschichtigen Beschichtung beispielsweise als eine Schicht aus Leitlack (z.B. Silber- oder Graphitleitlack) auf den Kunststoff aufgebracht werden. For example, in the case of a multilayer coating, this may be applied to the plastic, for example as a layer of conductive ink (for example silver or graphite conductive ink).
Alternativ können dem Kunststoffmaterial der Kunststoffkappe bei ihrer Herstellung Metallpartikel, Kohlenstoff- oder Graphitpartikel zugesetzt werden, so dass die Kunststoff kappe auch ohne zusätzliche leitfähige Beschichtung leitfähig ist. Dies hat zudem den Vorteil, dass eine Elektrode bei der anschließenden Galvanikbeschichtung leichter an eine Elektrode einer Galvanikanlage anschließbar ist. Bevorzugte Metallspezies für die Beschichtung, insbesondere der galvanischen Beschichtung Kupfer, Nickel und/oder Gold. Auch eine Verchromung der Kunststoffoberfläche der Kappe kann vorteilhaft erfolgen. Alternatively, the plastic material of the plastic cap metal particles, carbon or graphite particles are added during their production, so that the plastic cap is conductive even without additional conductive coating. This also has the advantage that an electrode in the subsequent electroplating is easier to connect to an electrode of a galvanic plant. Preferred metal species for the coating, in particular the galvanic coating copper, nickel and / or gold. A chromium plating of the plastic surface of the cap can be advantageous.
Selbstverständlich können auch mehrere unterschiedliche Metallschichten übereinander galvanisch auf dem Substrat, also der Stirnfläche abgeschieden werden. Eine bevorzugte Schichtabfolge ist beispielsweise das Kunststoffsubstrat der Kappe, eine Chromschicht, eine Kupferschicht und eine Nickelschicht. Of course, several different metal layers can be deposited one above the other galvanically on the substrate, so the end face. A preferred layer sequence is, for example, the plastic substrate of the cap, a chromium layer, a copper layer and a nickel layer.
Die Chromschicht und/oder die Kupferschicht kann vorzugsweise mittels PVD-Verfahren aufgebracht werden. Anschließend kann galvanisch die Nickelschicht aufgebracht werden. The chromium layer and / or the copper layer can preferably be applied by means of PVD methods. Subsequently, the nickel layer can be applied galvanically.
Ein weiterer Vorteil der metallischen Beschichtung ist eine bessere Benetzbarkeit der Another advantage of the metallic coating is a better wettability of the
Metallbeschichtung der Stirnfläche gegenüber der reinen Kunststoffoberfläche mit dem Metal coating of the face opposite to the pure plastic surface with the
Messmedium. Dadurch erfolgt eine bessere akustische Anpassung zwischen Measuring medium. This results in a better acoustic adjustment between
Ultraschallwandleroberfläche und Messmedium. Ultrasonic transducer surface and measuring medium.
Die Beschichtung 4a erstreckt sich in Fig. 1 vorzugsweise zumindest bis zur Dichtnut 10, an welcher der Ultraschallwandler in einer Aufnahme des Messrohres abgedichtet ist. Sofern eine metallische Beschichtung auch im Überlappungsbereich 9 der Kappe 3 vorgesehen ist, kann eine gasdichte Verbindung zwischen der Kappe 3 und der Stützhülse 2 durch eine Verlötung, insbesondere mittels einem Weichlot erreicht werden. Durch Kombination eines Kunststoffgehäuses insbesondere bei Inline-Sensoren mit einer metallischen Beschichtung anstelle des bisher üblichen Stahlgehäuses kann eine höhere The coating 4a in FIG. 1 preferably extends at least as far as the sealing groove 10, at which the ultrasonic transducer is sealed in a receptacle of the measuring tube. If a metallic coating is also provided in the overlapping region 9 of the cap 3, a gas-tight connection between the cap 3 and the support sleeve 2 can be achieved by soldering, in particular by means of a soft solder. By combining a plastic housing, especially inline sensors with a metallic coating instead of the usual steel housing, a higher
Empfindlichkeit, eine höhere Genauigkeit, eine größere Bandbreite und ein besseres SNR- Verhältnis erreicht werden. Sensitivity, higher accuracy, wider bandwidth, and better SNR ratio.
Die Mediumsbeständigkeit des Ultraschallwandlers kann durch die Wahl des The medium resistance of the ultrasonic transducer can be determined by the choice of
Beschichtungsmetalls auf einzelne Messmedien abgestimmt werden. Coating metal to be matched to individual measuring media.
Bei einer Ausgestaltung als Kappe kann diese bei bestehenden Ultraschallwandlern In an embodiment as a cap, this can be used in existing ultrasonic transducers
ausgetauscht werden, ohne den gesamten Ultraschallwandler auszutauschen. be replaced without replacing the entire ultrasonic transducer.
In Fig. 2 ist zudem eine Innenbeschichtung 4b der Kappe 3 dargestellt. Diese Innenbeschichtung dient zum Schutz der Kappe 3 vor einem Koppelmedium, z.B. Koppelfett das Kohlenwasserstoff enthalten kann, im Sensor. Diese Innenbeschichtung ist vorzugsweise auch als metallische Beschichtung ausgebildet. In Fig. 2 also an inner coating 4b of the cap 3 is shown. This inner coating serves to protect the cap 3 from a coupling medium, e.g. Coupling fat may contain the hydrocarbon in the sensor. This inner coating is preferably also formed as a metallic coating.
Fig. 3 zeigt ein Ultraschall-Durchflussmessgerät mit einem Messrohr 13 einer und zwei Fig. 3 shows an ultrasonic flowmeter with a measuring tube 13 one and two
Ultraschallwandlerpaaren 14 und 15 umfassend die Ultraschallwandler 14A, 14B, 15A und 15B. Es ist jedoch auch möglich lediglich ein Ultraschallwandlerpaar vorzusehen. Diese sind mit einer Auswerteeinheit 16 verbunden. Die Ermittlung der Durchflussgeschwindigkeit und des Ultrasonic transducer pairs 14 and 15 include the ultrasonic transducers 14A, 14B, 15A and 15B. However, it is also possible to provide only one ultrasonic transducer pair. These are connected to an evaluation unit 16. Determining the flow rate and the
Volumendurchflusses kann bei diesem Aufbau anhand der Laufzeitdifferenzmethode erfolgen. Die Ultraschallwandler 14A, 14B, 15A, 15B können dabei entsprechend den in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen ausgebildet sein. Fig. 4 zeigt eine Anordnung mit einem Ultraschall-Füllstandsmessgerät welches an oder in einem Behälter 17 angeordnet ist. Der Behälter 17 enthält ein darin befindliches Messmedium M1 und ein weiteres Messmedium M2, beispielsweise Lösungsmitteldämpfe. Das Füllstandsmessgerät umfasst einen Ultraschallwandler 18 und eine damit verbundene Auswerteeinheit 19. Wie erkennbar ist, ist der Ultraschallwandler 18 am Deckel bzw. an der Oberseite des Behälters 17 an dessen Behälterwandung 17A angeordnet. Der Ultraschallwandler 18 ist dabei gemäß dem in Fig. 1 oder 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ausgestaltet. Volume flow can be done in this structure using the transit time difference method. The ultrasonic transducers 14A, 14B, 15A, 15B can be designed in accordance with the exemplary embodiments illustrated in FIGS. 1 and 2. 4 shows an arrangement with an ultrasonic fill level measuring device which is arranged on or in a container 17. The container 17 contains a measuring medium M1 located therein and a further measuring medium M2, for example solvent vapors. The fill level measuring device comprises an ultrasonic transducer 18 and an evaluation unit 19 connected thereto. As can be seen, the ultrasonic transducer 18 is arranged on the lid or on the upper side of the container 17 on its container wall 17A. The ultrasonic transducer 18 is designed according to the embodiment shown in Fig. 1 or 2.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
I Ultraschallwandler 1 a Gehäuse I ultrasonic transducer 1 a housing
2 Stützhülse 2 support sleeve
2a Gewinde  2a thread
3 Kappe 3 cap
3a Gehäusewandung 4a Beschichtung  3a housing wall 4a coating
4b Innenbeschichtung4b internal coating
5 Fügekante 5 joining edge
6 Gewinde  6 threads
7 Piezoelement  7 piezo element
8 Stirnfläche  8 face
9 Überlappungsbereich9 overlap area
10 Dichtnut 10 sealing groove
I I Randfläche  I I edge area
12 Anschlussadapter 12 connection adapter
13 Messrohr 13 measuring tube
14 Ultraschallwandlerpaar14 ultrasonic transducer pair
14A Ultraschallwandler 14B Ultraschallwandler14A ultrasonic transducer 14B ultrasonic transducer
15 Ultraschallwandlerpaar 15A Ultraschallwandler 15B Ultraschallwandler15 Ultrasonic transducer pair 15A Ultrasonic transducer 15B Ultrasonic transducer
16 Auswerteeinheit 16 evaluation unit
17 Behälter  17 containers
17A Behälterwandung 17A tank wall
18 Ultraschallwandler 19 Auswerteeinheit 18 ultrasonic transducer 19 evaluation unit
M MessmediumM measuring medium
M1 MessmediumM1 measuring medium
M2 weiteres Medium M2 further medium

Claims

Patentansprüche  claims
Ultraschallwandler (1 ), insbesondere für ein Durchflussmessgerät oder ein Ultrasonic transducer (1), in particular for a flow meter or a
Füllstandsmessgerät, umfassend ein Gehäuse (1 a) und ein innerhalb des Gehäuses (1 a) angeordnetes Piezoelement (7) zur Erzeugung oder zum Empfangen von  Level gauge, comprising a housing (1 a) and within the housing (1 a) arranged piezoelectric element (7) for generating or for receiving
Ultraschallsignalen, wobei das Gehäuse (1 a) einen Gehäuseabschnitt mit einer  Ultrasonic signals, wherein the housing (1 a) has a housing section with a
Gehäusewandung (3a) aufweist, durch welche Gehäusewandung (3a) die  Housing wall (3 a), through which housing wall (3 a)
Ultraschallsignale vom Piezoelement (7) an ein Medium übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusewandung (3a) an einer mit einem Medium  Ultrasonic signals from the piezoelectric element (7) are transmitted to a medium, characterized in that the housing wall (3a) at one with a medium
beaufschlagbare Stirnfläche (8) zumindest eine metallische Schicht aufweist.  acted upon end face (8) has at least one metallic layer.
Ultraschallwandler nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ultrasonic transducer according to claim 1, characterized in that the
Gehäusewandung (3a) zumindest im Bereich des Gehäuseabschnittes aus Kunststoff oder Aluminium besteht und an der mit Medium beaufschlagbaren Stirnfläche (8) mit der metallischen Schicht versehen ist..  Housing (3a) at least in the region of the housing portion made of plastic or aluminum and is provided on the medium can be acted upon with the end face (8) with the metallic layer.
Ultraschallwandler, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultrasonic transducer, according to claim 2, characterized in that the
Gehäuseabschnitt vollständig aus Kunststoff besteht und mit der metallischen Schicht versehen ist.  Housing section completely made of plastic and is provided with the metallic layer.
Ultraschallwandler nach eine, der vorhergehenden Abschnitte, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Schicht zumindest eine Schicht einer Metallspezies aufweist ausgesucht aus folgenden Metallen: Kupfer, Nickel, Gold und Chrom. Ultrasonic transducer according to one of the preceding sections, characterized in that the metallic layer comprises at least one layer of a metal species selected from the following metals: copper, nickel, gold and chromium.
Ultraschallwandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff ein Polyetherimid, ein Polyethylen und/oder ein Polyamid ist. Ultrasonic transducer according to one of the preceding claims, characterized in that the plastic is a polyetherimide, a polyethylene and / or a polyamide.
Ultraschallwandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseabschnitt als Kappe (3) ausgebildet ist. Ultrasonic transducer according to one of the preceding claims, characterized in that the housing portion is formed as a cap (3).
Ultraschallwandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusewandung (3a) auf einer der mediumsberührenden Stirnfläche (8) gegenüberliegenden Fläche eine metallische Schicht aufweist. Ultrasonic transducer according to one of the preceding claims, characterized in that the housing wall (3a) on one of the medium-contacting end face (8) opposite surface has a metallic layer.
Ultraschallwandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Volumenzunahme der Gehäusewandung (3a) bei Kontakt des Ultrasonic transducer according to one of the preceding claims, characterized in that the volume increase of the housing wall (3a) upon contact of the
Gehäuseabschnitts mit einem Medium weniger ist als 0,5 Vol.%  Housing section with a medium less than 0.5 vol.%
Ultraschallwandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Schicht auf der Stirnfläche (8) und/oder auf der dieser Stirnfläche (8) gegenüberliegenden Fläche als eine metallische Beschichtung (4a, 4b) ausgebildet ist, wobei die Schichtdicke der metallischen Beschichtung (4a, 4b) 0.5 - 500 μιη beträgt. Ultrasonic transducer according to one of the preceding claims, characterized in that the metallic layer on the end face (8) and / or on the said end face (8) opposite surface as a metallic coating (4a, 4b) is formed, wherein the layer thickness of the metallic coating (4a, 4b) is 0.5-500 μιη.
10. Ultraschallwandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Schicht auf der Stirnfläche (8) und/oder auf der dieser Stirnfläche (8) gegenüberliegenden Fläche Teil einer mehrschichtigen metallischen BeSchichtung (4a, 4b) ist, wobei eine auf dem Kunststoff angeordnete erste Schicht mit 5-100 nm aufweist und eine zweite Schicht mit 350-3000 nm umfasst. 1 1. Ultraschallwandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Gehäusewandung (3a) aus Kunststoff und einer ersten Schicht der metallischen Beschichtung (4a, 4b) ein Leitlack vorgesehen ist. 10. Ultrasonic transducer according to one of the preceding claims, characterized in that the metallic layer on the end face (8) and / or on this end face (8) part of a multilayer metallic coating (4a, 4b), wherein a first layer arranged on the plastic has 5-100 nm and comprises a second layer of 350-3000 nm. 1 1. Ultrasonic transducer according to one of the preceding claims, characterized in that between the housing wall (3a) made of plastic and a first layer of the metallic coating (4a, 4b) is provided a conductive ink.
12. Ultraschallwandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusewandung (3a) oder der Gehäuseabschnitt aus einem leitfähigen12. Ultrasonic transducer according to one of the preceding claims, characterized in that the housing wall (3a) or the housing portion of a conductive
Kunststoff bestehen. Plastic exist.
13. Ultraschallwandler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1 a) des Ultraschallwandlers (1 ) mehrteilig aufgebaut ist, wobei die Kappe (3) mit einer Stützhülse (2) zur Befestigung des Ultraschallwandlers (1 ) in der Wandung eines 13. Ultrasonic transducer according to claim 5, characterized in that the housing (1 a) of the ultrasonic transducer (1) is constructed in several parts, wherein the cap (3) with a support sleeve (2) for fixing the ultrasonic transducer (1) in the wall of a
Messrohres oder einen Behälters verbunden ist, wobei die Verbindung über ein Weichlot erfolgt.  Measuring tube or a container is connected, wherein the connection is made via a soft solder.
14. Ultraschall-Durchflussmessgerät zur Ermittlung der Durchflussgeschwindigkeit oder des Volumendurchflusses eines Messmediums (M) mit einem Messrohr (13) und zumindest zwei entlang des Messrohres angeordneten Ultraschallwandlern (14A, 14B oder 15A, 15B) gemäß Anspruch 1 , derart dass die Ultraschallwandler (14A, 14B, 15A, 15B) bereichsweise in Kontakt mit dem Messmedium (M) stehen. 15. Vorrichtung zur Bestimmung des Füllstandes eines Messmediums(MI ) in einem Behälter14. An ultrasonic flowmeter for determining the flow rate or the volume flow rate of a measuring medium (M) with a measuring tube (13) and at least two arranged along the measuring tube ultrasonic transducers (14A, 14B or 15A, 15B) according to claim 1, such that the ultrasonic transducer (14A , 14B, 15A, 15B) are partially in contact with the measuring medium (M). 15. Device for determining the level of a measuring medium (MI) in a container
(17), umfassend den Behälter (17), mit einem Innenvolumen welches durch einer Behälterwandung (17A) begrenzt wird, und einem Ultraschall-Füllstandsmessgerät mit zumindest einen Ultraschallwandler (18) nach Anspruch 1 , welcher in der (17), comprising the container (17), with an inner volume which is bounded by a container wall (17A), and an ultrasonic level gauge with at least one ultrasonic transducer (18) according to claim 1, which in the
Behälterwandung (17A) festgelegt ist und wobei zumindest der besagte  Container wall (17A) is fixed and wherein at least the said
Gehäuseabschnitt des Ultraschallwandlers (18) in das Innenvolumen des Behälters (17) hineinragt.  Housing portion of the ultrasonic transducer (18) protrudes into the inner volume of the container (17).
PCT/EP2014/064597 2013-08-29 2014-07-08 Ultrasonic transducer and ultrasonic flow meter WO2015028180A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013109349.3 2013-08-29
DE201310109349 DE102013109349A1 (en) 2013-08-29 2013-08-29 Ultrasonic transducer and ultrasonic flowmeter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015028180A1 true WO2015028180A1 (en) 2015-03-05

Family

ID=51205358

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2014/064597 WO2015028180A1 (en) 2013-08-29 2014-07-08 Ultrasonic transducer and ultrasonic flow meter

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102013109349A1 (en)
WO (1) WO2015028180A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018149730A1 (en) * 2017-02-15 2018-08-23 Robert Bosch Gmbh Diaphragm cup for an ultrasonic transducer, method for producing a diaphragm cup, and utrasonic transducer

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016101154B4 (en) 2016-01-22 2024-03-14 Krohne Ag Ultrasonic transducer
EP3701229B1 (en) * 2017-10-27 2023-03-15 Micro Motion, Inc. Adjustable transducer assemblies

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3935484A (en) * 1974-02-25 1976-01-27 Westinghouse Electric Corporation Replaceable acoustic transducer assembly
EP0945712A1 (en) * 1998-03-25 1999-09-29 Siemens-Elema AB Device for measuring a gas flow
US6246154B1 (en) * 1996-11-01 2001-06-12 Coherent Technologies Ultrasonic transducer
EP1237148A2 (en) * 2001-02-28 2002-09-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Ultrasonic transducer, method of manufacture, and use in a ultrasonic flowmeter
US6536275B1 (en) * 1997-12-23 2003-03-25 Simmonds Precision Products, Inc. Ultrasonic transducer for liquid measurement
US20100313676A1 (en) * 2009-06-16 2010-12-16 Daniel Measurement And Control, Inc. Adjusting transducer frequency without ceasing fluid flow through a meter
WO2011051040A1 (en) * 2009-10-29 2011-05-05 Robert Bosch Gmbh Ultrasound transducer for using in a fluid medium
US20120125122A1 (en) * 2010-11-19 2012-05-24 Cameron International Corporation Chordal gas flowmeter with transducers installed outside the pressure boundary, housing and method

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH672386A5 (en) * 1986-11-03 1989-11-15 Olten Ag Elektro Apparatebau
DE4330747C1 (en) * 1993-09-10 1995-02-16 Siemens Ag Ultrasonic transducer and method for producing it
DE4335394C2 (en) * 1993-10-16 1997-02-13 Karlsruhe Forschzent Ultrasonic flow meter
DE102004031310B4 (en) * 2004-06-29 2017-02-09 Robert Bosch Gmbh Diaphragm pot for an ultrasonic transducer
DE102005018824B3 (en) * 2005-04-22 2006-10-19 Robert Seuffer Gmbh & Co. Kg Ultrasonic level sensor for liquid container in vehicle, is encapsulated with measurement evaluation circuitry in metal top-hat casing having concave top outer surface
US7954362B2 (en) * 2007-07-27 2011-06-07 Multiphase Flow International Llc Ultrasound multiphase fraction meter and method for determining phase fractions in a multiphase fluid
DE102009002983A1 (en) * 2009-05-11 2010-11-18 Robert Bosch Gmbh Membrane pot for an ultrasonic transducer and sensor with it
DE102009039633A1 (en) * 2009-09-01 2011-03-03 Truttenbach Asset Management Gbr (Vertretungsberechtigter Gesellschafter: Andreas Truttenbach, 77866 Rheinau) Ultrasonic flow rate measuring device for measuring speed of e.g. gas, to measure acoustic waves, has housing attached to wall at its end region and comprising housing parts formed from different materials with different acoustic impedances
DE102009046145A1 (en) * 2009-10-29 2011-05-12 Robert Bosch Gmbh Ultrasonic transducer for use in a fluid medium
DE102010030189A1 (en) * 2010-06-16 2011-12-22 Robert Bosch Gmbh Method for producing an ultrasonic transducer for use in a fluid medium

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3935484A (en) * 1974-02-25 1976-01-27 Westinghouse Electric Corporation Replaceable acoustic transducer assembly
US6246154B1 (en) * 1996-11-01 2001-06-12 Coherent Technologies Ultrasonic transducer
US6536275B1 (en) * 1997-12-23 2003-03-25 Simmonds Precision Products, Inc. Ultrasonic transducer for liquid measurement
EP0945712A1 (en) * 1998-03-25 1999-09-29 Siemens-Elema AB Device for measuring a gas flow
EP1237148A2 (en) * 2001-02-28 2002-09-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Ultrasonic transducer, method of manufacture, and use in a ultrasonic flowmeter
US20100313676A1 (en) * 2009-06-16 2010-12-16 Daniel Measurement And Control, Inc. Adjusting transducer frequency without ceasing fluid flow through a meter
WO2011051040A1 (en) * 2009-10-29 2011-05-05 Robert Bosch Gmbh Ultrasound transducer for using in a fluid medium
US20120125122A1 (en) * 2010-11-19 2012-05-24 Cameron International Corporation Chordal gas flowmeter with transducers installed outside the pressure boundary, housing and method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018149730A1 (en) * 2017-02-15 2018-08-23 Robert Bosch Gmbh Diaphragm cup for an ultrasonic transducer, method for producing a diaphragm cup, and utrasonic transducer
CN110301002A (en) * 2017-02-15 2019-10-01 罗伯特·博世有限公司 For the diaphragm canned piece of ultrasonic transducer, the method for manufacturing diaphragm canned piece and ultrasonic transducer
US11413655B2 (en) 2017-02-15 2022-08-16 Robert Bosch Gmbh Diaphragm cup for an ultrasonic transducer, method for manufacturing a diaphragm cup and an ultrasonic transducer
CN110301002B (en) * 2017-02-15 2023-09-12 罗伯特·博世有限公司 Diaphragm pot for an ultrasonic transducer, method for producing a diaphragm pot, and ultrasonic transducer

Also Published As

Publication number Publication date
DE102013109349A1 (en) 2015-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3413020B1 (en) Metallised plastic antenna funnel for a fill level radar
WO2007085518A2 (en) Device for determining and monitoring the filling level of a medium in a tank
DE102018209563B3 (en) Multifunctional sensor for the process industry
DE102008055116A1 (en) Method for producing an ultrasonic transducer
WO2015028180A1 (en) Ultrasonic transducer and ultrasonic flow meter
DE102013014223B4 (en) Electromagnetic flowmeter for determining the flow of a fluid passing through a measuring tube
WO2013097994A1 (en) Ultrasonic transducer for a flow rate meter
EP1763866A1 (en) Membrane well for an ultrasonic transducer
WO1996018181A1 (en) Device for receiving an acoustic transducer and ultrasonic flowmeter provided with the same
EP2413107B1 (en) Magnetic-inductive flow measuring apparatus
DE102010064119A1 (en) Flowmeter
DE102015004049B4 (en) Ultrasonic meter
DE3013482C2 (en) Ultrasound head
WO2017102221A1 (en) Flow meter
DE102009010637A1 (en) Device for flow measurement
EP1350077B1 (en) Flow meter
DE19808701C2 (en) Flow measuring device
EP2934754A1 (en) Measuring system having a carrier element and a sensor
WO2003006932A1 (en) Measuring head for an ultrasonic flow meter
WO2010130504A1 (en) Diaphragm cup for an ultrasonic transducer and sensor therewith
WO2015189029A1 (en) Measurement apparatus having a support element and a micromechanical sensor
EP2116474A1 (en) Ultrasound sensor
DE102016115199B4 (en) Ultrasonic sensor for determining or monitoring a process variable of a medium in automation technology
WO2015189028A1 (en) Measurement apparatus having a support element and a micromechanical sensor
DE19861074A1 (en) System for through flow measurement

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14739381

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14739381

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1