JPH05502297A - 超音波変換器の音波絶縁された保持装置 - 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】 超音波変換器の音波絶縁された保持装置本発明は、気体状の媒体に超音波放射を 送り出し、またはそれから超音波放射を受信するための超音波変換器の保持装置 に関する。

変換器の振動する固体面から気体状媒体への超音波の放射は、固体面および媒体 の材料の音響インピーダンスの１０の４乗のオーダーの非常に大きい相違の結果 として、固体から気体状媒体へのおよびその逆のごく小さいパワ伝達比に通ずる 。

超音波変換器はたとえば管を流れる気体体積を決定するため特に流れる媒体に対 する超音波測定装置に使用される。このような装置の１つの応用はガスメータ、 特に家庭用ガスメータとしての応用である。

このような装置では、管のなかの測定区間を決定する超音波変換器は管軸に関し てたとえば２４０ｍｍの比較的小さい間隔で配！されている。一般にこれらの変 換器は管壁に挿入されており、超音波を管軸に斜めに向けて流れる気体状媒体を 通過するように放射する。その際に一方の変換器は送信変換器であり、他方の変 換器は受信変換器である。一般に測定は交互に上流および下流で、また生ずる信 号の差形成により行われる。このような超音波流量計はドイツ特許出＠第Ｐ３９ ４１５４６．５号、第Ｐ３９４１５４５．７号および第Ｐ３９４１５４４．９号 に詳細に記載されており、本発明はそれらの１つの有利な発展である。

示されているような小さい変換器間隔では、生ずる流れノイズの結果として重大 な間凹はまだ生しない、しかし、受信信号の評価はたとえば比較的遠く離れた音 源にも端を発して管壁から伝達される音波強度により決定的に不利に影響される 。この固体音波伝達を最小化するためには、使用される変換器、すなわち特に受 信変換器は装置内または管壁内に、変換器のブロックおよび管壁が音波伝達に関 して互いにほぼ絶縁されているように組み込まれていなければならない。別の寄 与は変換器に音波減衰特性を有する材料を少なくとも部分的に使用することによ り達成され得る。

本発明の課題は、超音波流量計の固体変換器の特に量産に通している音波絶縁さ れた保持装置を提供することである。

この課題は請求の範囲の特徴により解決される。

第１図には管形状の超音波流量計の原理圓が示されており、その流れる媒体を導 く管に２つの超音波変換器３が取り付けられている。図面から明らかなように、 これらの超音波変換器３は斜めに向けられて管壁に挿入された支えＩＯなかに位 １している。特に外へ流出してはならないような気体の測定に用いられる測定装 ！では、装！がたとえは変換器３の挿入または交換のために開かれなければなら ない個所に相応のシーリングを設ける必要がある。

第２図には第１図中に示されているこのような側部管連結支え５１が断面図で詳 細に示されている。この支え１は変換器１１に対する本来の保持体である。斜め に切られた管状の支え５１は段５２を有する。支え５１の外側の管端はカバー５ 日により閉しられており、その際にシーリングリング５７が溝５６のなかに設け られている。カバー５８は図面から明らかなような締付はリング５５を付設部と して有する。この締付はリング５５は支え５１の段５２の直径に一致する寸法に されている。第２図から明らかなように配！されているゴムまたはそれと比較可 能な永久弾性材料から成る０リング５４が設けられている。二〇〇リング５４は 別のシーリングの役割をするだけでなく、変換器５３を支え５１のなかに保持す る０段２は締付はリング５５と共同して支え５１のなかの０リング５４の精密な 位置決めを行い、また変換器１１のなかのリング溝５９はＯリング５４にくらべ てのその正確な位置決めを行う。

図面を見易くするため、変換器１１の電気的接続の図示は省略されている。それ らはカバー５８を貫いて導かれている導線または側部で支え５１の壁に設けられ ている貫通端子であってよい、これらの端子は、とるに足るほどの固体音波伝達 を生しさせ得ないように構成されていなげねばならず、このことはたとえば接続 撚り線の使用により保証されている。

本発明による変換器１１の保持装置は、以前の特許出願第Ｐ３８３２９４７号（ ＝ＧＲ８８Ｐ１６５３）に記載されている保持装置にくらべて有利である。本発 明によれば音波ｌ！縁さねた保持装置の最適化が○す／グ５４を直線状に圧縮す ることにより達成されており、その際に圧縮は設けられているノリンダ状の締付 はリング５５に起因する０本発明では、寄生的な音波経路に最小の面接触のみを 有する１つの（二重の）エツジストノブが存在する。カバー５８を溝５７のなか にねし込む際に圧縮され、・また永久的に確実なシーリングを行う付加のツーリ ングリング５７が本来の気密なシーリングを形成する。

本発明による措１によれば、受信信号のノイズのなかに埋もれる一１４０ｄＢよ りも小さい固体音波レベルが達成される。本発明によれば、気密であり、それに もかかわらず高い音響脱結合を有し、また正確に定められた変換器位置決めを有 する構成が達成される。

請求の範囲による支えへの段５２およびリング５５の対応付けおよび変換器プロ 、夕への溝５６の対応付けは入れ換えられていてもよいが、前者の配置が好まし い。

本発明の１つの実施例では、変換器３の音波放射正面に近い範囲内に永久弾性材 料から成る第２の０リング１５４も設けられている。このリング１５４は有利に 、変換器１１の外壁と管支え５１のリング状内面との間に必然的に存在する間１ １：６０を閉しる役割をする。すなわち、この間隙に有利に測定管２を通って流 れる気体に随伴される塵埃、小粒子などが沈積することが判明している。このこ とは変換器１１の溝１５６および支え５１の内面の溝１５５のなかに挿入されて いるリング１５４により回避される。

ＦＩＧ　２ 要約書 保持の原理で分布して配置された直線状の接触（２，５，６）の間にイ立ｌして おり、それらのうちの１つ（溝６）が変換器（３）を保持する。

国際調査報告 Ｓ＾　４３４４５

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．超音波流量計（第１図）の支え（５１）のなかに超音波変換器（１１）を正 確に位置決めする音波絶縁された保持装置において、−支え（５１）のなかに超 音波変換器（１１）の保持体の場所に設けられている永久弾性材料から成るＯリ ング（５４）を有し、このＯリング（５４）が、−支え（５１）の内部の段（５ ２）と、−支え（５１）の内部に段（５２）と軸方向反対側に位置するリング（ ５５）のエッジと、 −変換器（５３）の外壁に位置する溝（５６）と−の間に位置決めされており、 −その際に段（５２）およびリング（５５）のエッジが、環状に周縁を走り、圧 縮力のもとにある単に直線状の接触をＯリング（５４）と有し、−溝（５７）が 第３のＯリング（５４）に対する第３の環状ストップを形成しており、 −直線状の接触およびこのストップが３点保持の原理で溝（５７）のなかに互い に分布されている ことを特徴とする超音波変換器の保持装置。
2. ２．ゴムから成るＯリング（５４）が設けられていることを特徴とする請求の範 囲１記載の保持装置。
3. ３．締付けリング（５５）である１つのリングが設けられていることを特徴とす る請求の範囲１または２記載の保持装置。
4. ４．支え（５１）のカバー（５８）の部分としての１つのリング（５５）が段け られていることを特徴とする請求の範囲１ないし３の１つに記載の保持装置。
5. ５．支え（５１）がカバー（５８）により閉じられていることを特徴とする請求 の範囲１ないし４の１つに記載の保持装置。
6. ６．支え（５１）およびカバー（５８）を覆うためにシーリングリング（５７） が設けられていることを特徴とする請求の範囲５記載の保持。
7. ７．変換器（１１）の溝（１５６、１５５）および管支え（５１）の内面に永久 弾性材料から成る別のリング（１５４）が位置していることを特徴とする請求の 範囲１ないし６の１つに記載の保持装置。