[发明专利]用于超声流量测量装置的超声换能器的耦合元件

权利要求书

1.一种用于超声流量测量装置的超声换能器的耦合元件（2），所述耦合元件（2）适于所述耦合元件（2）的内耦合表面（3）和外耦合表面（4）之间的声纵向波通过在所述耦合元件（2）与预定介质的第一界面上的反射的波型转换，其特征在于：

所述耦合元件（2）具有与预定介质的第二界面（6），其中，所述内耦合表面（3）和所述第一界面（5）之间的第一角度（α）以及所述第一界面（5）和所述外耦合表面（4）之间的第二角度（β）被选择成使得横向波部分被在所述第一界面（5）上反射到所述外耦合表面（4），以及其中，所述内耦合表面（3）和所述第一界面（5）之间的所述第一角度（α）以及所述第一界面（5）和所述第二界面（6）之间的第三角度（γ）被选择成使得所述纵向波部分被在所述第一界面（5）上反射到所述第二界面（6），且反射到所述第二界面（6）的纵向波的一部分在所述第二界面（6）上反射回到所述耦合元件（2）中，其中，所述第二界面（6）的面积的中心在穿过所述外耦合表面（4）的面积的中心的所述外耦合表面（4）的表面法线方向上相对于一平面偏移，所述外耦合表面（4）的所述表面法线与所述平面垂直，且所述外耦合表面（4）的面积的中心位于所述平面中。

2.根据权利要求1所述的用于超声流量测量装置的超声换能器的耦合元件（2），其特征在于：

所述内耦合表面（3）和所述第一界面（5）之间的所述第一角度（α）以及所述第一界面（5）和所述第二界面（6）之间的所述第三角度（γ）被选择成使得在所述第一界面（5）上反射到所述第二界面（6）的横向波部分的能量基本上比在所述第一界面（5）上反射到所述外耦合表面（4）的横向波部分的能量小。

3.根据权利要求1或2中的任一项所述的用于超声流量测量装置的超声换能器的耦合元件（2），其特征在于：

所述第一界面（5）和所述第二界面（6）之间的所述第三角度（γ）被选择成使得所述第二界面（6）与从所述第一界面（5）反射到所述外耦合表面（4）的横向波部分平行地延伸。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的用于超声流量测量装置的超声换能器的耦合元件（2），其特征在于：

所述内耦合表面（3）和所述第一界面（5）之间的所述第一角度（α）被选择成使得所述第一角度（α）位于对于在所述第一界面（5）上反射的纵向波和在所述第一界面（5）上反射的横向波的对应反射因数对第一角度绘制的曲线的两个交点的角度值之间。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的用于超声流量测量装置的超声换能器的耦合元件（2），其特征在于：

所述内耦合表面（3）和所述第一界面（5）之间的所述第一角度（α）被选择成使得所述第一角度（α）位于在所述第一界面（5）上反射的纵向波的反射因数对所述第一角度绘制的曲线的全局最小值的角度值与在所述第一界面（5）上反射的横向波的反射因数对所述第一角度绘制的曲线的全局最大值的角度值之间。

6.根据权利要求4或5所述的用于超声流量测量装置的超声换能器的耦合元件（2），其特征在于：

所述内耦合表面（3）和所述第一界面（5）之间的所述第一角度（α）与用于在所述第一界面（5）上反射的横向波的反射因数对所述第一角度绘制的曲线与在所述第一界面（5）上反射的纵向波的反射因数对所述第一角度绘制的曲线之间的差对所述第一角度绘制的曲线的全局最大值的角度值对应。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的用于超声流量测量装置的超声换能器的耦合元件（2），其特征在于：

所述内耦合表面（3）和所述第一界面（5）之间的第一角度（α）被选择成使得所述第一角度（α）与在所述第一界面（5）上反射的横向波的反射因数对所述第一角度绘制的曲线的全局最大值的角度值对应。

8.根据权利要求1至6中的任一项所述的用于超声流量测量装置的超声换能器的耦合元件（2），其特征在于：

所述内耦合表面（3）和所述第一界面（5）之间的所述第一角度（α）被选择成使得所述第一角度（α）与在所述第一界面（5）上反射的纵向波的反射因数对所述第一角度绘制的曲线的全局最小值的角度值对应。

9.根据权利要求1至8中的任一项所述的用于超声流量测量装置的超声换能器的耦合元件（2），其特征在于：

所述耦合元件（2）至少部分地包括金属或金属合金。