[发明专利]紧凑的广角声换能器

说明书

用于发射和接收声波的换能器，该换能器的操作方法和生产方法。该换能器包括形成腔的壳。该壳包括激发面和发射面，该发射面被布置在该激发面的对面。换能器元件被提供在该激发面处，并且声扩散器被提供在该壳的发射面处，其中该声扩散器的扩散结构面对该腔。

技术领域

本说明书涉及声换能器(acoustic transducer)，该声换能器通过使用扩散的内部反射用于生成广角的扩展压力分布。

背景技术

US 4,156,863公开了一种广角的宽带宽的换能器，其通过提供多个换能器元件的矩阵将声信号发射到一个宽的区域，所述多个换能器元件的矩阵沿弯曲表面径向向外指向。相比之下，根据本说明书所述的广角换能器使用一个或多个提供在壳的腔内的声扩散器。

发明内容

本说明书公开了用于发射和接收声波的换能器。该换能器也称为“广角换能器(wide angle transducer)”。特别地，由该换能器发射和接收的声波可以是被传送通过流体的超声波，该流体穿过封闭的或敞开的流体管道。

该换能器包括壳，该壳围成腔。换句话说，该壳形成或界定了腔。该壳的腔包括填充料，例如液体或凝胶、环氧树脂材料(epoxy material)或其他塑料。该填充料提供来自和到达该壳的这些面的耦合(a coupling from and to the surfaces of the casing)。特别地，该填料可以基本上完全填满该空腔的内部空间。该空腔的内部空间是由该腔和突出进入该腔的任何元件界定。简言之，该腔的内部空间也称为腔，其中该意思从上下文显而易见，或称为“声腔”。

如果该填料或传送介质是由液体或凝胶提供的，该壳可被制成不透水或不透液体以保证没有空气会被滞留或凝胶会渗漏。该广角换能器的壳包括激发面(excitationsurface)和布置在该激发面对面的发射面(emitting surface)。特别地，该激发面和该发射面可被提供为平行于彼此，并且位于该壳的相反端。

但是，该发射面也可以相对该激发面倾斜。此外，该激发面和该发射面可提供为平的面。在其他实施方案中，该发射面或该激发面可以是弯曲的，例如，与圆管道的形状一致。

特别地，该激发面或该发射面的外部部分可被提供为平的面或为弯曲的面。该壳的内部空间(其中提供有一个或多个扩散器)可具有容易制造的特别简单的形状，比如长方体或圆柱体，特别是圆筒。长方体特别适合将具有矩形底面的扩散器安装到该壳内。在一个实施方案中，该壳具有长方体形状，并且该发射面和该激发面被提供为该长方体的相对面。

举例来说，该壳可由塑料制成或它也可由金属材料制成。该换能器包括至少一个超声换能器元件，其被结合到该壳的激发面或被提供在壳的激发面处。例如，该换能器元件可被插入穿过该激发面和/或它可被焊接、锡焊或粘到该激发面上。举例来说，该换能器元件(transducer element)或该这些换能器元件(transducer elements)可以通过压合或通过形状配合(form fit)与该激发面连接。该换能器元件或该这些换能器元件从该壳的外部可访问并且可与电缆连接用于向该换能器元件或该这些换能器元件提供激发信号或用于传送接收的信号。

声扩散器被提供在该壳的反射面处。该声扩散器的扩散结构面对该腔。换句话说，该扩散结构突出进入该腔界定的内部空间。

为了更好地扩散该腔内的声波，可提供第二扩散器。特别地，该第二扩散器可被提供在该第一扩散器的对面并且使得该第二声扩散器的扩散结构面对该第一声扩散器的扩散结构。该这些扩散结构彼此面对或朝向彼此指向，从这个角度来说该这些扩散器结构之间存在视线。