[发明专利]超声换能器、超声流量计和超声填充水平计

权利要求书

1.一种用于确定或监测被测变量的测量和自动化技术的超声换能器（1），包括：

用于发射或接收超声信号的一个换能器元件（20）；

匹配元件（10），所述匹配元件（10）声学地耦合到所述换能器元件，并且带有朝向所述换能器元件的第一侧（S1）和背离所述换能器元件的第二侧（S2），其中，所述匹配元件被配置成确保所述换能器元件与作用在所述匹配元件上的介质之间的声学匹配，

其中，所述匹配元件具有第一纵轴（14）和相对于所述第一纵轴的轴向范围（AA），

并且其中，所述匹配元件被配置成在所述匹配元件的所述第一侧和所述第二侧之间发射超声信号，反之亦然，

其中，所述匹配元件在所述轴向范围的第一子区域（T1）中部分地填充所述匹配元件的每个横截面，其中沿着所述第一纵轴在所述第一子区域中的填充组件在所述第一侧的方向上单调增加，

其特征在于，

所述匹配元件在所述第一子区域中具有围绕所述第一纵轴同心地布置的多个环形元件（11），所述环形元件由金属、玻璃或陶瓷制成，并且所述环形元件朝向所述换能器元件具有单调增加的横截面，

并且其中，在所述第一子区域中，每个环形元件部分地填充每个横截面，

其中，所述第一子区域包括所述匹配元件沿所述第一纵轴的轴向范围的至少60％，

其中，单调增加的填充是由环形元件的厚度增大引起的。

2.根据权利要求1所述的超声换能器（1），

其中，所述换能器元件（20）是压电换能器元件。

3.根据权利要求1所述的超声换能器（1），

其中，所述第一子区域包括所述匹配元件沿所述第一纵轴的轴向范围的至少80％。

4.根据权利要求1所述的超声换能器（1），

其中，在朝向所述第二侧（S2）并且终止所述第二侧的所述轴向范围的第二子区域（T2）中，所述匹配元件（10）将所述匹配元件的横截面填充到至少90％。

5.根据权利要求1所述的超声换能器（1），

其中，在朝向所述第二侧（S2）并且终止所述第二侧的所述轴向范围的第二子区域（T2）中，所述匹配元件（10）将所述匹配元件的横截面填充到至少95％。

6.根据权利要求1所述的超声换能器（1），

其中，在朝向所述第二侧（S2）并且终止所述第二侧的所述轴向范围的第二子区域（T2）中，所述匹配元件（10）将所述匹配元件的横截面填充到至少97％。

7.根据权利要求4-6中任一项所述的超声换能器（1），

其中，在朝向所述第一侧并且终止所述第一侧的所述轴向范围（AA）的第三子区域（T3）中，所述匹配元件完全填充所述匹配元件的横截面。

8.根据权利要求7所述的超声换能器（1），

其中，所述环形元件中的每个在朝向所述介质的一侧上具有第二基础元件（11.2），所述第二基础元件至少部分地形成所述第二子区域（T2），和/或其中所述环形元件在朝向所述换能器元件的一侧上具有第一基础元件，所述第一基础元件至少部分地形成所述第三子区域（T3）。

9.根据权利要求7所述的超声换能器（1），

其中，所述第三子区域（T3）至少部分地由以下元件中的至少一个形成：焊料层、焊接层、粘合剂层、烧结层、第一板（12），

其中，所述第一板基本上垂直于所述纵轴。

10.根据权利要求8所述的超声换能器（1），

其中，所述第三子区域（T3）至少部分地由以下元件中的至少一个形成：焊料层、焊接层、粘合剂层、烧结层、第一板（12），

其中，所述第一板基本上垂直于所述纵轴。