[发明专利]具有衰减装置的换能器组件和包括该换能器组件的超声测量系统

说明书

本发明涉及一种换能器组件(1)，换能器组件(1)具有超声换能器(2)，换能器组件(1)具有带有线材(4，5)的线缆(3)，并且涉及一种具有两个换能器组件(1)的超声测量系统(20)。为了改善在各种5温度下的测量准确度，本发明提供了：换能器组件(1)包括结构固有声衰减装置(6)，该结构固有的衰减装置(6)将压力施加到连接线缆(3)上。

本发明涉及换能器组件，其包括超声换能器，该超声换能器具有带有两个线材的连接线缆。此外，本发明涉及具有两个换能器组件的超声测量系统。

背景技术

换能器组件和具有两个换能器组件的超声测量系统是众所周知的。例如，超声换能器用于确定介质如气体或液体的流量，或者用于检测流动介质中的气泡或颗粒。然而，利用当前的换能器组件和测量系统，测量和检测准确度会随各自介质的温度而变化。因此，结果是，可以以足够的测量和检测准确度使用已知的换能器组件和测量系统的温度范围是非常有限的。

发明内容

鉴于上面提及的缺点，本发明所基于的目的是提供一种与根据现有技术的换能器组件和测量系统相比可以在更宽的温度范围内以改进的测量和检测准确度来使用的换能器组件和测量系统。

对于上面提及的换能器组件，该目的是这样实现的：换能器组件包括结构固有声衰减装置，该结构固有的衰减装置将压力施加到连接线缆上。对于上面提及的测量系统，该目的是这样实现的：换能器组件中的至少之一为根据本发明的换能器组件。

令人惊讶地，已经发现，通过将机械压力施加到线材上，测量准确度不会劣化或至少更少地随温度劣化。似乎线缆的线材特别是线材的涂层例如聚四氟乙烯或其他绝缘体例如塑性材料将超声作为结构固有声传输。例如，在线缆的与超声换能器相对布置的一端处，反射结构固有声，并且然后经由线缆将结构固有声传输回至超声换能器，在超声换能器中，其可能被错误地感测为测量声音。由于声在介质中的速度随介质的温度而变化的事实，因此，在例如由另一换能器组件发射的实际超声测量信号的接收与被反射的结构固有声的接收之间的时间差变化，并且随着作为变量的温度而导致测量或检测准确度的周期性变化。通过将压力施加到线缆上，结构固有声可以被衰减或反射，使得结构固有声在某个时间窗的外侧到达超声换能器，期望实际的超声测量信号在该时间窗内到达超声换能器。因此，与现有技术相比，测量或检测准确度不会周期性地劣化或至少由于温度变化而降低。

根据本发明的解决方案可以根据需要进行组合，并且可以通过在每种情况下对它们各自有利的以下另外的实施方式来进一步改善。除非有相反的说明，否则这些实施方式可以容易地彼此组合。

根据换能器组件的可能的实施方式，衰减装置被配置成将压力施加到线缆上，使得线材中的每一个的周向至少部分地或部段地或甚至完全地受到压力的影响。因此，当线缆并且特别是线材中的至少之一或甚至全部线材的整个周向基本上受到影响时，结构固有声传导率可能会在一定程度上减小或甚至完全沿周向减小，并且可以改善衰减装置的效果。

根据换能器组件的可能的实施方式，衰减装置包括刚性元件，线缆围绕刚性元件紧紧地卷绕。通过设置刚性元件并且通过将线缆围绕刚性元件紧紧地卷绕，衰减装置可以被容易地设置并且甚至可以被添加至现有的换能器组件。

例如，线缆的围绕刚性元件紧紧地卷绕的部分可能不能相对于刚性元件容易地移动。例如，线缆的围绕刚性元件紧紧地卷绕的部分与线缆的不紧紧地卷绕的另一区段相比可能受到更大的张力或应变。因此，线缆的围绕刚性元件紧紧地卷绕的部分的机械应力可能比线缆的不紧紧地卷绕的另一区段的机械应力高。

根据换能器组件的可能的实施方式，刚性元件为线缆夹。因此，可能不仅可以改善测量和检测准确度，而且还可以避免结构固有声被发射或传递至另一元件并且例如至另一换能器组件，这是因为由于线缆夹，线缆可能固定在例如测量系统的保持部件处，并且因此远离其他元件。线缆夹可以简单地夹在保持部件上或夹入保持部件中，并且可以由能以成本有效的方式制造的塑料形成。