一种用于确定介质特性的装置，具有：中空体，其容纳介质；以及壳体，其四周地围绕中空体。中空体的壁的至少一部分构建成用于声学表面波的波导管，其形成与介质的界面。提供用于激发波导管中的声波的至少一个发射器以及用于接收来自波导管的声波的至少一个接收器，其相互间隔布置，其中，发射器和接收器直接接触波导管的外表面，且其中，发射器与接收器之间的距离这样选择，即，通过发射器激发的声波可至少部分地在延伸通过介质的路径上传播。提供一个触点座架，在其上布置发射器和/或接收器。在波导管与触点座架之间形成连续的空隙。中空体、触点座架和壳体之间的空间填充有填充物。
【技术实现步骤摘要】
用于确定介质特性的装置
[0001 ] 本专利技术涉及一种用于确定介质特性的装置。
技术介绍
对介质的确定特性的测量可通过使用声波而实现。对于例如在W02008/034878A2或TO2010/136350A1中描述的测量方法，所述介质直接接触声波导管。在该波导管中激发声学表面波，其中，表面波的类型和频率这样选择，即，实现部分耦合输出进入介质。在此，在波导管中的声学表面波的部分作为纵向容积声波耦合进入该介质。所述声波通过该介质，且这样地在邻接介质的面上反射，即，其再次碰到波导管。在此，容积声波的部分再次作为声学表面波耦合进入波导管，且在其中进一步传播。通过该方式，在声学接收器上获得特征信号，该接收器与发射器间隔地布置在波导管上，该信号的包括相对于由发射器发出的信号的时间延迟在内的时间强度曲线允许推导所述介质的特征特性，例如声速、温度、均匀性、流速、流量、浓度或黏度。 该测量方法特别适用于流体的介质，也用于均匀或不均匀的高粘性、膏状或糊状的介质，包括生物样品。也可考虑用于气态介质。当介质流动通过所述装置时，也可检测到介质的时间变化。 容积声波在介质中的空间传播例如通过下述方式获得，S卩，容积声波以相对于波导管的面法线的角度S耦合输出进入介质。关系可通过下述公式描述: _5] δ = arcsin(^), 其中，cM是容积声波在介质内的声速，以及Cs是沿着波导管传播的声学表面波的声速。 在最常见的情况下在介质中的声速小于波导管中的表面波的声速，声波以不同于O的角度耦合输出，且容积声波可能在介质内以多倍反射的情况下经过沿着波导管的空间距离。 在已知的装置中，发射器和接收器固定在波导管的具有与介质侧相对的界面中的一个上。为可以将在波导管的该侧上激发的表面声波耦合进入介质，在此优选激发蓝姆波，即，波长基本上长于发射器与介质之间的波导管的厚度的波。在此情况下，波导管的上侧以及下侧发生运动，其中，振动也具有纵向分量。在此，这种类型的激发适用于容积声波的耦合输出。也可能的是，在波导管的厚度的量级上选择所激发的声学表面波的波长，其中，激发在蓝姆波与瑞利波之间的过渡区域中的表面波。 迄今在现有技术中描述的、根据上述原理工作的装置结构复杂且制造成本高。
技术实现思路
在此，本专利技术的目的在于，提供一种结构简单且容易制造的用于通过激发表面声波而确定介质特性的装置。 根据本专利技术，在用于确定介质特性的装置中，该目的通过容纳介质的优选圆柱形中空体实现，其中，中空体的壁的至少一部分构建成用于声学表面波的波导管，其形成与介质的界面。提供用于激发波导管中的声波的至少一个发射器以及用于接收来自波导管的声波的至少一个接收器，其相互间隔布置，其中，发射器和接收器直接接触波导管的外表面。发射器与接收器之间的距离这样选择，即，通过发射器激发的声波可至少部分地在延伸通过介质的路径上传播。提供至少一个触点座架，在其上布置发射器和/或接收器，其中，在波导管与触点座架之间形成连续的空隙。该装置具有壳体，该壳体四周地围绕中空体。中空体、触点座架和壳体之间的空间填充有填充物。 所述空隙优选向外地被完全封闭和密封。 触点座架优选通过已经预装的发射器和接收器可简单地在外部固定在特别为管状的波导管上。发射器与接收器之间的距离可通过触点座架精确预定。壳体必须仅围绕中空体放置，且填充有填充物。整体上，装置可由几个单元部分构成，且不需要很高成本制造，其中，尽管如此，特别可在发射器和接收器的定位方面实现高精确度。 代替唯一的触点座架，也可以提供多个触点座架，其一起覆盖空隙。 即使优选地发射器和接收器布置在唯一的空隙的区域中，可替选地在空隙的区域中仅提供发射器或仅提供接收器，而配合件(发射器或接收器)位于中空体的另一位置，例如位于另一由触点座架覆盖的空隙之下。 有利的是，填充物由下述材料构成，S卩，该材料吸收由发射器激发的声波，特别吸收声学表面波。优选地，基本上所有声学表面波在中空体中被吸收，该声学表面波不在区域中直接径向向内于空隙，即，位于内部地延伸，且因此声学表面波远离该区域的传播直接在空隙之下被阻止。在此，由于存在填充物，也可任意抑制声学表面声波从碰到由介质构成的中空体的容积声波中的耦合输出，使得这样的耦合输出基本上仅在中空体直接位于空隙之下的区域中出现。在此情况下，波导管将仅由发射器和接收器之间的中空体的壁的一部分直接限定在空隙之下。 优选地，填充物的厚度明显大于波导管的厚度，使得表面波在波导管部非直接径向向内于空隙的区域之外可很好地被吸收。 优选地，空隙一方面用于，通过将触点座架置于波导管上而不歪曲测量，然而另一方面也用于，将波导管基本上在触点座架内侧明显限定在发射器和接收器之间。 特别地，在第二种情况下有利的是，圆柱形中空体在空隙之外、至少在触点座架的轴向长度上完全由填充物覆盖。然而优选地，填充物轴向地被提供超过触点座架，使得填充物保护触点座架不受环境影响。 优选地，中空体、触点座架和壳体之间的空间除了空隙以外完全由填充物填充。 例如，环氧树脂或聚氨酯可作为填充物。然而，例如可也使用油或沙。对中空体与壳体之间的空间的填充可通过任意合适的方式实现，特别通过浇注。 优选地，触点座架布置在空腔的纵向方向上，使得发射器和接收器在纵向方向上相互间隔。若中空体是圆柱形管，则触点座架不必跟随该管的弯曲，而是沿着直线放置。当介质流动通过中空体或流经波导管时，发射器和接收器之间的直线优选平行于流动方向。 优选地，触点座架和空隙是条形的，以及其纵向延伸大于其宽度。也对应于波导管的最小长度的发射器和接收器之间的纵向延伸长度在此选择成，使得在介质中传播的容积声波通过波导管的内表面在多个相互间隔的位置上相互作用，其中，在所述位置的每个上可实现声学表面波的I禹合输出。 有利地，触点座架自身通过电路板形成，因为通过这种方式，发射器或接收器的必要电接触可简单且低成本地实现。 为使得其他测量方法成为可能，或也为了改进测量结果的精度，由触点座架、发射器和接收器构成的多个组件可在中空体的周围分布地布置。优选地，所述组件轴向布置在相同的高度上，其中特别地，发射器和接收器分别轴向布置在同一高度上。 理论上可设想地，在发射器和接收器之间的触点座架上布置至少另一接收器，从而能够特别更好地检测信号运行时间的不同。还可能的是，将发射器放置在触点座架的中间，且在触点座架的两端上提供接收器，这将简化对介质流速的测量。 在各种情况下可有利的是，发射器和接收器这样构建，即，其功能可互换，即，发射器也可作为接收器，和/或接收器也可作为发射器。 优选地，发射器和接收器这样设计，S卩，可激发单一的、时间上错开的波脉冲，且其在接收时可在时间上分解。优选地，至少测量信号的强度、频率和/或运行时间延迟。 优选地，发射器和/或接收器以压电的方式工作，其特别可具有压电叉指转换器。发射器和/或接收器也可分别具有带有叉指电极的压电转换器。 与之相反，波导管或整个中空体有利由非压电材料构成。此外优选地，波导管在其整个延伸上均匀地由单一材料构成。波导管的材料优选是金属，特别是不锈钢，或塑料，特别是聚醚醚酮(PEEK)或聚甲醛(POM)。 优选地，中本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于确定介质(M)特性的装置，具有：中空体(12)，其用于容纳介质(M)；以及壳体(26)，其四周地围绕中空体(12)，其中，中空体(12)的壁的至少一部分构建成用于声学表面波的波导管，其形成与介质(M)的界面，且提供用于激发波导管中的声波的至少一个发射器(20)以及用于接收来自波导管的声波的至少一个接收器(22)，其相互间隔布置，其中，发射器(20)和接收器(22)直接接触波导管的外表面(14)，且其中，发射器(20)与接收器(22)之间的距离这样选择，即，通过发射器(20)激发的声波可至少部分地在延伸通过介质(M)的路径上传播；以及至少一个触点座架(18)，在其上布置发射器(20)和/或接收器(22)，其中，在波导管与触点座架(18)之间形成连续的空隙(38)，且在中空体(12)、触点座架(18)和壳体(26)之间的空间填充有填充物(28)。
【技术特征摘要】
2013.06.05 FR 13551621.一种用于确定介质(M)特性的装置，具有: 中空体(12)，其用于容纳介质(M);以及 壳体(26)，其四周地围绕中空体(12)，其中，中空体(12)的壁的至少一部分构建成用于声学表面波的波导管，其形成与介质(M)的界面，且提供用于激发波导管中的声波的至少一个发射器(20)以及用于接收来自波导管的声波的至少一个接收器(22)，其相互间隔布置，其中，发射器(20)和接收器(22)直接接触波导管的外表面(14)，且其中，发射器(20)与接收器(22)之间的距离这样选择，即，通过发射器(20)激发的声波可至少部分地在延伸通过介质(M)的路径上传播；以及 至少一个触点座架(18)，在其上布置发射器(20)和/或接收器(22)， 其中，在波导管与触点座架(18)之间形成连续的空隙(38)， 且在中空体(12)、触点座架(18)和壳体(26)之间的空间填充有填充物(28)。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，填充物(28)由吸收通过发射器(20)激发的声波的材料构成。3.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，触点座架(18)由电路板形成。4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，由触点座架(18)、发射器(20)以及接收器(22)构成的多个组件(16)在中空体(12)的周围分布地布置...
【专利技术属性】
技术研发人员：伯兰特·柯尼希，伊夫格·霍格，克里斯托夫·吉延杰，扬妮克·富克斯，
申请(专利权)人：比尔克特韦尔克有限公司，比尔克特有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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