(57)【要約】  本発明は、機械振動を生成する及び／又は受ける少なくとも一つの振動部（５）を備えた、媒体の少なくとも一つの物理的又は化学的なプロセス変量を決定及び／又は監視するための装置（１）に関する。本発明によれば、自身の剛度が変えられる少なくとも一つの調整部（２０）を備え、少なくとも前記振動部（５）の共振周波数を該調整部を通じて変えられるように、該調整部が具現化され且つ前記振動部（５）と連結されるか、又は、該調整部が前記振動部の一構成品として構成される。加えて、本発明は、それに対応する方法に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械振動を生成する及び／又は受ける少なくとも一つの振動部（５）を備えた、媒体の少なくとも一つの物理的又は化学的なプロセス変量を決定及び／又は監視するための装置であって、
自身の剛度が変えられる少なくとも一つの調整部（２０）を備え、少なくとも前記振動部（５）の共振周波数を該調整部を通じて変えられるように、該調整部が具現化され且つ前記振動部（５）と連結されるか、又は、該調整部が前記振動部の一構成品として構成される、
ことを特徴とする装置（１）。
【請求項２】
前記調整部（２０）は、ピエゾ電気特性物質からなり、電極（２１）と連結されており、及び、少なくとも前記電極（２１）間の電流により剛度変更が可能である、
ことを特徴とする請求項１に記載の装置（１）。
【請求項３】
前記調整部（２０）は、少なくとも適用された磁界によって自身の剛度が変えられる磁気ひずみ特性物質からなる、
ことを特徴とする請求項１に記載の装置（１）。
【請求項４】
前記調整部（２０）を電気的に制御する制御部（２５）を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の装置（１）。
【請求項５】
前記制御部（２５）は、前記振動部（５）により生成され及び／又は受けられた機械振動の振動振幅及び／又は振動周波数の関数として前記振動部（５）の共振周波数を調整するように具現化されている、
ことを特徴とする請求項４に記載の装置（１）。
【請求項６】
前記振動部（５）は、少なくとも一つの内側の振動棒（１０．１）及び外側の振動棒（１０．２）を備え、
前記外側の振動棒（１０．１）は前記内側の振動棒（１０．１）を同軸で囲み、
前記外側の振動棒（１０．２）及び前記内側の振動棒（１０．１）は共に結合されており、
少なくとも一つの調整部（２０）は少なくとも前記振動棒（１０.１、１０．２）の一つと結合されている、
ことを特徴とする請求項１乃至５の内のいずれか一つ又は二つ以上に記載の装置（１）。
【請求項７】
前記調整部（２０）は少なくとも前記内側の振動棒（１０．１）と連結されている、
ことを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記振動部（５）の中に少なくとも一つの送／受用ピエゾを備え、
前記調整部（２０）は、前記振動部（５）の一部分であり、
前記振動部（５）の共振周波数は、超音波周波数帯内に存在する、
ことを特徴とする請求項１乃至５の内のいずれか一つ又は二つ以上に記載の装置（１）。
【請求項９】
前記振動部（５）に少なくとも一つの前方の塊（１５．１）及び後方の塊（１５．２）を備え、
前記二つの塊（１５.１、１５．２）の間に少なくとも一つの送／受用ピエゾ（１６）を備え、
少なくとも一つの調整部（２０）は、前記二つの塊（１５.１、１５．２）の内の一つの一部分であり、
前記振動部（５）の共振周波数は超音波周波数帯内に存在する、
ことを特徴とする請求項１乃至５の内のいずれか一つ又は二つ以上に記載の装置。
【請求項１０】
前記媒体と連結するために前記振動部（５）に少なくとも一つの整合層（１７）を備える、
ことを特徴とする請求項８又は９に記載の装置（１）。
【請求項１１】
締め付けを作り出すために振動部（５）は少なくとも一つのボルト（１８）を備えている、
ことを特徴とする請求項９に記載の装置（１）。
【請求項１２】
前記振動部（５）は、パイプライン中に挿入された振動式測定用ピックアップ、特にコリオリ質量流量メータ又はコリオリ質量流量／密度メータ、の計測管を少なくとも一つ含む、
ことを特徴とする請求項１乃至５の内のいずれか一つ又は二つ以上に記載の装置（１）。
【請求項１３】
少なくとも一つの振動部（５）をもち、その振動部（５）が機械振動を生成し及び／又は受ける、媒体の少なくとも一つの物理的又は化学的なプロセス変量を決定する及び／又は監視するための装置の共振周波数を変化させる方法であって、
前記振動部（５）と連結された又は前記振動部（５）の一部分である少なくとも一つの調整部（２０）の剛度を変える、
ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ある媒体の少なくとも一つの物理的な又は化学的なプロセス変量を決定及び／または監視するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記装置は、機械的な振動を作り出し及び／又はその振動を受ける振動部を少なくとも一つ備えている。
上記プロセス変量は、例えば、充填レベル、容器内の媒体の密度や粘性又はパイプを通って流れている流体の体積や質量流量である。
【０００３】
上記振動は、連続的に作り出されるか、又は、いわゆるバーストと呼ばれるような振動の束になるかの、どちらか一方になる。
用語「振動部」は、機械的な振動を作り出す及び／又は受けるユニットという意味で使用している。上記機械的な振動は、上記のユニット自体に決められている所定の変数に依存する。
【０００４】
上記振動部は、例えば、レベル検出器の振動棒又は振動音叉の形態で、又は超音波変換器の振動膜の形態で、又はパイプライン内に挿入された振動式測定用ピックアップの計測管の形態で知られている。その振動式測定用ピックアップは例えばパイプライン中に流れている流体の質量流量、密度、及び／又は粘性の測定のために使用される。
【０００５】
上述したような振動部を有する例でそのユニットが振動棒の場合、その周波数又はその波長は例えば慣性及び剛度（こわさ）に依存する。
又、上記ユニットが超音波変換器である場合、その周波数又はその波長はそのユニット中の所定の音速に依存し、その上、剛度による影響も受ける。
【０００６】
問題は、そのような振動部には、特定の媒体で使用できるように又はある有益な周波数帯で使用できるように一定の周波数又は波長に合わせなければならないことである。更に、それに対応する評価部もまた、その使用されるエレクトロニクスに関しては、決まった周波数帯向けに設計されることが多い。
【０００７】
この面では、アプリケーション中に存在しているプロセス条件がその調整された共振周波数に影響し、そのため周波数や波長が影響を受けたり、変化したりするという問題が残っている。
【０００８】
また、単一棒と呼ばれているもの（一般的には、測定媒体と直接接触するセンサ）の場合、その部材が例えば付加物を得たり或いは経験的に腐食する。これらは何れも、単一棒の質量を変化させ、その結果、その単一棒の共振周波数を変化させる。また、超音波センサの場合、その共振特性は例えばプロセス温度などにより変えられる。
【０００９】
以上のように、校正又は所望の周波数に合わせることを無効にするプロセス条件が存在している。
【発明の開示】
【００１０】
そこで、本発明は、プロセス変量を決定及び／又は監視するための装置の少なくとも一つの振動特性を多様に整調できる、又は場合によって釣り合わせることができる装置を提供することを目的とする。
【００１１】
上記目的は、装置に関しては、次の構成を提供することによって達成される。すなわち、自身の剛度が変えられる少なくとも一つの調整部を備え、少なくとも振動部の共振周波数を上記調整部を通じて変えられるように、上記調整部が具現化され且つ上記振動部と連結されるか、又は、少なくとも上記振動部の共振周波数を上記調整部を通じて変えられるように、上記調整部が上記振動部の一構成品として構成されることである。
【００１２】
本発明の基本的な考えは、上記調整部の剛度を利用すること、そしてその結果、上記振動部との接続に頼りつつ、該振動部の剛度がその共振周波数を適切に整調すること、及び要求があればアプリケーションに従ってすなわち上記プロセスに従って整調することにある。
【００１３】
そのため、一方では、校正が可能になる。この校正は、例えば製造動機のために必要であるが、これに代わり、例えば製造者に関わるような上記コンポーネントに対する大きな許容誤差の許諾に必要である。
【００１４】
また他方では、存在するプロセス条件に必要となる場合には、校正や釣り合せもその適用内で実行される。
従って、上記の場において困難な条件下でも、最適な感度に再設定できる。また更に、共振周波数を目標どおりに変化させることにより、所定のメンテナンスプログラムが動作可能になる。
【００１５】
本例で上記調整部は上記振動部の一コンポーネントであっても良いし、又は、上記振動部と上記調整部とを同一にしてそれらの両機能を一つのユニットが備えるようにしても良い。本例で上記調整部の構成は適用形態及び上記振動部の形態に依存する。
【００１６】
一つの態様としては、上記調整部はピエゾ電気特性を有する物質からなる。この物質は電極と接続され、その物質の剛度は少なくとも電極間の電流により変えられる。
上記ピエゾ電気特性を持つ要素の剛度は、電極を取り付けて、それらを開放したり（この場合は電極間に電流が流れない）、短絡させたり（この場合は電極間に電流が流れる）することにより変えることができる。
【００１７】
短絡した場合は、上記要素の剛度は普通最も低くなる。これら二つの状態が緩やかに移り変わることにより、上記剛度が徐々に変えられる。上記ピエゾ電気特性の相対的剛度において、その差は２５％以上になる。
【００１８】
上記振動部の剛度の一部が上記ピエゾ電気特性をもつ要素から派生することにより、その剛度全体、よってその共振周波数を変えることができ、その共振周波数を対応範囲に調整できる。
【００１９】
上記ピエゾ電気特性をもつ要素の数は、上記共振周波数に対して所望範囲の調整ができるように選択される。
例えば振動棒の振動周波数ｆは、固定地点におけるねじりの剛度Ｃ及び慣性の質量モーメントθに基づき、式：
2007529006.tif 000003
により決定される。従って、上記の剛度Ｃを変化させれば上記の振動周波数ｆが変化する。それゆえ、上記調整部が上記振動部の一コンポーネントの場合、或いは、上記調整部が上記振動部に適当に接続されている場合には、上記共振周波数が簡易的且つ上述したように電気的に整調される。
【００２０】
また、その他の態様としては、上記調整部は磁気ひずみ特性を有する物質からなる。この物質の剛度は少なくとも磁界を加えることにより変えることができる。上記調整部を磁気ひずみ特性をもった要素にすれば、その要素を通り抜ける磁界、好ましくは直流磁界を適用することにより、その要素は物理的な力を導き、今度は、上記調整部の剛度を変える。
【００２１】
このように、磁気ひずみ特性をもつ物質は磁界の適用により変形する。
反対に、その物質は物理的な力が加えられると磁界を作り出す。
第一級の鉄の希土類化合物は、上記のピエゾ電気特性をもつ素子／セラミックス（圧電素子／圧電セラミック）よりも高いパワー密度を示す。それゆえ、これらはたくさんのアプリケーションに数多くの利益を与える。
【００２２】
一つの有益な態様として、電気的に上記調整部を制御する制御部を備えたものがある。  
その制御部は例えば上記振動部の振動を評価して、それから上記共振周波数を適当に調整する。これは、例えはマイクロプロセッサ経由などで処理される。
【００２３】
この方法は、実際の適用において測定条件の最適化が自動的に行われるという利点がある。勿論、上記制御部は例えばユーザによる操作も可能である。
上記制御部は、最も簡単な例を挙げると、上記調整部の電気的境界条件（例えば電極間の電流）を変える可変（制御可能な）抵抗器である。
【００２４】
また、一つの有益な態様として、上記制御部は、上記振動部により生成し及び／又は該振動部で受ける機械的な振動の振動振幅及び／又は振動周波数の一関数として上記振動部の共振周波数を調整するように、具現化されている。
【００２５】
その制御部は、例えば製造されたユニットの一部分になることができる。そのため、上記剛度が上記振幅及び／又は上記周波数の一関数として変えられ、所定値又は例えば最大振幅が達成される。
【００２６】
その制御部は、可変抵抗を瞬間的に適当な値に設定する。これは、製造分野における本発明の利用法であり、このため、コンポーネントの製造許容誤差に対する対応が可能になる。
【００２７】
上記制御部は、制御／評価部の一部であっても良い。この制御／評価部は、よく装置の一コンポーネントとして構成されるものであって、上記プロセス変量を決定し及び／又は監視するために、そこで振動を適当に評価し、その振動を制御する。
【００２８】
こうして、プロセス条件により必要な場合、本装置の実際の適用期間中に上記共振周波数が調整可能である。
なお、このように動的に一致させる例では、監視又は決定されるべきプロセス変量の変化は補償されないことに注意する必要がある。
【００２９】
その対応形態は、この例では、上記振動部の具体的な形態と本装置の適用形態に依存している。
上記装置の振動部として、最初、単一棒と呼ばれるものについて説明する。
【００３０】
その一態様としては、上記振動部中に少なくとも一つの内側の振動棒及び外側の振動棒を備えている。
その外側の振動棒は、内側の振動棒を同軸で囲む。その外側と内側の振動棒は共に結合されている。そして、少なくとも一つの調整部が上記振動棒の一つと結合されている。
【００３１】
なお、上記調整部は、少なくとも一つの振動棒と機械的に結合されている又は少なくとも一つの振動棒と連結されていると好ましい。
また、上記振動部は、本形態では、単一棒である。これに関しては、ドイツ国特許出願番号１０３  １８  ７０５を参照されたい。
【００３２】
単一棒は、例えば充填レベルの検出に役立つ。この場合、設備の高さによって予め決定された充填レベルが低下しているか（この場合、覆われた振動（covered oscillation）から自由な振動（free oscillation）への変化点が決定される）又はその充填レベルを超過しているか（この場合、「覆われた」から「自由な」への変化の間に振幅及び周波数がどのように反応したかが評価される）を決定することを目的に、上記振動振幅又は上記振動周波数の変化が解釈される。
【００３３】
この単一棒の例では、作用力及びトルクが振動部の固定されている場所に生じないように、従って振動エネルギが失われないように、内側と外側の単一棒を互いに釣り合わせなければならない。
【００３４】
この釣り合い、例えば上記の振動棒の共振周波数が等しいことを意味する釣り合いは、上記の外側の振動棒上における付着や腐食により失われることもある。また、これが全体のシャットダウンの原因になることもある。
【００３５】
これを避けるため、本発明に構成されている調整部は釣り合わせの動作を生み出すことができる。
従って、この方法では、上記調整部の形態によって決定される範囲内、例えば適用分野内の範囲内で、付着や腐食に反応することができるようになる。
【００３６】
なお、上記振動部は、ＬＩＱＵＩＰＨＡＮＴ／リキファント（登録商標）の下で受託者により製造及び販売されている振動音叉と呼ばれたものであっても良い。この場合、その音叉の少なくとも一つの枝が上記調整部に接続されることになる。
【００３７】
また、一つの有益な態様では、上記調整部が少なくとも内側の振動棒と接続されている。
この方法では、上記調整部は本装置の奥側に保護されており、その場所で最適に修正サービスを提供できる。
【００３８】
その他の、一態様によれば、上記制御部は、最大振幅を達成するよう振動振幅の関数として上記調整部を制御するように具現化される。
これは、プロセス変量を決定及び／又は監視するために振幅が使用される場合における単一棒に主に関係している。この方法では、上記の適用のために利用した物理的な効果が最大になる。
【００３９】
次の態様は、対応装置内の超音波変換器又は超音波センサに関するものである。ただし、他の周波数帯をもつ類似の変換器及びセンサであっても、本発明での使用又は本発明の実行に同様に適している。
【００４０】
その一態様によると、少なくとも一つの送受用のピエゾが上記振動部の中に供給されている。上記調整部は上記振動部の一コンポーネントである。
また、上記振動部の共振周波数は超音波周波数帯に存在する。上記周波数が超音波周波数帯に存在する場合、上記振動部は超音波変換器になる。この変換器は絶えず操作され、バーストや波束と呼ばれるものを作り出す。
【００４１】
最も簡単な構成では、上記送受用のピエゾがそれぞれ要求されたように送り且つ受け取る。仮に上記振動部にピエゾ電気特性をもつ要素が複数供給されているとしたら、これらの要素のうちの一つが上記調整部になる。
【００４２】
超音波振動の分野における一態様では、上記振動部の中に少なくとも一つの前方の塊（mass）及び後方の塊を備える。そして、その二つの塊の間に少なくとも一つの送受用のピエゾを備える。上記の少なくとも一つの調整部は上記二つの塊のうちの一つの一コンポーネントである。
【００４３】
また、上記振動部の共振周波数は超音波周波数帯中に存在する。
よって、この第二の形態では、上記振動部はランジュヴァン（Ｌａｎｇｅｖｉｎ）型の超音波変換器又は超音波センサである。
【００４４】
この例の場合、その共振周波数は、通常、上記二つの塊と上記送受用のピエゾとで形成されたユニット全体の長さに逆比例する。
それは、半波長が上記の長さに対応するためである。この条件は、上記二つの塊のうちの少なくとも一つの中の音速を変えることによって変えられる。
【００４５】
本発明の大きな有効性はこの点で達成される。仮に少なくとも一つの調整部が少なくとも一つの塊の一コンポーネントであるなら、上記剛度を変えることでその塊の中の音速を変えられる。
【００４６】
この方法では、例えばその塊の長さを長くすることや短くすることと比較して、共振周波数をより容易に釣り合わせることができる。
それゆえ、この調整部は、製造許容誤差に反応できるようになることと主に関係している。
【００４７】
この方法では、更に、センサを広帯域化させるので、力を減少させる普通のダンパを別に設けることなく上記センサを所望の周波数帯に整調することができる。
この方法では、また、超音波変換器が複数の共振周波数でフルパワー調整できるようにもなる。
【００４８】
また、本発明は、この分野でも、超音波周波数帯内での適用に制限されない。
一つの有益な態様によると、媒体に結合するための少なくとも一つの整合層が振動部中に供給されている。所定の媒体（例えば液体）中で確実に最大の効果を得るために、λ／４整合層がしばしば使用される。
【００４９】
しかし、そのような整合層は、上記ピエゾ共振器と比べると、通常、音速が温度に依存する。それゆえ、ある特定の温度ではパワーが低下する。
本発明の調整部を備えることで、λ／４整合層における広い温度範囲での共振周波数の釣り合せが可能になる。
【００５０】
このように、上記共振周波数は、温度変化に対し本発明の調整部を通じて上記整合層に釣り合わされる。
一つの有益な態様によると、締め付け（prestress）を作るために少なくとも一つのボルトが上記振動部内に供給されている。上記二つの塊と上記送受用のピエゾとの間は、接着剤又はボルトにより接続されている。超音波センサのパワーは上記パーツ間の機械的な締め付けに依存する。
【００５１】
この締め付けは、上記のボルトを通じて決定される。このボルトが緩められると、その締め付けは低下し、そのパワーも低下する。予測メンテナンスの意味では、上記ユニットからねじを抜くことなしでどのようにその締め付けをチェックできるのかという疑問がある。そのような場合には、そのインストールされた状態から上記計測装置を移動することなく上記締め付けの損失を認識することがその都度許可されるであろう。
【００５２】
本発明はこうしてフィールド内での直接チェックを可能にしている。超音波センサが異なる剛度の異なるコンポーネントからできているとき、通常最も小さい規模で発生する剛度が支配的になる。
【００５３】
しかしながら、本発明の調整部があれば、上記締め付けを変化させることなく上記剛度を変化させることが可能になる。上記センサ自体が上記調整部の剛度から大幅にそれていなければ、上記の変化によりその構造の共振周波数に所定の影響が生じる。その機械的な締め付けが減らされると、その剛度全体が上記緩められたボルトによりもっと強く定義されるため、その剛度変化による周波数変化もまた減少する。
【００５４】
この方法では、事前に知られた周波数変化からのずれにより、そのボルトが緩められたということが推論できる。
本発明の装置の一態様によると、パイプライン中に挿入された振動形式の測定ピックアップ、特にコリオリ質量流量メータ又はコリオリ質量流量／密度メータ、の計測管を、上記振動部が少なくとも一つ備える。なお、この測定原理は、米国特許文献ＵＳ５，７９６，０１１、ＵＳ６，６５１，５１３、ＵＳ６，００６，６０９、ＵＳ５，５３１，１２６に開示されている。
【００５５】
本発明の目的は、少なくとも一つの振動部をもち、その振動部が機械振動を生成し及び／又は受ける、媒体の少なくとも一つの物理的又は化学的なプロセス変数を決定及び／又は監視するための装置の共振周波数を変化させる方法に関するものでもある。用語「装置の共振周波数」は、そのような例では、測定装置が動作する、従ってその対応するプロセス変量を決定及び／又は測定するのに使用する共振周波数又は一般的には振動周波数を意味している。
【００５６】
この目的は、本発明の方法に関しては、振動部と接続されている又は振動部の一コンポーネントである少なくとも一つの調整部の剛度を変化させることによって達成される。上記振動部が、少なくとも一つのコンポーネントの剛度により共振周波数を決定する振動システムであるなら、例えば、ピエゾ電気部が、共振周波数の単純且つ上記全ての電気的制御による調整を可能にする。なお、加えて、上述した本発明の装置の各具体的な形態でも、その方法に適用可能である。  
【発明を実施するための最良の形態】
【００５７】
以下、本発明について、添付図面に基づき、より詳細に説明する。
図１は装置１を示し、この場合、振動部５が内側の振動棒１０.１及び外側の振動棒１０．２からなる単一棒１０である。この例では、外側の振動棒１０．２が内側の振動棒１０．１を同軸で囲んでいる。
【００５８】
両振動棒１０．１、１０．２は、第一の膜１１．１を通じて互いに弾性的に接合されている。外部の振動棒１０．２は、第二の膜１１．２を通じてプロセス連結１２としっかりと連結されている。このプロセス連結を通じて装置１が不図示のコンテナ内に組み込まれ、例えばこのコンテナ内の媒体（ここでは、特に、積荷）の充填レベルを監視する。作動用／受動用ピエゾ１３を通じ、振動部１０．１、１０．２が逆位相で振動するように励起される。
【００５９】
よって、両振動棒１０．１、１０．２は同じ共振周波数をもつということが必須になる。外側の振動棒１０．２が上記積荷に触れると、単一棒１０が摩擦的な効果によりエネルギーを失うので、その結果、振幅変化が生じる。それと同じようなことが、最初に外側の振動棒１０．２が覆われて、それから次に自由振動するときにもあてはまる。その振幅変化は、通常、対応するレポートに変換される。
【００６０】
例えば二つの振動棒１０．１、１０．２の不釣合いによりエネルギーがプロセス連結１２へ伝わる、つまりはコンテナへ伝わるという事実があるため、単一棒１０からエネルギーが失われないことが重要である。
【００６１】
これは、内側の振動棒１０．１の重心の位置における半径方向の力が外側の振動棒１０．２のそれと本質的に等しくならなければいけないということと、締め付けトルクも本質的に等しくなる必要があるということを意味している。
【００６２】
上記力と上記トルクは、上記のように逆位相の振動により、プロセス連結の部位で本質的に確実に相殺すべきである。
そのためには、二つの振動棒１０．１、１０．２の相互調整が要求される。そのような振動システムが最適に釣り合わされたならば、実際の使用が可能である。
【００６３】
しかしながら、更なる問題がある。それは、媒体との接触により外側の振動棒１０．２上に付加物が形成されたり、腐食が生じたりすることである。
そうすると、外側の振動棒１０．２の質量が変化し、その結果、変化分の質量の慣性モーメントが生じ、外側の振動棒１０．２に他の振動周波数及び振動振幅が生じる。
【００６４】
しかし、そうなると、内側の振動棒１０．１及び外側の振動棒１０．２はもはや互いに調整されず、振動エネルギーはプロセス連結１２に伝わることになる。
それゆえ、ここでは、付加物や腐食が生じた場合に、本発明の調整部２０が重要になる。
【００６５】
ここでは、その調整部は、ピエゾ電気特性物質で構成されており、その上に二つの電極２１が連結されている。これらの電極２１が開放しているか短絡しているかに応じて、すなわち電流が流れているかいないかに応じて、そのピエゾ電気特性要素２０の剛度（こわさ）が変化する。短絡されたピエゾ電気特性要素（圧電素子）２０と一定電圧が接続されたものとの間では、この要素の場合、２５％以上の剛度変化率を達成する。
【００６６】
上記調整部２０は、最も単純な態様における決定要素が可変（制御可能な）抵抗器である制御部２５により制御される。なお、その場合、例えば不図示のマイクロプロセッサ制御をもつ、対応する制御エレクトロニクスが接続される。
【００６７】
上記制御部２５の抵抗を通じてピエゾ電気特性要素２０が徐々に短絡されると、同時にその剛度が低下する。
この方法では、ピエゾ電気特性要素の剛度が徐々に低下し、必然的に内側の振動棒１０．１の剛度が徐々に低下する。これにより共振周波数が変化する。
【００６８】
そして、力又はトルクが固定部１２に本質的に作用せず、その結果単一棒１０が最適な感度を再び示すようになるため、付着物や腐食があっても二つの振動棒１０．１、１０．２を本質的に再びつりあわせることが可能になる。
【００６９】
ただし、本発明により実行された修正方法では、その計測された効果は、それを測定変量の決定に使用すること無くしては相殺されないということが、常に保証されなければならない。
【００７０】
なお、その振動部は振動音叉と呼ばれるものにしても良い。この場合、その二つの枝が媒体に接触する。
図２は、例えば充填レベルなどのようなプロセス変量を決定し、及び／又は監視するための装置１の一部の超音波変換器１５を示している。
【００７１】
伝送時間方法を用いれば、超音波変換器１５は例えば媒体の充填高さなどを決定することに使用できる。これを成し遂げることにより、波が発生し、探知され、そして、反射した表面までの距離がそれらの伝送時間から決定される。
【００７２】
超音波変換器は、例えば充填レベル測定デバイス又はパイプライン中を流れる媒体の超音波流量測定デバイスの電気音響変換器として役目を果たす。
超音波変換器１５は前方側の塊１５．１と後方側に塊１５．２とこれら二つの塊１５．１と１５．２との間の送受用のピエゾ１６から構成されている。ボルト１８は適切な締め付け（prestress）を与えるためのもので、これにより、超音波変換器１５のパワーが生じる。
【００７３】
超音波変換器１５の共振周波数は、その中の音速が異ならなければその長さに反比例する。前方側の塊１５．１には整合層１７が存在している。
この整合層１７は、例えば、水などの特定媒体に結合するためのλ／４層である。ここでは調整部２０は後方側の塊１５．２の一部であり、従って、そこでは、後方側の塊１５．２の音速、ひいては振動部５（場合によっては超音波変換器１５）の共振周波数を、剛度変化を通じて調整することが可能である。振動部５がそのような超音波変換器１５である場合、調整部２０は多様な義務を遂行できる。
【００７４】
他方で、この方法では、共振周波数を再び適切に整合することにより、製造上の許容誤差に対応可能である。
更に、この方法では、ダンパーによるパワー損失を生じさせることなしに、異なる周波数で動作する超音波変換器を製造可能である。なお、このパワー損失は、ダンパーが超音波変換器１５を広帯域化させるという事実に起因する。
【００７５】
更に、温度影響による整合層１７での共振変化に反応することも可能になる。そのようなλ／４整合層１７の温度動作（temperature behavior）は超音波変換器１５のそれと通常は異なる。
【００７６】
しかしながら、それにより、これが通常通りにパワー損失を伴って連結されると、超音波変換器１５と整合層１７はもはや整合しない状況になるかもしれない。そして、これを超えて、剛度のよく知られた変化により、ボルトの締め付けが再確認可能になる。与えられた締め付けで、調整部２０の剛度変化の結果生じる超音波変換器の周波数変化が知られていれば、そのとき、そこからずれた場合には、締め付けが減少したものと推論することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】振動棒が断面で示された装置である。
【図２】本発明の調整部を備えた超音波センサである。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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