ULTRASONIC TRANSDUCER

Abstract: 1. An ultrasonic transducer which is arranged at an interval from the object to be measured and which comprises a plate-like ceramic oscillator (1) which is surrounded by a weighting ring (3) and to which metal electrodes are attached, and on one face of which a lambda/4 matching layer consisting of synthetic material is arranged, characterized in that the entire ultrasonic transducer, excluding that side of the matching layer (2) which faces towards the medium which is to be exposed to ultrasonic waves, is provided with a foam casing (4) composed of polyurethane foam.

Description: Ultraschallwandler Die Erfindung bezieht sich auf einen Ultraschallwandler mit einem plattenförmigen Keramikschwinger, an dem Metallelektroden befestigt sind und an dessen einer Stirnseite eine Anpassschicht aus Kunststoff vorhanden ist. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Ausschwingdämpfung - hierunter wird die Dämpfung der mechanischen Schwingungen des Wandlers unmittelbar (zeitlich) nach dem Senden verstanden - bei bekannten Ultraschallwandlern der obengenannten Art (DE-PS 25 37 788, 25 41 492) zu verbessern, ohne dabei das weitere Ubertragungsverhalten wesentlich zu verschlechtern. Das Einbetten der Wand ler in Gummischellen bzw. in Silikonvergussmassen oder aber auch elektrische Massnahmen, wie z.B. das Vorsehen von Dämpfungswiderständen, Transistoren etc, hat nicht die genügende Ausschwingdämpfung gebracht. Hierbei wird darüber hinaus nicht nur das Ausschwingen gedämpft, sondern auch in erheblichem Masse das Dbertragungsmass, d.h. das Verhältnis von Sende- zu Empfangssignal wurde erheblich reduziert. Die vorliegende Erfindung list die vorgegebene Aufgabe bei einem Ultraschallwandler der obengenannten Art auf einfache Weise dadurch, dÅass der gesamte Ultraschallwandler ohne die dem zu beschallenden Medium zugewandte Seite der Anpassschicht mit einer Schaumumhüllung versehen ist. Als besonders vorteilhaftes Umhül lungsmaterial hat sich Polyurethanschaum herausgestellt. Hier wurden Ausschwingdämpfungen > 20 dB erreicht, wobei lediglich ein Dbertragungsmassverlust von X 3 dB zu verzeichnen war. Hierdurch ist es möglich, den Minimal abstand Wandler - zu messender Gegenstand wesentlich zu reduzieren, ohne dabei wesentlich an erreichbarem Maximalabstand zu verlieren. Um auch den Ausstrahlwinkel relativ gering zu halten, ist es auch bei der erfindungsgemässen Ultraschallwandlerausführung - wie an sich aus der DE-PS 25 41 492 bekannt - von Vorteil, dass der Keramikschwinger von einem Beschwerungsring umgeben ist. Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel gemäss der Erfindung beschrieben. Der in der Zeichnung dargestellte Ultraschallwandler besteht aus dem Keramikschwinger 1, der Anpassschicht 2, der die X /4-Schicht entspricht, und einem Beschwerungsring 3 aus Aluminium. Der Beschwerungsring 3 schliesst in den äusseren Abtessungen mit der Anpassschicht 2 ab. Der Keramikschwinger liegt im Inneren des Beschwerungsringes 3, ohne diesen zu berühren. Der genaue Aufbau und auch die Herstellung der Anpassschicht 2, die beispielsweise aus einer Mischung von Polysterollack mit Hohlkugeln aus Siliziumdioxyd bestehen kann, sind in den obengenannten Patentschriten näher erläutert. Der so aufgebaute Ultra schallwandler wird gemäss der Erfindung von einer Schaumumhüllung 4 umgeben. Die Fläche 5 der Anpassschicht 2 bleibt hierbei frei von der Schaumumhüllung 4. Dadurch, dass lediglich der Aussenmantel des Ultraschailwandlers und die eine Seite mit der Schaumumhüllung versehen ist, ist der Schallaustritt nicht nachteilig beeinflusst. Es lässt sich aber, wie bereits erwähnt, eine gute Ausschwingdämpfung auf einfache Weise erreichen; denn die Schaumumhüllung, wenn sie beispielsweise aus Polyurethanschaum hergestellt wird, kann gleichzeitig als Gehäusebefesti- gungsmittel.benutzt werden. '? 3 Patentansprüche 1 Figur

Claims: Patentansprüche f6 f 1.Ultraschallwandler mit einem plattenförmigen Keramik- schwinger, an dem Metallelektroden befestigt sind und an dessen einer Stirnseite eine Anpassschicht aus Kunststoff vorhanden ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der gesamte Ultraschallwandler ohne die dem zu beschallenden Medium zugewandte Seite der Anpassschicht (2) mit einer Schaumumhüllung (4) versehen ist. 2. Ultraschallwandler nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Schaumumhüllung (4) aus Polyurethanschaum besteht. 3. Ultraschallwandler nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Keramikschwinger (1) in an sich bekannter Weise von einem Beschwerungsring (3) umgeben ist.

Inventors: FORSTER, ALFRED
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT BERLIN UND MUNCHEN
Application year: 1984
Main classification: G10K11
IPC codes: G10K11, G01N29, H04R17, A61B8, H04R1