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Title:
ULTRASONIC TRANSDUCER FOR USE IN AN ULTRASONIC FLOWMETER OR IN AN ULTRASONIC FILL STATE MEASURING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/182154
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an ultrasonic transducer (3) having a housing (31), in which a transducer element (11) for producing and detecting ultrasonic signals and an acoustic transformer (12) are arranged, wherein the acoustic transformer (12) is acoustically and mechanically coupled to the transducer element (11). The housing (31) has at least one housing body with at least one housing chamber (32) having a housing wall (33), the housing wall (33) enclosing at least in sections the acoustic transformer (12), wherein the housing is acoustically and mechanically connected to a measuring tube wall or a container wall, and wherein the acoustic transformer (12) is mechanically connected or connectable to the housing (31) via a lateral surface (M) of the acoustic transformer (12) by means of a first acoustic, in particular ring-shaped insulation.

Inventors:
UEBERSCHLAG, Pierre (18 rue des champs, Saint-Louis, 68300, FR)
BERGER, Andreas (Glashütten 17, Hasel-Glashütten, 79686, DE)
BEZDEK, Michal (Bürgerweg 3, 4147 Aesch, 4147, CH)
Application Number:
EP2017/053114
Publication Date:
October 26, 2017
Filing Date:
February 13, 2017
Export Citation:
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Assignee:
ENDRESS+HAUSER FLOWTEC AG (Kägenstr. 7, 4153 Reinach, 4153, CH)
International Classes:
G01F1/66
Foreign References:
FR2952221A12011-05-06
US20130014592A12013-01-17
US20130167654A12013-07-04
US20030164661A12003-09-04
US20150308870A12015-10-29
EP1340964A12003-09-03
Attorney, Agent or Firm:
ANDRES, Angelika (Colmarer Str. 6, Endress+Hauser AG+Co. KG, Weil am Rhein, 79576, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Ultraschallwandler (3) zur Verwendung in einem Ultraschal I-Durchflussmessgerät (100) zur Messung der Durchflussgeschwindigkeit oder dem Volumendurchfluss von Medien in einem Messrohr (1 ) oder in einem Ultraschall- Füllstandsmessgerät zur Messung von dem Füllstand von Medien in einem

Behälter, umfassend: mindestens ein Wandlerelement (1 1 ) zur Erzeugung und/oder Detektion von

Ultraschallsignalen; und mindestens einen akustischen Transformator (12), wobei der akustische

Transformator (12) mit dem Wandlerelement (1 1 ) akustisch und mechanisch gekoppelt ist; und wobei der akustische Transformator (12) eine Abstrahlfläche (13) und eine

Längsachse (L) aufweist, welche die Abstrahlfläche (13) schneidet; und mindestens ein Gehäuse (31 ) mit mindestens einem Gehäusekörper, welcher Gehäusekörper mindestens eine Gehäusekammer (32) mit einer Gehäusewandung (33) aufweist, welche Gehäusewandung (33) den akustischen Transformator (12) zumindest teilweise umschließt, wobei das Gehäuse akustisch und mechanisch mit einer Messrohrwand oder einer Behälterwand verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der akustische Transformator (12) über eine Mantelfläche (M) des akustischen

Transformators (12) mittels einer ersten akustischen, insbesondere ringförmigen Isolierung mechanisch mit dem Gehäuse verbunden oder verbindbar ist, welche erste akustische Isolierung mit dem Medium beaufschlagbar ist.

2. Ultraschallwandler nach Anspruch 1 , wobei ein erster zum Medium hin gewandter Bereich (61 ) von einem vom Medium abgewandten zweiten Bereich (62) in der Gehäusekammer (32) durch die erste akustische Isolierung mediendicht getrennt ist.

3. Ultraschallwandler nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste akustische Isolierung einen ersten Isolator (21 ) und einen zweiten Isolator (22) und einen dritten Isolator (23) aufweist, wobei der erste Isolator (21 ) mit dem akustischen Transformator (12) in Kontakt steht, und wobei der dritte Isolator (23) mit dem Gehäuse in Kontakt steht, und wobei der zweite Isolator (22) zwischen dem ersten Isolator (21 ) und dem dritten Isolator (23) angeordnet ist.

4. Ultraschallwandler nach Anspruch 3, wobei die Isolatoren (21 , 22, 23) jeweils aus einem Material der folgenden

Materialiengruppen gefertigt sind: Metall, Keramik, Kunststoff, wobei der Kunststoff insbesondere ein Elastomer ist, wobei in Kontakt stehende Isolatoren (21 , 22, 23) unterschiedliche akustische

Impedanzen aufweisen.

5. Ultraschallwandler nach mindestens einem der vorigen Ansprüche, wobei der zweite Isolator (22) zumindest durch den ersten Isolator (21 ) und/oder den dritten Isolator (23) gehalten ist.

6. Ultraschallwandler nach mindestens einem der vorigen Ansprüche, wobei der zweite Isolator (22) schwingfähig gelagert ist.

7. Ultraschallwandler nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Gehäusewandung (33) im zweiten Bereich (62) einen ersten axialen

Anschlag (34) aufweist, welcher erste Anschlag dazu eingerichtet ist, bei hohen Drücken des Mediums einen Halt für den zweiten Isolator (22) zu bieten.

8. Ultraschallwandler nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei die Gehäusewandung (33) im zweiten Bereich (62) eine Führung (F) aufweist, welche Führung dazu eingerichtet ist, den zweiten Isolator (22) in axialer Richtung zu führen.

9. Ultraschallwandler nach mindestens einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei mindestens ein Isolator (21 , 22, 23) über die Abstrahlfläche des akustischen Transformators axial herausragt.

10. Ultraschallwandler nach mindestens einem der vorigen Ansprüche, wobei der akustische Transformator (12), die erste akustische Isolierung und das Gehäuse im Wesentlichen rotationssymmetrisch bezüglich der Längsachse sind.

1 1. Ultraschallwandler nach mindestens einem der vorigen Ansprüche, wobei das Gehäuse auf der dem Medium abgewandten Seite einen zweiten axialen Anschlag (35) aufweist, welcher axiale Anschlag mit dem akustischen Transformator (12) und/oder dem Wandlerelement (1 1 ) mechanisch gekoppelt ist, und wobei der zweite axiale Anschlag dazu eingerichtet ist, den akustischen Transformator (12) und/oder das Wandlerelement (11 ) zu halten.

12. Ultraschallwandler nach Anspruch 1 1 , wobei der Ultraschallwandler eine zweite akustische Isolierung aufweist (41 ), welche zweite akustische Isolierung dazu eingerichtet ist, den zweiten axialen Anschlag (35) mit dem akustischen Transformator (12) und/oder mit dem Wandlerelement (12) mechanisch zu verbinden und akustisch zu entkoppeln.

13. Ultraschallwandler nach mindestens einem der vorigen Ansprüche, wobei das Wandlerelement (1 1 ) ein Piezowandler ist. 14. Ultraschallwandler nach mindestens einem der vorigen Ansprüche, wobei das Gehäuse drucktragend ist.

15. Ultraschallwandler nach mindestens einem der vorigen Ansprüche 1 1 bis 14, wobei der akustische Transformator (12) und/oder das Wandlerelement (12) mittels eines Federelements (51 ) gegen den zweiten axialen Anschlag (35) vorgespannt sind.

Description:
Ultraschallwandler zur Verwendung in einem Ultraschall-Durchflussmessgerät oder in einem Ultraschall-Füllstandsmessgerät

Die Erfindung betrifft einen Ultraschallwandler zur Verwendung in einem Ultraschall- Durchflussmessgerät zur Messung der Durchflussgeschwindigkeit oder dem

Volumendurchfluss von Medien in einer Rohrleitung oder in einem Ultraschall- Füllstandsmessgerät zur Messung von dem Füllstand von Medien in einem Behälter.

Ultraschallwandler zur Messung von Durchflussgeschwindigkeiten oder Füllständen werden schon seit langem in zahlreichen Varianten eingesetzt. Ein wesentliches, immer wieder auftretendes Problem bei dem Einsatz von Ultraschallwandlern ist die

unerwünschte Wechselwirkung zwischen einem Ultraschallwandlerelement zur

Erzeugung und/oder Detektion von Ultraschallsignalen und einer Messvorrichtung durch den über den Einbau des Ultraschallwandlers in die Messvorrichtung

hergestellten Kontakt. Die Wechselwirkung führt zum Übertragen von Schwingungen der Messvorrichtung zum Ultraschallwandlerelement und überlagert dabei ein

Messsignal, was die Erfassung von Messwerten erschwert. Die Schwingungen der Messvorrichtung können dabei aus einer ferneren Umgebung stammen, jedoch auch durch vom Ultraschallwandlerelement oder von weiteren Ultraschallwandlern erzeugten Nachschwingungen. Nachschwingungen entstehen durch das Ausklingen des

Ultraschallwandlerelements nach Erzeugung eines Ultraschallsignals, welches in ein Medium eingestrahlt wird.

Um diesem Problem zu begegnen, wird beispielsweise ein Gehäuse des

Ultraschallwandlers welches das Ultraschallwandlerelement aufweist, mittels einer Hülle akustisch von einem Messgehäuse isoliert, siehe US2015308870A1 . Diese Lösung hat den Nachteil, dass aufgrund einer nicht herstellbaren perfekten akustischen Isolation sämtliche Eigenschwingungen des Gehäuses angeregt werden können und damit das Ultraschallwandlerelement stören.

Eine andere Herangehensweise, das Problem der Wechselwirkung zwischen dem Ultraschallwandlerelement und der Messvorrichtung zu umgehen ist im Dokument EP1340964A1 offenbart. Eine Ultraschallwandleranordnung mit einem

Ultraschallwandlerelement und einer Ultraschallwellen abstrahlenden Biegeplatte wird durch ein Filter gehalten, wobei das Filter für eine akustische Trennung eines

Ultraschallwandlerelements von einem Gehäuse sorgt. Das Filter kontaktiert dabei die Biegeplatte an ihrem äußeren Rand und beeinflusst somit stark die

Schwingungseigenschaften der Biegeplatte. Darüber hinaus ist die Kontaktierung eines akustischen Filters mit einer stark schwingenden Biegeplatte nachteilhaft für eine akustische Entkopplung des Ultraschallwandlers vom Gehäuse.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Ultraschallwandler mit einer akustischen Isolierung vorzuschlagen, welcher Störungen durch Gehäuseschwingungen vermeidet, wobei die akustische Isolierung nicht mit einer Abstrahlfläche kontaktiert ist. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Ultraschallwandler gemäß dem unabhängigen Anspruch 1.

Der erfindungsgemäße Ultraschallwandler umfasst dabei folgende Elemente: mindestens ein Wandlerelement zur Erzeugung und/oder Detektion von

Ultraschallsignalen; und mindestens einen akustischen Transformator, wobei der akustische Transformator mit dem Wandlerelement akustisch und mechanisch gekoppelt ist; und wobei der akustische Transformator eine Abstrahlfläche und eine Längsachse aufweist, welche die Abstrahlfläche schneidet; und mindestens ein Gehäuse mit mindestens einem Gehäusekörper, welcher

Gehäusekörper mindestens eine Gehäusekammer mit einer Gehäusewandung aufweist, welche Gehäusewandung den akustischen Transformator zumindest teilweise umschließt, wobei das Gehäuse akustisch und mechanisch mit einer Messrohrwand oder einer Behälterwand verbunden ist, wobei der akustische Transformator über eine Mantelfläche des Transformators mittels einer ersten akustischen, insbesondere ringförmigen Isolierung mechanisch mit dem Gehäuse verbunden oder verbindbar ist, welche erste akustische Isolierung mit dem Medium beaufschlagbar ist.

In einer Ausgestaltung des Ultraschallwandlers ist ein erster zum Medium hin gewandter Bereich von einem vom Medium abgewandten zweiten Bereich in der Gehäusekammer durch die erste akustische Isolierung mediendicht getrennt.

In einer Ausgestaltung des Ultraschallwandlers weist die erste akustische Isolierung einen ersten Isolator und einen zweiten Isolator und einen dritten Isolator auf, wobei der erste Isolator mit dem akustischen Transformator in Kontakt steht, und wobei der dritte Isolator mit dem Gehäuse in Kontakt steht, und wobei der zweite Isolator zwischen dem ersten Isolator und dem dritten Isolator angeordnet ist.

In einer Ausgestaltung des Ultraschallwandlers sind die Isolatoren jeweils aus einem Material der folgenden Materialiengruppen gefertigt sind:

Metall, Keramik, Kunststoff, wobei der Kunststoff insbesondere ein Elastomer ist, wobei in Kontakt stehende Isolatoren unterschiedliche akustische Impedanzen aufweisen.

In einer Ausgestaltung des Ultraschallwandlers ist der zweite Isolator zumindest durch den ersten Isolator und/oder den dritten Isolator gehalten.

In einer Ausgestaltung des Ultraschallwandlers ist der zweite Isolator schwingfähig gelagert. In einer Ausgestaltung des Ultraschallwandlers weist die Gehäusewandung im zweiten Bereich einen ersten axialen Anschlag aufweist, welcher axiale Anschlag dazu eingerichtet ist, bei hohen Drücken des Mediums einen Halt für den zweiten Isolator zu bieten.

In einer Ausgestaltung des Ultraschallwandlers weist die Gehäusewandung im zweiten Bereich eine Führung auf, welche Führung dazu eingerichtet ist, den zweiten Isolator in axialer Richtung zu führen. In einer Ausgestaltung des Ultraschallwandlers ragt der mindestens eine Isolator axial über die Abstrahlfläche des akustischen Transformators heraus.

In einer Ausgestaltung des Ultraschallwandlers sind der akustische Transformator, die erste akustische Isolierung und das Gehäuse im Wesentlichen rotationssymmetrisch bezüglich der Längsachse.

In einer Ausgestaltung des Ultraschallwandlers weist das Gehäuse auf der dem

Medium abgewandten Seite einen zweiten axialen Anschlag auf, welcher axiale Anschlag mit dem akustischen Transformator und/oder dem Wandlerelement mechanisch gekoppelt ist, und wobei der zweite axiale Anschlag dazu eingerichtet ist, den akustischen Transformator und/oder den Wandlerelement zu halten.

In einer Ausgestaltung des Ultraschallwandlers weist der Ultraschallwandler eine zweite akustische Isolierung auf, welche zweite akustische Isolierung dazu eingerichtet ist, den zweiten axialen Anschlag mit dem akustischen Transformator und/oder mit dem

Wandlerelement mechanisch zu verbinden und akustisch zu entkoppeln. In einer Ausgestaltung des Ultraschallwandlers ist das Wandlerelement ein

Piezowandler.

In einer Ausgestaltung des Ultraschallwandlers ist das Gehäuse drucktragend.

In einer Ausgestaltung des Ultraschallwandlers sind der akustische Transformator und/oder das Wandlerelement mittels eines Federelements gegen den zweiten axialen Anschlag vorgespannt.

Es wird also durch die vorliegende Erfindung ein von einem Gehäuse eines

Ultraschallwandlers akustisch isoliertes Ultraschallwandlerelement vorgeschlagen.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von in Zeichnungen dargestellten

beispielhaften Ausführungsformen näher erläutert.

Es zeigt: Fig.1 : Ein Ultraschal I-Durchflussmessgerät mit zwei erfindungsgemäßen Ultraschallwandlern;

Fig. 2: Einen schematischen Längsschnitt einer Ausführungsform eines

erfindungsgemäßen Ultraschallwandlers. Fig. 3: Einen schematischen Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ultraschallwandlers.

Fig. 1 zeigt ein Ultraschall-Durchflussmessgerät 100 welches nach dem Laufzeit- oder Laufzeitdifferenz-Prinzip arbeitet, wobei das Ultraschall-Durchflussmessgerät ein Messrohr 1 mit einer im Wesentlichen geraden Messrohrachse AM mit zwei

Anschlüssen 2 für erfindungsgemäße Ultraschallwandler 3 aufweist. Die

Ultraschallwandler 3 sind dabei so im Messrohr angeordnet, dass akustische

Transformatoren 21 der Ultraschallwandler 3 eine gemeinsame Längsachse L aufweisen, wobei die Längsachse L geneigt zur Messrohrachse AM steht, so dass eine Komponente einer Ausbreitungsrichtung eines vom Ultraschallwandler 3, 4

ausgesandten Ultraschallsignals in oder gegen die Strömungsrichtung eines durch das Messrohr 1 strömenden Mediums gerichtet ist. Bei der Verwendung des

Laufzeitdifferenz-Prinzip wird ausgenutzt, dass eine Ultraschallsignallaufzeit eines gegen die Strömungsrichtung des durch das Messrohr strömenden Mediums laufenden Ultraschallsignals etwas größer ist, als eine Ultraschallsignallaufzeit eines mit der Strömung des Mediums laufenden Ultraschallsignals. Die Laufzeitdifferenz der

Ultraschallsignale ist abhängig von der Strömungsgeschwindigkeit, so dass aus der Laufzeitdifferenz Rückschlüsse auf die Strömungsgeschwindigkeit des Mediums im Messrohr gezogen werden können.

Fig. 2 zeigt einen detailgetreuen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen

Ultraschallwandlers 3 mit einem Gehäuse, welches einen bezüglich der Längsachse L im Wesentlichen rotationssymmetrischen Gehäusekörper 31 und eine

Gehäusekammer 32 mit einer Gehäusewandung 33 aufweist. Die Gehäusewandung 33 umschließt ein Wandlerelement 1 1 , beispielsweise ein Piezowandlerelement, welches zum Erzeugen und Nachweisen von Ultraschallsignalen eingerichtet ist. Die Gehäusewandung 33 umschließt des Weiteren teilweise einen bezüglich der Längsachse L im Wesentlichen rotationssymmetrischen akustischen Transformator 12, wobei eine stirnseitige Abstrahlfläche 13 des akustischen Transformators 12 aus der Gehäusekammer 32 herausragt. Der akustische Transformator 12 kann jedoch auch so ausgestaltet sein, dass er nicht aus der Gehäusekammer 32 herausragt. Der akustische Transformator 12 ist mit dem Wandlerelement 1 1 akustisch und mechanisch gekoppelt, wobei die Kopplung durch eine Klebeverbindung oder durch Vorspannung gegen eine zweite akustische Isolierung mittels eines Federelements 51 sichergestellt sein kann. Ein vom Wandlerelement 1 1 erzeugtes Ultraschallsignal wird vom akustischen

Transformator aufgenommen und zur Abstrahlfläche 13 geleitet. Die Abstrahlfläche 13 überträgt das Ultraschallsignal zumindest teilweise in das das Messrohr 1

durchströmende Medium. Auf die gleiche Art und Weise nimmt die Abstrahlfläche 13 ein über das Medium eintreffende Ultraschallsignal auf und leitet es zum Wandlerelement 1 1 , wobei das Wandlerelement 1 1 das Ultraschallsignal in ein elektrisches Signal wandelt.

Praktisch ist das beim Wandlerelement ankommende Ultraschallsignal immer von Störeinflüssen überlagert, was die Aufnahme einer Messgröße erschwert. Äußerst wichtig für ein sauberes Funktionieren eines Ultraschallwandlers 3 ist daher eine weitgehende Minimierung dieser Störeinflüsse. Ein großer Teil dieser Störeinflüsse ist durch die Übertragung von Körperschall des Messrohrs 1 über das Gehäuse 31 zum Wandlerelement 1 1 des Ultraschallwandlers gegeben. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist es daher, den akustischen Transformator 12 und das Wandlerelement 11 durch eine erste akustische Isolierung vom Gehäuse 31 akustisch zu entkoppeln, wobei die Isolierung des Weiteren dazu eingerichtet ist, den akustischen Transformator radial zu halten, damit die Abstrahlrichtung konstant bleibt. In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ultraschallwandlers weist die erste akustische Isolierung einen ersten Isolator 21 , einen zweiten Isolator 22 und einen dritten Isolator 23 auf, wobei die Isolatoren im Wesentlichen rotationssymmetrisch bezüglich der Längsachse L sind. Der Isolator 21 steht in Kontakt zu einer Mantelfläche M des akustischen Transformators 12, der Isolator 23 steht in Kontakt zur

Gehäusewandung 33 und Isolator 22 ist zwischen den Isolatoren 21 und 23 angeordnet und wird durch diese zumindest teilweise gehalten, wobei die Isolatoren 21 und 23 radial eingespannt sind. Die Isolatoren 21 , 22 und 23 sind dabei jeweils aus einem Metall wie beispielsweise Stahl, Titan oder Aluminium oder einem keramischen

Werkstoff oder einem Kunststoff gefertigt, wobei der Isolator 22 bevorzugt aus einem Metall oder einer Keramik gefertigt ist. Um das Weiterleiten von Störsignalen zwischen Gehäuse und akustischem Transformator zu unterbinden, weisen das Gehäuse, die Isolatoren und der akustische Transformator bevorzugt wechselnde akustische

Impedanzen auf. Durch die dadurch verursachten Reflektionen des Störsignals und der damit erhöhten Verweildauer des Störsignals in der ersten akustischen Isolierung wird das Störsignal stärker gedämpft. Als weitere Folge wird das Störsignal zeitlich gedehnt, was eine Verschiebung der Störsignalfrequenzen zu tieferen Werten zur Folge hat. Somit kann das Störsignal durch Wahl von Isolatoren 21 , 22, 23 mit abwechselnden Impedanzen in einen weniger störenden Frequenzbereich geschoben werden. Des Weiteren weisen die Isolatoren 21 und 23 einen im Wesentlichen ellipsenförmigen Querschnitt auf. Störeinflüsse, welche vom Messrohr 1 über das Gehäuse 31 des Ultraschallwandlers zum Isolator 23 gelangen, werden von diesem nur zu einem geringen Anteil an den Isolator 22 weitergegeben, da die geometrischen Eigenschaften des ellipsenförmigen Querschnitts das Weiterleiten von akustischen Störeinflüssen behindern. Bei Verwendung von akustisch dämpfenden Materialien wie beispielsweise Elastomeren kann die Weiterleitung von Störeinflüssen weiter unterdrückt werden. Auf die gleiche Art und Weise behindert der Isolator 21 die Weiterleitung von Störeinflüssen vom Isolator 22 zum akustischen Transformator 12. Der Isolator 22 ist dabei schwingfähig gelagert, so dass er von den Isolatoren 21 und 23 übertretende Signale in Form von Schwingungsenergie speichern und verlangsamt abgeben kann, was zusätzlich die Störsignalübertragung zwischen den Isolatoren 21 und 23 behindert und verlangsamt. Die Gehäusewandung 33 weist einen ersten axialen Anschlag 34 auf, welcher ein Zurückweichen des akustischen Isolators 22 aufgrund eines hohen

Mediendrucks begrenzt. Der akustische Isolator kann dabei durch ein federndes Element vorgespannt sein, so dass der Isolator 22 bei nachlassendem Mediendruck in Richtung des Mediums geschoben wird. Der Isolator 22 weist einen Querschnitt auf, so dass der erste Isolator 21 und/oder der dritte Isolator 23 zumindest teilweise vom zweiten Isolator 22 umfasst und dadurch bei hohen Mediendrücken von dem zweiten Isolator 22 gehalten sind. Die Gehäusewandung 33 kann auf der zum Medium gerichteten Seite einen weiteren axialen Anschlag aufweisen, welche die Isolierung am Herausfallen aus dem Gehäuse 31 hindert. Das Gehäuse weist des Weiteren eine Führung auf, welche Führung den zweiten Isolator 22 bei Bewegung parallel zur Längsachse L führt.

Die erste akustische Isolierung stellt eine mediendichte Trennung dar, so dass die Gehäusekammer 32 in einen ersten, zum Medium hin gewandten Bereich 61 und in einen vom Medium abgewandten Bereich 62 getrennt ist, wobei der Bereich 61 vom Medium beaufschlagt ist und wobei der Bereich 62 frei vom das Messrohr

durchströmenden Medium ist. Das Weiterleiten von Ultraschallsignalen zum Gehäuse 31 , welche Ultraschallsignale vom Wandlerelement 1 1 ausgehen, ist auf die oben beschriebene Art und Weise entsprechend behindert. Die erste akustische Isolierung sorgt also für eine Verminderung von Störeinflüssen auf das Wandlerelement ausgehend vom Messrohr 1 und auch für eine Verminderung von Ultraschallsignalen, welche vom Wandlerelement 1 1 über das Gehäuse 31 in das Messrohr gelangen.

Der in Fig. 2 dargestellte Ultraschallwandler weist auf der vom Medium abgewandten Seite die zweite akustische Isolierung 41 auf, wobei die Gehäusewandung 33 einen zweiten axialen Anschlag 35 aufweist, gegen welchen zweiten axialen Anschlag 35 der akustische Transformator 12 mit dem Wandlerelement 1 1 durch ein Federelement 51 gedrückt werden, wobei der akustische Transformator 12 durch den zweiten axialen Anschlag gehalten wird. Der zweite axiale Anschlag 35 ist also drucktragend. Die zweite akustische Isolierung 41 kann dabei kugelförmige oder ringförmige Elemente

aufweisen. Kugelförmige Elemente haben den Vorteil, dass sie über Kontaktpunkte eintretende Störsignale räumlich breit auffächern, so dass die eintretenden Störsignale nur einen kleinen Austrittspunkt finden. Somit verbleibt ein großer Teil der

Störsignalenergie in den kugelförmigen Elementen und wird durch Dämpfung dissipiert. Bei ringförmigen Elementen ist die räumlich breite Auffächerung zumindest in einer Raumdimension sichergestellt. Der in Fig. 3 dargestellte Ultraschallwandler unterscheidet sich durch den in Fig. 2 dargestellten Ultraschallwandler dadurch, dass die Anordnung der Isolatoren 21 , 22, 23 eine asymmetrische Struktur aufweist. Durch asymmetrische Strukturen lassen sich die Störsignalwege durch die erste akustische Isolierung beeinflussen, so dass durch günstig gewählte asymmetrische Strukturen in Kombination mit ausgesuchten

Fertigungsmaterialen der Isolatoren 21 , 22, 23 das Weiterleiten von Störsignalen weiter unterbunden werden kann. Durch Querschnitte mit mehreren Ecken und Kanten, siehe Isolator 22 in Fig. 3, wird ein durch einen solchen Isolator laufendes Störsignal innerhalb des Isolators mehrfach gebeugt und reflektiert, so dass destruktive

Interferenzen die Weiterleitung des Störsignals verhindern können.

Der erfindungsgemäße Ultraschallwandler 3 weist also eine erste akustische Isolierung auf, welche auf mehrfache Art und Weise Störeinflüsse auf das Wandlerelement 11 vermindert.

Bezugszeichenliste

1 Messrohr

2 Ultraschallwandleranschluss

3 Ultraschallwandler

1 1 Wandlerelement

12 akustischer Transformator

13 Abstrahlfläche

21 erster Isolator

22 zweiter Isolator

23 dritter Isolator

31 Gehäuse

32 Gehäusekammer

33 Gehäusewandung

34 erster axialer Anschlag

35 zweiter axialer Anschlag

41 zweite akustische Isolierung

51 Federelement

61 erster Bereich

62 zweiter Bereich

100 Ultraschall-Durchflussmessgerät

AM Messrohrache L Längsachse M Mantelfläche F Führung