用于在流体介质中使用的超声波换能器 |
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| 申请号 | CN201080049160.5 | 申请日 | 2010-09-10 | 公开(公告)号 | CN102667417B | 公开(公告)日 | 2016-01-20 |
| 申请人 | 罗伯特·博世有限公司; | 发明人 | R·米勒; G·许夫特尔; M·赫斯特布林克; T·朗; S·拉德万; B·金茨; R·万贾; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种用于在 流体 介质(116)中使用的 超 声波 换能器 (110)。该 超声波 换能器包括至少一个壳体(112)，所述壳体具有至少一个内部空间(114)。所述超声波换能器(110)还包括至少一个接收在所述内部空间(114)中的换能器芯(122)，所述换能器芯具有至少一个 电 声换能器 元件(126)。所述壳体(112)具有至少一个面向流体介质(116)的开口(118)。所述开口(118)至少部分地通过至少一个密封膜(142) 覆盖 。所述密封膜(142)的边缘在此通过至少一个封接材料(164)封接。 | ||||||
| 权利要求 | 1.用于在流体介质(116)中使用的超声波换能器(110)，该超声波换能器包括至少一个壳体(112)，所述壳体具有至少一个内部空间(114)，所述超声波换能器还包括至少一个接收在所述内部空间(114)中的换能器芯(122)，所述换能器芯具有至少一个电声换能器元件(126)，其中，所述壳体(112)具有至少一个面向流体介质(116)的开口(118)，所述开口(118)至少部分地通过至少一个密封膜(142)覆盖，其中，所述密封膜(142)的边缘通过至少一个封接材料(164)封接，其中，所述壳体(112)具有一个面向流体介质(116)的、至少部分地环绕所述开口(118)的壳体边缘(120)，其中，所述密封膜(142)至少部分地支承在所述壳体边缘(120)上，及其中，所述超声波换能器(110)被接收在一个传感器装置(148)的传感器壳体(146)中，所述传感器壳体(146)和/或所述壳体(112)这样地构成，使得所述封接材料(164)、所述密封膜(142)的边缘和所述壳体(112)的帽檐(144)被接收在至少一个在传感器壳体(146)中的凹部(162)中，所述密封膜(142)的边缘和/或所述封接材料(164)被设置在所述帽檐(144)上或旁，所述密封膜(142)的边缘基本上与所述壳体(112)的壳体边缘(120)一起结束。 |
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| 说明书全文 | 用于在流体介质中使用的超声波换能器背景技术[0001] 由现有技术已知用于在流体介质中使用的不同类型的超声波换能器。超声波换能器在此通常被理解为一个元件，该元件能够将超声波信号发出到流体介质中和/或从流体介质接收超声波信号并且例如转换为电信号。这样的超声波换能器例如用在工艺技术和/或汽车领域中的超声波流量计中，例如用在流量计(Ultrasonic Flow Meter，超声波流量计，UFM)、尤其是用在内燃机的进气歧管和/或排气歧管中。这样的超声波换能器的例子由DE10 2007 010 500A1、DE 10 2007 037 088A1或由本发明申请人的同族的申请号为DE10 2008 055 126.0的在后公布的德语专利申请公开。这里描述的超声波换能器也可以基本上在本发明的范围中使用并且按照本发明改进。 [0002] 超声波换能器通常具有至少一个电声换能器元件、例如压电换能器元件。然而尤其是在空气或其它气体中的流量测量中出现问题，即发现电声换能器元件的材料与空气之间的高的声学阻抗差，这导致在电声换能器元件和气体之间耦合超声波信号时的高耦合损失。相应地，当例如在流量测量时在内燃机的系统控制装置的内部由换能器信号推导出空气量信号时，信号摆幅可能很弱。因此已知具有声辐射谐振或匹配体、例如金属隔膜或λ/4阻抗匹配层的超声波换能器。这类超声波换能器可以基本上在几何结构上任意地构造，例如由上述的现有技术文献已知。 [0003] 在已知的超声波换能器中通常使用壳体，在该壳体中接收换能器芯。在面向流体介质的侧上，该壳体具有一个开口，在该开口内部设有换能器芯的辐射面，通过该辐射面发出或接收超声波信号。为了相对于流体介质以介质密封和/或压力密封的方式封闭壳体的内部空间，由DE 10 2008 055126.0已知，开口完全或部分地通过密封膜绷紧。但是在此出现制造上的挑战：介质像以往一样能够在密封膜的边缘上进入壳体的内部空间中，这例如在内燃机中的流量测量中可能被不利地发现。 发明内容[0004] 因此建议一种在流体介质中使用的超声波换能器和传感器装置，其至少在很大程度上避免了已知的超声波换能器和传感器装置的缺点。流体介质可以尤其是气体、例如空气或废气。超声波换能器和传感器装置可以相应地尤其是用在超声波流量计(UFM)中，例如用在汽车内燃机中。变换的应用领域是用于气体或液体的传感器，例如在工艺技术中，尤其是用于过程控制，作为距离传感器、作为液位传感器或作为流量传感器，例如用在化学和/或药物工业中。其它应用领域是医药技术、例如用于呼吸气体监控，或者能量技术、例如作为量热计。 [0005] 建议的超声波换能器包括至少一个具有至少一个内部空间的壳体。壳体在此理解为至少部分地封闭的元件，其可以限定超声波换能器本身的外部形状并且可以使超声波换能器至少部分地相对于机械载荷受保护。壳体可以例如如还要详细说明那样完全或部分地由塑料材料、例如热塑性材料和/或由金属材料制成。 [0006] 内部空间通常被理解为至少部分地封闭的且至少部分地设置在壳体内部的空间，其中也可以存在多个内部空间。内部空间例如可以如下面还要阐述的那样至少近似圆柱形地构成。 [0007] 超声波换能器还包括至少一个接收在内部空间中的换能器芯，该换能器芯具有至少一个电声换能器元件。电声换能器元件在此基本上被理解为任意的元件，其被配置用于将电信号转化为声学信号、尤其是超声波信号或者反过来。例如，电声换能器元件可以包括至少一个压电换能器元件。因此，在不限制电声换能器元件的其它可能设计方案的情况下，术语“压电体”或术语“电声换能器元件”或术语“压电陶瓷”在下面也作为电声换能器元件的同义词使用。变换地或附加地，电声换能器元件也可以包括具有所述功能的其它元件。 [0008] 除了至少一个电声换能器元件之外，换能器芯还包括另外的元件。尤其是换能器芯可以如下面还要详细说明的那样包括至少一个匹配体，该匹配体被配置用于改善电声换能器元件和流体介质之间的声学耦合。其尤其是在此可以是阻抗匹配体。优选地，该阻抗匹配体具有声学阻抗，该声学阻抗位于电声换能器元件的声学阻抗和流体介质的声学阻抗之间，理想地在这些声学阻抗的几何中点附近。在真实的超声波换能器中并且尤其是在气态的介质时也可以使用具有其它的、大多较高的声学阻抗的匹配体。匹配体也可以包括多种具有不同声学阻抗的材料和/或一种具有声学阻抗梯度的材料。匹配体可以例如构造为匹配层，对于这样的匹配体的可能设计方案可以参考上面已经引用的文献DE 10 2007 010500A1、DE 10 2007 037088A1和DE 10 2008 055 126.0。在那里使用的匹配体基本上也可以在本发明的范围中使用。此外，换能器芯可以包括其它元件。例如在可选的匹配体和电声换能器元件之间可以设置至少一个补偿体，尤其是至少一个补偿层。这样的补偿体可以例如阻止由于电声换能器元件和匹配体的不同的热膨胀系数引起的热机械应力的建立，例如其方式是为补偿体选择一个位于电声换能器元件的热膨胀系数和匹配体的热膨胀系数之间的热膨胀系数。例如，该补偿体例如可以包括至少一个粘接层。但是其它的设计方案基本上也是可能的。 [0009] 换能器芯可以尤其是具有至少一个辐射面。辐射面在此基本上被理解为任意的面，通过该面能够将声学信号从换能器芯发出到流体介质上，和/或换能器芯能够通过该面从流体介质接收声学信号。所述至少一个辐射面可以面向流体介质并且可以例如设置在壳体的开口内部。壳体例如可以具有至少一个面向流体介质的开口，例如这样一个开口，该开口被壳体的壳体边缘完全或部分地包围。在开口内部可以设置辐射面，其中，该辐射面优选与壳体边缘设置在同样的平面中。其它的设计方案、例如不与壳体的壳体边缘设置在同样的平面中的设计方案也是可能的。 [0010] 壳体的至少一个开口例如可以圆环形或多边形地构成，其至少部分地、优选完全地通过至少一个密封膜覆盖。密封膜在此基本上被理解为任意的、膜状的元件，其被设置用于使流体介质的影响、例如压力影响和/或化学影响至少部分地远离内部空间。膜状的元件在此是这样的元件，其横向延展尺寸以至少一个因子10、优选以至少一个因子100或至少一个因子1000超过其厚度。密封膜可以例如包括塑料材料和/或金属膜和/或陶瓷膜。例如，密封膜可以包括热塑性材料或热固性材料。可以单独或组合地使用的可能材料是：聚醚醚酮(PEEK)；聚苯硫醚(PPS)；聚酰亚胺(尤其是 )；液晶聚合物(Liquid Crystal Polymer，LCP)；碳氟化合物，例如特氟龙或聚四氟乙烯(PTFE)或例如全氟乙丙烯共聚物(FEP)；聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)或其它塑料。但是所述材料和/或其它材料的组合也是可使用的。变换地或附加地，也可使用薄的金属膜。另外也可以使用复合材料，例如具有多个膜层或类似物的材料。另外可以设置至少一个这样的膜层作为涂层，其例如由金属、陶瓷或塑料材料制成。密封膜还可以连带包括粘接剂层，通过粘接剂层尤其是与封接材料无关地实现与壳体的力锁合或材料锁合的连接。 [0011] 至此，按照本发明的超声波换能器首先例如与在后公布的申请号DE 102008 055126.0德语专利申请类似地构造。然而与在那里示出的超声波换能器不同并且为了解决上面列举的密封性问题，按照本发明建议，通过至少一个封接材料封接密封膜的边缘。密封膜的边缘在此可以理解为密封膜的边界，即密封膜的横向延伸长度的边界。但是该边缘也可以超过该边界被至少一个封接材料覆盖。封接材料在此理解为基本上任意的材料，其能够在可变形的状态中、例如在液态、粘滞的或软膏状或以其它方式可变形的状态中被施加到密封膜上。封接材料可以由此匹配于密封膜的边缘的形状。尤其地，封接材料也能够完全或部分地挤入到壳体和密封膜的边缘之间的中间空间中和/或封闭密封膜的边缘和壳体之间的缝隙。封接在此通常理解为一种状态，其中内部空间通过封接材料至少部分地保护免受流体介质的影响，例如免受化学影响和/或压力影响。 [0012] 封接材料可以尤其是包括至少一个粘接剂。尤其是封接材料可以包括环氧树脂和/或热触变的粘接剂。封接材料可以例如至少部分地构造为履带状的、尤其是构造为粘接履带。封接材料可以作为粘接履带环绕地或至少部分环绕地施加到密封膜的边缘上。 [0013] 壳体可以尤其是具有指向流体介质的、至少部分地环绕开口的壳体边缘。密封膜可以至少部分地支承在壳体边缘上，优选这样地支承在壳体边缘上，使得密封膜的边缘支承在壳体边缘上。支承在此可以理解为直接或间接的支承，间接的支承例如是通过至少一个附加的粘接层和/或至少一个粘接涂覆部的支承，粘接涂覆部可以设置在密封膜和壳体边缘之间并且可以建立密封膜与壳体边缘之间的连接。 [0014] 例如，密封膜可以与壳体边缘材料锁合地和/或力锁合地和/或形状锁合地连接。附加地，如上所述，密封膜的边缘通过至少一个封接材料封接，其中，优选封接密封膜和壳体边缘之间的缝隙和/或中间空间。 [0015] 壳体边缘例如包括平的帽檐或弯曲的帽檐。密封膜可以在此跟随壳体边缘的走向并且例如构造为平的或弯曲的。密封膜的边缘例如可以基本上与壳体的壳体边缘一起齐平，使得密封膜的边缘至少不显著地、即尤其是以少于1mm侧向地突出超过壳体边缘。在该情况中，例如所述至少一个封接材料可以同时地施加到密封膜的边缘和壳体的壳体边缘或者说壳体的棱边上。 [0016] 壳体可以单件式地或多件式地构成。如果壳体多件式地构成，那么壳体例如包括至少一个第一壳体件和至少一个第二壳体件，其中，封接材料同时也可以建立第一壳体件和第二壳体件之间的材料锁合的连接。附加地，可以可选地通过至少一个另外的连接部将第一壳体件和第二壳体件相互连接，该另外的连接部基本上可以例如是材料锁合的和/或力锁合的和/或形状锁合的类型。在此特别优选的是第一壳体件和第二壳体件之间的超声波焊接部或卡锁部。 [0017] 除了上述设计方案的一个或多个中的超声波换能器，还提出一种传感器装置。该传感器装置可以尤其是配置成检测流体介质的至少一个特性，例如流体介质的液位和/或体积流量和/或质量流量。其它的设计方案也是可能的。传感器装置包括至少一个按照上述设计方案中的一个或多个设计方案的超声波换能器。例如，传感器装置可以包括两个或更多的超声波换能器，以便例如通过测量传播时间推导出流体介质的流量。这样的传感器装置基本上由现有技术公知。另外，传感器装置包括至少一个传感器壳体，其中，超声波换能器与传感器壳体连接。 [0018] 为了建立超声波换能器和传感器壳体之间的连接，例如又可以使用力锁合和/或形状锁合和/或材料锁合的连接。例如，超声波换能器可以通过其壳体粘接在传感器壳体中或者粘接在该传感器壳体上。在此，特别优选的是，超声波换能器的封接材料以多功能的方式被利用并且同时引起超声波换能器和传感器装置的壳体元件之间的材料锁合的连接。 [0019] 在所述的传感器装置中，封接材料可以尤其是这样地被配置，使得封接材料不突出于传感器装置或者仅以很小的程度突出于传感器装置，例如突出于面向流体介质的壳体边缘。尤其地，传感器壳体和/或超声波换能器的壳体可以这样地构成，使得封接材料被接收在至少一个凹部中。该凹部可以完全或部分地设置在传感器壳体中和/或完全或部分地设置在壳体中和/或设置在壳体和传感器壳体之间。例如该凹部可以包括槽、尤其是环绕的槽。在该环绕的槽中可以接收封接材料。相应地，例如密封膜的边缘可以弯曲进入到至少一个凹部中，以便通过至少一个封接材料被封接。 [0020] 传感器壳体可以尤其是具有至少一个接收部。超声波换能器的壳体可以至少部分地接收在接收部中。例如，接收部可以包括传感器壳体中的圆柱形的形状，尤其是圆柱形的凹部。壳体可以这样地接收在接收部中，使得在传感器装置通过流体介质受到压力载荷时基本上没有拉力载荷出现在密封膜和/或封接材料上。这可以例如这样地实现，即如上所述，封接材料和/或密封膜的边缘至少部分地接收在至少一个凹部、例如环绕的槽中。因此，例如设有壳体的帽檐，其中，密封膜的边缘和/或封接材料设置在该帽檐上或旁，其中，帽檐贴靠在传感器壳体上，例如在传感器壳体的凹部中。在通过流体介质的反压载荷时，帽檐被压到传感器壳体上，使得不出现或仅出现密封膜和/或封接材料、例如粘接部的边缘的很小的拉力载荷。但是小的拉力载荷在此要考虑。在纯物理学上看，当例如超声波换能器的内部稍微退让和/或不具有无限高的E模量时，尤其是当密封膜被张紧或至少完全地恰好被支承时，例如密封膜在传感器装置的压力载荷时可能始终承受拉力。然而这样的载荷可以一定的程度上被忍受并且在术语“基本上没有拉力载荷”下是可忍受的。 [0021] 建议的超声波换能器和建议的传感器装置相对于已知的超声波换能器和已知的传感器装置具有很多优点。尤其是以该方式允许提供对介质密封的超声波换能器，其尤其是也可以用于在内燃机和/或其它侵蚀环境中测量流量。在没有所述的密封膜和封接部的情况下，超声波换能器的内部空间、例如超声波换能器中的阻尼装置或固体声脱耦装置遭受偶尔的、侵蚀性的流体介质，例如在汽车进气歧管中含有的介质诸如水分、油、废气部分、碳水化合物、酸或类似的侵蚀性介质。然而对于换能器芯相对于壳体的脱耦通常需要软的硅树脂，硅树脂不太抵抗这些介质。 [0022] 然而密封膜本身通常遭受比较高的载荷，尤其是由于压力和/或温度波动。这些载荷尤其是源于超声波换能器中的材料、例如塑料的热膨胀。相应地，密封膜在传统的结构中容易在边缘上通过介质渗透。而通过膜边缘的封接使超声波换能器在机械上以及在其密封性上稳定。 [0023] 所述的超声波换能器的制造也允许轻易地实现。所述至少一个封接元件可以同时用于将超声波换能器固定在传感器壳体中和/或用于使超声波换能器相对于传感器壳体密封。封接和固定和/或密封的同时制造显著地简化了制造中的工艺顺序。附图说明 [0025] 图1示出传统的超声波换能器的实施例； [0026] 图2A和2B示出按照本发明的超声波换能器和按照本发明的传感器装置的实施例； [0027] 图3和4示出按照本发明的超声波换能器和按照本发明的传感器装置的变型实施例；和 [0028] 图5至7示出具有多件式壳体的超声波换能器的不同实施例。 具体实施方式[0029] 在图1中以剖视图示出超声波换能器110的按照现有技术的实施例。该超声波换能器110可以例如基本上相当于在DE 10 2008 055 126.0中示出的超声波换能器。但是其它的设计方案也是可能的。超声波换能器110包括一个壳体112，该壳体在示出的实施例中仅仅部分地被示出。该壳体112基本上构造为套筒状的并且具有一个内部空间114。该内部空间114又在其面向流体介质116的侧上具有一个开口118，该开口例如可以具有圆形或多边形的横截面。该开口118被壳体边缘120环形地包围，该壳体边缘在示出的实施例中向后远离流体介质116地弯曲。 [0030] 在示出的实施例中，在内部空间114内部例如与超声波换能器110的轴线124同轴地接收一个换能器芯122。该换能器芯122包括一个电声换能器元件126、例如压电换能器元件。该换能器芯122在其面向流体介质116的侧上还包括一个匹配体128，该匹配体如上所示用于改善换能器芯122和/或电声换能器元件126与流体介质116之间的声学耦合。匹配体例如可以构造为λ/4阻抗匹配层，对于匹配体128的可能设计方案可以参考DE102007 037 088A1、DE 10 2007 010 500A1或DE 10 2008 055126.0。其它设计方案也是可能的。在可选的匹配体128和电声换能器元件126之间可以接收另外的元件，例如用于匹配热膨胀系数的补偿层。换能器芯122还可以包括附加的元件。 [0031] 在换能器芯122与壳体112之间可以设置一个中间空间130。该中间空间130可以如在图1中所示完全或部分地用脱耦元件132填充。该脱耦元件132用于阻尼壳体112和换能器芯122之间的固体声传递，该固体声传递例如可能导致传感器装置中的多个超声波换能器110之间的寄生超声波回路。这种脱耦元件132的例子是具有硅树脂材料的脱耦装置。脱耦元件132可以例如构造为浇注件或也可以完全或部分地构造为插入件。另外可选地在示出的实施例中在换能器芯122背面设置阻尼材料134。该阻尼材料134可以例如作为阻尼填料在背面安设在壳体112中并且用于加速换能器芯122的衰减性能。 [0032] 在面向流体介质116的侧上，换能器芯122具有一个辐射面136，即一个面，通过该面能够向流体介质116发出超声波信号和/或从流体介质116接收超声波信号。该辐射面136在示出的实施例中与壳体边缘120的端面138在一个平面中。脱耦元件132也优选在该平面中结束。超声波换能器110的整个面向流体介质116的侧在此在示出的实施例中被密封膜142形式的密封元件140绷紧，该密封膜覆盖开口118。该密封膜142可以例如与辐射面136和/或壳体边缘120粘接。 [0033] 按照图1的超声波换能器110是虚构的超声波换能器，对于本发明可以从该虚构的超声波传感器出发，但是它在这种方式上尚未在市场上普及或者以其它方式公知或传播。但是如在下面详细说明那样，按照图1的超声波换能器110可以以各种方式按照本发明改进。按照图1的超声波换能器110可以在很多方面改变。例如，匹配体128可以通过各种方式构造并且可以尤其是含有一个具有设有空穴的材料的阻抗匹配层，例如多空陶瓷、发泡塑料、尤其是热固性塑料或热塑性塑料或一般地含有聚合物或者一般地含有设有空心体的塑料。作为空心体尤其是可以考虑塑料或空心玻璃体、优选空心玻璃球。如果塑料用作基本材料，那么例如可以使用填充有空心玻璃球的环氧树脂材料。变换地提供聚酰亚胺，例如发泡的和/或烧结的或多孔的聚酰亚胺，例如杜邦公司的 或Werkstoff匹配体128可以含有其他材料或区域，其例如能够在多个步骤中实现电声换能器元件126、例如压电体向着流体介质116、例如空气的阻抗匹配，或者在其热膨胀特性、其柔性或能力、应力方面减少，用于保护换能器芯122的整个复合体和尤其是电声换能器元件免于过夹紧。 [0034] 变换地，换能器芯122或换能器芯122的耦合输入组件也可以包括以其它方式声辐射的谐振或匹配体，例如金属隔膜或具有金属隔膜的金属体。在这种情况中，例如通过将例如压电元件的振幅小但力大的径向或弯曲运动转化为力小但振幅大的振动，能够实现阻抗匹配，如对于到空气或其它气体中的耦合输入所需的那样。换能器芯122、即例如压电陶瓷和耦合输入组件通过脱耦元件132固定在壳体112中。脱耦元件132可以优选硅树脂式地构成。也可以包括填充有颗粒或空穴或中空体的材料，例如同样包括硅树脂材料。壳体112本身可以例如由塑料材料和/或金属材料制成。在流体介质116的方向上，密封膜142封闭超声波换能器110。如上已经描述那样，对于密封膜142基本上考虑很多材料，例如PEEk、PPS、聚酰亚胺(例如 )、LCP、PTFE、FEP、PEN或其它塑料或薄的金属膜、具有金属、陶瓷或塑料状涂层的膜、具有粘接剂层的膜或所提到和/或其它材料的组合。密封膜142优选具有小于100μm的厚度，特别优选小于25μm的厚度。 [0035] 在示出的实施例中，前部的套区域如上所述举例地构造为“帽檐”144并且向后弯曲。该设计方案具有优点，即壳体边缘110在反压载荷时贴靠在(在图1中未示出的)传感器壳体上，使得在这种情况下不出现设置在那里的粘接的拉力载荷。壳体112的帽檐几何结构和传感器壳体的几何结构可以此外这样地构成，从而得到用于粘接的槽和榫头。这在使用热触变粘接剂的情况中是不一定需要的。作为粘接剂可以例如使用环氧树脂材料。 [0036] 在图1中示出的超声波换能器110形成用于本发明的出发点。相应地，按照图1的超声波换能器110的之前描述的特征也可选地存在于按照本发明的超声波换能器110中。在图2A和2B中示出按照图1的超声波换能器110的按照本发明的变型。同时，在那里示出的超声波换能器110被接收在传感器装置148的传感器壳体146中，使得该视图同时示出按照本发明的传感器装置148的实施例。传感器装置148可以例如包括多个超声波换能器110，例如多个用于在流体介质116中测量传播时间的超声波换能器110。在此，图2A示出超声波换能器110的示意的总视图，而图2B仅示出在图2A中以附图标记150表示的在超声波换能器110与传感器壳体146之间的过渡区域的放大视图。如在图2A中可见，在示出的实施例中，超声波换能器110被接收在传感器壳体146的接收部160中。例如该接收部160可以包括柱形的凹部。该接收部160可以例如这样地构成，使得超声波换能器110在流体介质116的侧上与传感器壳体146齐平地结束。但是其它设计方案也是可能的。接收部160或者说传感器壳体146优选在超声波换能器110的壳体边缘120的区域中具有一个凹部162。壳体边缘120的帽檐144优选接收在该凹部122中。例如，密封膜142能够与壳体112的壳体边缘120齐平地结束。 [0037] 尤其是由在图2B中的放大视图得出那样，在按照本发明的设计方案中，密封膜142的边缘通过封接材料164封接。该封接材料164可以例如包括粘接剂。在示出的实施例中，封接材料164例如以粘接履带166的形式构成。在此示出粘接履带166的两种可能的直径，其中，以附图标记168表示具有较小的第一直径的粘接履带并且以附图标记170表示具有较大的第二直径的粘接履带170。粘接履带170在此用虚线示出，而粘接履带158用实线示出。这些直径可以变换地使用。例如，粘接履带168可以具有0.89mm的直径，而粘接履带170可以具有2mm的直径并且例如可以在其它的区域中覆盖壳体112的壳体边缘120。 图2中的所有的尺寸数据都理解为举例的并且以毫米单位给出。优选地，粘接履带166这样地确定尺寸，使得它完全被接收在传感器壳体146的可选的凹部162中。 [0038] 在图2A和2B中也举例地示出具有两个不同的可能的粘接履带直径的可能的专门的几何造型。如果以不同于在示出的设计方案中的方式实现超声波换能器110的安装，例如以颠倒的“头上”结构实现，那么作为粘接履带166的粘接剂优选理解为热触变的粘接剂，其通过温度、即在硬化时维持其形状。壳体边缘120的帽檐144与密封膜142的边缘一起优选完全沉入到粘接履带166的粘接剂床中。密封膜142可以例如通过拉深工艺在换能器制造时围绕帽檐144的轮廓拉深。粘接剂量和粘接剂定位在施加粘接履带166时例如借助分散过程这样地确定尺寸，使得一方面膜端部完全被粘接剂包围并且另一方面优选同时使壳体112相对于传感器壳体146持久地密封。 [0039] 在图3中以与图2B类似的视图示出按照图2A和2B的实施例的变型。又示出具有凹部162的传感器壳体146，超声波换能器110以其壳体112被插入到凹部中。在该实施例中示出，超声波换能器110不是必须在流体介质116的侧上与传感器壳体146齐平地结束，而是也可以例如向内错位地沉入到传感器壳体146中地被接收在接收部160中。 [0040] 另外在图3中示出，帽檐144不是必须向后弯曲，而是也可以例如构造成平面的。 [0041] 与在图2A和2B中的设计方案不同，在按照图3的实施例中设有两个粘接履带166。例如，这些粘接履带166中的一个承担以下任务，即封接密封膜142的边缘，而这些粘接履带166中的另一个能够将超声波换能器110与传感器壳体146连接和/或能够实现壳体112和传感器壳体146之间的密封。该实施例示出：提到的任务也可以可选地由多个元件、例如多个粘接履带承担。粘接履带166可以例如又具有0.89的直径。图3中的所有数据又以毫米为单位。 [0042] 在图4中示出按照图3的传感器装置148的变型，其中仅设有一个单个的粘接履带166。该单个的粘接履带166在示出的实施例中承担封接密封膜142的边缘的功能。另外，该粘接履带以多功能的方式承担传感器壳体112在接收部160中的粘接和/或壳体112相对于传感器壳体160的密封的功能。与图3不同，在此可选地，传感器壳体146中的凹部164也倒圆地构成。粘接履带166可以例如又具有0.89mm的直径。但是一般而言要指出，在这些实施例和其它实施例中，粘接履带166的几何结构和/或其位置可以强烈地取决于专门的粘接剂特性，使得也可以与提到的尺寸明显不同。 [0043] 在目前的实施例中示出，传感器壳体112可以基本上单件式地构成。而在图5至6中示出按照本发明的超声波换能器110的实施例，其中壳体112多件式地构成。所示的超声波换能器110又可以也是传感器装置148的组成部分。 [0044] 图5和6示出实施例，其中壳体112包括第一壳体件172和第二壳体件174。例如，壳体112可以构造为双换能器套。在面向流体介质116的区域(其中密封膜142与壳体112连接)中可以可选地又设置一个凹部162，该凹部例如可以构造在第一壳体件172和/或第二壳体件174中。在凹部162中可以完全或部分地接收封接材料164。封接材料164可以例如又构造为粘接剂、例如粘接履带166。相应地，封接材料164在示出的实施例中又用于多种功能。这样其不仅密封密封膜142的边缘，而且也在壳体件172和174的壁之间密封。 [0045] 在图5中设有一个简单的双壁套作为壳体112，而图6又示出进一步安装超声波换能器110的可能性，例如在传感器装置148的传感器壳体146中。例如，为此目的在图6中可以设置壳体112在传感器壳体146的接收部160中的卡锁装置176。该卡锁装置176可以例如用于预固定，该预固定例如可以通过另外的密封粘接部178补充。后者在其功能上与膜密封通过封接材料164脱耦。 [0046] 在图7中示出超声波换能器110和传感器装置148的相对于图6变形的实施例。脱耦元件132在图7中未示出，但是可以可选地附加被设置。在这里也再次设有壳体112的两个壳体件172、174，它们相互通过封接材料164连接。但是在此示出，即便在多件式的壳体112时壳体件172、174之间的连接也可以完全或部分地通过其他的连接实现。作为封接材料164的变换或附加，可以例如设置一个或多个另外的连接。例如，两个壳体件172、174可以力锁合地和/或形状锁合地和/或材料锁合地相互连接。在图7中举例地示出超声波焊接部180，例如在相应的台肩182和/或另一个相应的、能够实现这种连接的轮廓上。对于其它可能的细节可以参考以上描述。 |
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