專利名稱：用于在流體介質(zhì)中使用的超聲波換能器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種已知的超聲波換能器，其例如可以用在工藝技術(shù)和/或汽車領(lǐng)域中的超聲波流量計(jì)中，尤其是可以用內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣歧管和/或廢氣歧管中。尤其是這樣的超聲波換能器被設(shè)置用于測(cè)量空氣流量，其中，但是基本上也可以用于測(cè)量其它流體介質(zhì)、 即氣體和/或液體的流量。超聲波換能器的例子在DE 10 2007 010 500 Al以及在那里引用的現(xiàn)有技術(shù)中提到。在那里描述的超聲波換能器基本上也可以在本發(fā)明的范圍中按照本發(fā)明改進(jìn)和/或制造。所述類型的超聲波換能器尤其是設(shè)置用于測(cè)量空氣流量，例如以便在內(nèi)燃機(jī)的系統(tǒng)控制裝置內(nèi)部導(dǎo)出空氣量信號(hào)。
背景技術(shù)：
如例如由DE 10 2007 010 500 Al已知，在很多超聲波換能器中，匹配層或匹配體用于改善到流體介質(zhì)中的聲輻射和/或來(lái)自流體介質(zhì)的超聲波的接收。例如具有聲輻射式諧振體或匹配體、例如金屬隔膜和/或λ /4阻抗匹配體的超聲波換能器是已知的。在符合特殊的壓力要求的超聲波換能器或超聲波流量計(jì)中，聲輻射面大多是換能器殼體或流量管的集成組成部分或者堅(jiān)硬地連接到這些構(gòu)件上，使得通常沒有相對(duì)于固體聲傳播的足夠脫耦。如果要改善相對(duì)于固體聲傳播的脫耦，那么因此需要更軟的固定材料。 但是，由于壓力要求，固定裝置和/或脫耦材料必須支承在殼體上，使得在聲輻射面的活動(dòng)區(qū)域中必然又最強(qiáng)烈地引起熱膨脹。補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)使得介質(zhì)密封的換能器設(shè)計(jì)更加困難。由在后公布的專利申請(qǐng)DE 10 2008 055 126. O和DE 10 2008 055 116. 3由本專利申請(qǐng)的申請(qǐng)人的同族已知超聲波換能器，其中在殼體和具有壓電換能器元件的換能器之間安放阻尼元件，例如阻尼填料。一般來(lái)說(shuō)，為了固體聲脫耦經(jīng)常使用彈性體，例如O形環(huán)或硅樹脂模型件。這些解決方案就其本身而言通常不提供足夠的用于安裝情形的介質(zhì)阻擋，尤其是在車輛中。因此，硅樹脂可以例如在水分和/或碳水化合物的影響下涌出和/ 或滲析，并且可以在硅樹脂和周圍環(huán)境之間形成裂縫。因此，為了超聲波換能器的密封通常使用密封元件，例如呈蒸鍍上的涂層、例如聚對(duì)二甲苯或密封膜的形式。密封膜的使用例如也在DE 10 2008 055 116. 3中描述。但是，純涂層的缺點(diǎn)通常在于涂層的機(jī)械粘著少，尤其是在剪切載荷下，如其在不同基底材料的過(guò)渡區(qū)中出現(xiàn)的那樣。例如在機(jī)械或熱應(yīng)力的情況下，脫耦材料相對(duì)于阻抗匹配層或換能器殼體移動(dòng)，使得在該側(cè)涂層可能撕裂。在使用膜時(shí)熱和機(jī)械載荷在很多情況下至少導(dǎo)致膜的膨脹載荷，使得膜本身或其粘接被強(qiáng)烈地加載。

發(fā)明內(nèi)容
因此建議一種用于在流體介質(zhì)中使用的超聲波換能器以及一種用于制造超聲波換能器的方法。所建議的超聲波換能器可以尤其是根據(jù)所建議的方法制造，并且該方法可以被用于制造按照本發(fā)明的超聲波換能器。相應(yīng)地，對(duì)于方法的可能設(shè)計(jì)方案可以參考對(duì)建議的超聲波換能器的不同實(shí)施方式的描述，反之亦然。但是其它的設(shè)計(jì)方案基本上也是可行的。建議的超聲波換能器包括具有至少一個(gè)聲電換能器兀件的至少一個(gè)換能器芯。聲電換能器元件在此基本上理解為一個(gè)換能器元件，其被配置用于將聲學(xué)信號(hào)、例如超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)以及將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲學(xué)信號(hào)。尤其地，聲電換能器元件可以包括至少一個(gè)壓電換能器元件，例如具有至少一個(gè)壓電陶瓷。此外，換能器芯還可以包括其它元件， 例如至少一個(gè)匹配層和/或匹配體，以便至少部分地匹配聲電換能器元件和流體介質(zhì)之間的阻抗。在這種匹配元件的可能設(shè)計(jì)方案方面可以參考上面引用的現(xiàn)有技術(shù)，例如DE 10 2007 010 500 AU DE 10 2008 055 116. 3 或 DE 10 2008 055126.0。在那里示出的匹配體和/或匹配層和/或匹配元件(其中，在下面對(duì)于這種元件統(tǒng)稱地使用概念匹配體)也可以在本發(fā)明的建議的超聲波換能器的換能器芯中使用。換能器芯尤其是可以具有柱形造型，例如圓柱體和/或具有多邊形橫截面的柱體的造型。但是其它設(shè)計(jì)方案也是可行的。建議的超聲波換能器還包括至少一個(gè)殼體。例如在此可以是塑料殼體和/或金屬殼體。該殼體可以完全地或部分地包圍換能器芯。例如，該殼體可以具有柱形形狀，具有殼體內(nèi)部空間，換能器芯接收在該殼體內(nèi)部空間中。殼體包括向著流體介質(zhì)的至少一個(gè)殼體開口。例如可以具有換能器芯的輻射面，即這樣一個(gè)面，聲學(xué)信號(hào)可以通過(guò)該面從換能器芯向流體介質(zhì)發(fā)射或者從流體介質(zhì)接收聲學(xué)信號(hào)，該輻射面指向該開口和/或設(shè)置在該開口的內(nèi)部。為了相對(duì)于流體介質(zhì)的不期望的影響、例如溫度和/或壓力影響和/或介質(zhì)影響屏蔽超聲波換能器的殼體內(nèi)部空間，所述至少一個(gè)殼體開口通過(guò)至少一個(gè)與換能器芯連接的密封膜至少部分地密封。優(yōu)選地，該開口完全通過(guò)至少一個(gè)密封膜封閉。密封膜可以例如這樣地與換能器芯連接，使得換能器芯的輻射面大面積地支承在密封膜上。例如，輻射面可以平地構(gòu)成并且與密封膜接觸，例如與密封膜連接，尤其是通過(guò)材料鎖合的連接例如粘接連接。密封膜此外也可以與殼體的包圍殼體開口的邊緣連接、例如通過(guò)與該邊緣形狀鎖合地連接、尤其是粘接。密封膜在此基本上被理解為任意的膜，該膜相對(duì)于流體介質(zhì)至少部分是密封的。膜通常被理解為柔性或可變形的元件，該元件的橫向延伸長(zhǎng)度顯著超過(guò)其厚度， 例如以至少一個(gè)因素10、優(yōu)選以至少一個(gè)因素100或甚至至少一個(gè)因素1000超過(guò)其厚度。 例如，這樣的膜可以構(gòu)造成隔膜狀的。相應(yīng)地，密封膜例如可以如在DE 102008 055 116.3 中描述的那樣構(gòu)成。密封膜的其它設(shè)計(jì)方案和可能的材料在下面詳細(xì)地說(shuō)明。密封膜可以尤其是包括塑料材料。尤其是在此可以使用以下材料中的一種或多種聚醚醚酮(PEEK)； 聚苯硫醚(PPS);聚酰亞胺(尤其是Kapton );液晶聚合物(Liquid Crystal Polymer, LCP);碳氟化合物，例如特氟龍或聚四氟乙烯(PTFE)或例如全氟乙丙烯共聚物(FEP);聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。但是其它材料基本上也是可使用的，例如耐高溫的熱塑性的塑料材料。但是變換地或附加地基本上也可以使用其它用于密封膜的材料，例如金屬材料如尤其是金屬膜。密封膜還可以連帶包括粘接劑層。密封膜可以尤其是具有不超過(guò)50 μ m、優(yōu)選不超過(guò)25 μ m的厚度。如上所述，在使用膜來(lái)密封時(shí)的問(wèn)題在于，熱和機(jī)械載荷可能導(dǎo)致膨脹載荷，膨脹載荷可能對(duì)膜本身或其固定、例如其與換能器芯和/或殼體的粘接施加載荷。為了解決該問(wèn)題建議，密封膜具有至少一個(gè)膨脹變形部，其中，膨脹變形部被配置成能夠?qū)崿F(xiàn)換能器芯和殼體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。由此，該膨脹變形部基本上類似于波紋管起作用或者可以甚至至少部分地構(gòu)造為這樣的波紋管。膨脹變形部可以例如具有一個(gè)變形部，該變形部含有密封膜的一個(gè)曲率，例如不同于其它基本上平的密封膜設(shè)計(jì)方案的曲率。膨脹變形部可以基本上理解為密封膜的任意變形部，其能夠?qū)崿F(xiàn)換能器芯和殼體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，尤其是在橫向方向上、即平行于密封膜的面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。尤其地，膨脹變形部可以被構(gòu)造成不僅接收壓力載荷和拉力載荷而且接收平行于密封膜的剪切載荷并且在一定的邊界內(nèi)基于其從密封膜的一般的延伸平面中變形出來(lái)而被補(bǔ)償。例如，膨脹變形部可以包括膨脹褶皺和/或擠壓褶皺，即任意的褶皺和/或扭曲，其能夠不僅接收壓力載荷和拉力載荷而且能夠接收剪切載荷。膨脹變形部尤其是可以具有以下變形部中的至少一個(gè)伸入到流體介質(zhì)中的膨脹褶皺；伸入到所述殼體的殼體內(nèi)部空間中的膨脹褶皺；波紋管；階梯形的變形部，其中，階梯形的變形部從所述密封膜的一個(gè)第一平面轉(zhuǎn)變?yōu)樗雒芊饽さ囊粋€(gè)第二平面。不同的設(shè)計(jì)方案在下面舉例地描述。所述至少一個(gè)膨脹變形部在此可以優(yōu)選這樣地構(gòu)成，使得其設(shè)置在換能器芯外部并且設(shè)置在殼體外部。因此例如能夠在殼體和換能器芯之間構(gòu)成至少一個(gè)中間空間，例如環(huán)形的中間空間。膨脹變形部可以尤其是至少部分地、優(yōu)選完全地在中間空間的區(qū)域中構(gòu)成。例如，殼體可以具有一個(gè)邊緣，該邊緣包圍殼體開口，其中，輻射面，例如平的輻射面，設(shè)置在該邊緣內(nèi)部并且被該邊緣優(yōu)選完全包圍。在邊緣和輻射面之間可以構(gòu)成中間空間。密封膜在該情況中可以例如完全覆蓋殼體開口，即至少部分地覆蓋邊緣、中間空間和輻射面。膨脹變形部可以例如以膨脹褶皺或波紋管的形式在中間空間的區(qū)域中構(gòu)成。密封膜可以尤其是與殼體、例如殼體邊緣在殼體開口的區(qū)域中材料鎖合地連接并且與所述換能器芯、尤其是所述換能器芯的輻射面材料鎖合地連接。尤其地，密封膜可以與這些元件粘接。但是與這些元件的其它連接基本上也是可行的，例如變換地或附加地，通過(guò)形狀鎖合和/或力鎖合的連接。在殼體和換能器芯之間可以如上所述尤其是構(gòu)成至少一個(gè)中間空間、尤其是環(huán)形的中間空間。該中間空間可以優(yōu)選至少部分地通過(guò)至少一個(gè)脫耦元件填充，其中，該脫耦元件被配置用于阻尼殼體和換能器芯之間的固體聲傳遞。為此目的， 脫耦元件可以例如具有一種材料、尤其是可變形的材料和/或具有合適填料的材料，例如通過(guò)空穴和/或氣泡和/或可變形的夾雜物的填料。例如由空穴和/或氣泡組成的填充材料能夠可選地與其它填料的附加填充一起使用。例如，可以選出用于脫耦元件的彈性體材料或軟的熱塑性材料。脫耦元件的不同設(shè)計(jì)方案和例子在下面被說(shuō)明。脫耦元件同樣可以與密封膜連接，尤其是在膨脹變形部的區(qū)域中。如下所示，膨脹變形部尤其是在將脫耦元件安置在中間空間中時(shí)構(gòu)成，例如通過(guò)脫耦元件的過(guò)壓和/或負(fù)壓和/或提高的溫度至少在安置期間構(gòu)成。除了在上述實(shí)施方式的一個(gè)或多個(gè)中的超聲波換能器，還建議一種用于用于制造用于在流體介質(zhì)中使用的超聲波換能器、尤其是根據(jù)上述實(shí)施方式的一個(gè)或多個(gè)的超聲波換能器的方法。在建議的方法中，具有至少一個(gè)聲電換能器兀件的至少一個(gè)換能器芯被安放到至少一個(gè)殼體中。至少一個(gè)殼體開口相對(duì)于流體介質(zhì)通過(guò)一個(gè)與所述換能器芯連接的密封膜至少部分地密封。所述密封膜被這樣地構(gòu)成，使得所述密封膜具有至少一個(gè)膨脹變形部，所述膨脹變形部被配置成能夠?qū)崿F(xiàn)所述換能器芯和所述殼體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在所述換能器芯和所述殼體之間可以構(gòu)造至少一個(gè)中間空間。所述中間空間至少部分地通過(guò)至少一個(gè)脫耦元件填充。所述脫耦元件在此被配置成阻尼所述殼體和所述換能器芯之間的固體聲傳遞。所述膨脹變形部至少部分地在將所述脫耦元件安放到所述中間空間中時(shí)被構(gòu)成。這可以例如通過(guò)高的注射壓力實(shí)現(xiàn)，如其例如在液態(tài)硅樹脂中在很多情況中使用的那樣。變換地或附加地，膨脹變形部也可以完全或部分地在另一個(gè)時(shí)間點(diǎn)產(chǎn)生。例如，膨脹變形部也可以通過(guò)在安置之后、例如在澆注和/或注射之后通過(guò)已安置的脫耦元件的收縮形成。尤其地，收縮部在脫耦元件和/或脫耦元件的原材料的固化和/或交聯(lián)和/ 或冷卻之后出現(xiàn)。這可以例如在使用硅樹脂作為脫耦元件時(shí)實(shí)現(xiàn)。再次變換地或附加地， 膨脹變形部也完全地或部分地通過(guò)在安置脫耦元件時(shí)使用的模具、例如澆注模具或其它類型的澆注模型引起、受益或至少被支持。這也可以與產(chǎn)生通過(guò)耦合元件的過(guò)壓和/或收縮的膨脹變形部的上述選項(xiàng)結(jié)合。例如，通過(guò)模具底面支持通過(guò)收縮產(chǎn)生膨脹變形部，在該模具底面中不設(shè)置凹部，而是設(shè)置環(huán)形凸起，其在澆注、固化或冷卻之前和/或期間和/或之后壓入到匹配體和換能器殼體之間的中間空間中。各種其它的設(shè)計(jì)方案是可行的并且對(duì)于技術(shù)人員可基于說(shuō)明書實(shí)現(xiàn)。為了安放所述脫耦元件，可以例如將一個(gè)可變形的材料、例如用于形成脫耦元件的原材料(例如脫耦元件的預(yù)產(chǎn)品)、尤其至少一個(gè)能流動(dòng)的材料澆注和/或壓入和/或注射到所述中間空間中。例如為此目的可以使用傳統(tǒng)的注塑工藝和/或壓鑄工藝和/或傳統(tǒng)的澆注工藝。該工藝也可以在使用高壓和/或提高的溫度下執(zhí)行。特別優(yōu)選地，脫耦元件包括硅樹脂、尤其是液態(tài)硅樹脂。這樣的液態(tài)硅樹脂 (Liquid Silicone Rubber,LSR)是低成本并且熱硫化的具有至少兩種組分的娃樹脂,其相加地交聯(lián)。它們可以例如在成型工藝中被安設(shè)在中間空間中，該成型工藝在下面也稱為L(zhǎng)SR 工藝或LSR方法。在此，這些組分可以例如在多組分混合和配量設(shè)備中被輸入給混合模塊， 尤其是在提高的壓力下。例如，混合可以在I : I的比例中進(jìn)行。其它的添加劑也可以被混合。接著可以例如通過(guò)借助LSR蝸桿單元將混合的材料注射到被加熱的模具中。輸入單元、例如LSR蝸桿單元可以例如被溫度處理到20至25°C的低溫。代替模具在建議的方法中使用殼體和換能器元件之間的中間空間，其中，該中間空間或者說(shuō)其壁同樣可以被加熱。中間空間可以附加地在注射反應(yīng)材料混合物之前被抽真空。LSR工藝對(duì)于技術(shù)人員基本上是已知的并且可以在本發(fā)明的范圍中有利地使用，以便制造脫耦元件并且在制造中優(yōu)選也同時(shí)構(gòu)成膨脹變形部。建議的超聲波換能器和建議的方法相對(duì)于已知的超聲波換能器和已知的方法具有大量?jī)?yōu)點(diǎn)。尤其是能夠以有效的方式避免上述的在密封膜中的應(yīng)力。雖然超聲波換能器領(lǐng)域中的變形的膜或隔膜原則上由揚(yáng)聲器技術(shù)領(lǐng)域已知。但是在那里隔膜大多圓形地圍繞主動(dòng)的輻射面表現(xiàn)為隆起形式。該區(qū)域本身用作脫耦的懸掛裝置。相反，通過(guò)本發(fā)明不僅承擔(dān)換能器芯的懸掛功能和換能器芯與填充的脫耦元件的超聲波脫耦功能，膜僅僅用于免受介質(zhì)影響并且基于變形在壓力影響和壓力變形時(shí)不受載荷。因此，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)抵抗介質(zhì)的超聲波換能器，其同時(shí)含有固體聲脫耦并且對(duì)于在惡劣條件下的使用足夠的壓力和溫度穩(wěn)定性，例如在汽車的進(jìn)氣歧管中。在此，作為安裝位置不僅考慮低壓側(cè)而且考慮渦輪增壓器或增壓空氣冷卻器之后的增壓側(cè)。在發(fā)動(dòng)機(jī)控制的范圍中，建議的超聲波換能器不僅對(duì)于客車而且對(duì)于貨車不僅適合汽油領(lǐng)域中的空氣質(zhì)量檢測(cè)而且適合柴油領(lǐng)域中的空氣質(zhì)量檢測(cè)。尤其地，在貨車時(shí)，在增壓空氣冷卻器之后的安裝位置是有利的，但是該安裝位置含有更高的壓力和/或介質(zhì)要求，例如最高達(dá)6巴的壓力要求、相對(duì)于油和廢氣成分或類似物的密封性。但是這些要求可以通過(guò)按照本發(fā)明的超聲波換能器很好地得到滿足。膨脹變形部在此可以如上所述以各種方式構(gòu)成，而不會(huì)由此損害密封膜相對(duì)于壓力和/或介質(zhì)的密封性。因此，密封膜例如可以變形地構(gòu)成，即不是平地構(gòu)成，例如根據(jù)上述形式中一個(gè)或多個(gè)。通過(guò)密封膜的變形能夠由此例如的得到簡(jiǎn)化的“波紋管”形式，其能夠?qū)崿F(xiàn)換能器芯相對(duì)于殼體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而密封膜和/或其粘接不會(huì)受到載荷。由此，超聲波換能器盡管軟的、即可運(yùn)動(dòng)的脫耦仍能夠在很大程度上承受介質(zhì)、溫度和/或壓力。可承載性和優(yōu)化的耦合輸入之間的目標(biāo)沖突可以通過(guò)該方式解決。尤其通過(guò)上述的LSR工藝，但是也通過(guò)其他制造方法、尤其是用于制造脫耦元件的其他制造方法能夠?qū)崿F(xiàn)密封地貼靠在變形的密封膜上的脫耦元件。在使用作為整體安設(shè)到中間空間中的脫耦模型件時(shí)，如由現(xiàn)有技術(shù)例如已知的那樣，可能在脫耦元件和密封膜之間形成填充空氣的過(guò)渡部，該過(guò)渡是可壓縮的并且由此在壓力加載時(shí)膜受載荷。在這種情況下，例如上述的壓力要求僅很難滿足。按照本發(fā)明，該缺點(diǎn)得以避免，其方式是尤其脫耦元件密封地貼靠在密封膜上或者甚至與該密封膜連接，例如形狀鎖合地連接。同樣，以該方式能夠避免密封膜和脫耦裝置之間的填充空氣的空腔或沒有粘結(jié)劑的區(qū)域被填充介質(zhì)或通過(guò)交變載荷被加載、例如完全地泵送這樣的介質(zhì)。通過(guò)脫耦元件的成型工藝、例如通過(guò) LRS工藝已經(jīng)可以產(chǎn)生變形部本身，因?yàn)樵摴に噹?lái)高溫度和壓力。這例如在傳統(tǒng)的澆注工藝中不容易實(shí)現(xiàn)。澆注工藝此外導(dǎo)致顯著更長(zhǎng)的固化時(shí)間，這在大批量生產(chǎn)中是不經(jīng)濟(jì)的。變換地或附加地，變形部可以如上已經(jīng)所述的那樣也完全或部分地在另一個(gè)時(shí)間點(diǎn)產(chǎn)生，例如在脫耦元件的冷卻和/或凝固和/或交聯(lián)時(shí)。超聲波換能器可以以各種方式設(shè)計(jì)。有利地，超聲波換能器可以對(duì)于IOOkHz至 600kHz和尤其200kHz至400kHz的頻率范圍設(shè)計(jì)，后者尤其是用于車輛中的流量測(cè)量。超聲波換能器可以對(duì)于作為環(huán)境介質(zhì)的空氣或氣體和/或其它類型的流體介質(zhì)設(shè)計(jì)。脫耦元件可以如上所述密封地貼靠和/或甚至粘附、例如通過(guò)形狀鎖合的連接粘附在密封膜的背面。形狀鎖合的連接可以例如已經(jīng)在安設(shè)脫耦元件、例如用于LSR工藝的原材料時(shí)就產(chǎn)生， 而為此無(wú)需單獨(dú)的方法步驟。脫耦元件可以用作換能器芯、即例如壓電換能器和至少一個(gè)阻抗匹配層的固定裝置的部件并且可以被構(gòu)造用于接收和傳輸作用在膜上的壓力。相應(yīng)地，密封膜優(yōu)選本身不是隔膜懸掛裝置，如在揚(yáng)聲器中那樣，而是僅僅用于密封殼體內(nèi)部空間。待補(bǔ)償?shù)南鄬?duì)運(yùn)動(dòng)在此不是超聲波換能器或者說(shuō)換能器芯本身輻射或接收的聲學(xué)振動(dòng)，因?yàn)檎駝?dòng)運(yùn)動(dòng)僅具有數(shù)量級(jí)為約I μ m的幅值，而通過(guò)壓力波動(dòng)引起的運(yùn)動(dòng)或所使用的阻尼和脫耦材料的熱膨脹具有明顯更大幅值、例如100 μ m數(shù)量級(jí)。建議的超聲波換能器允許在技術(shù)上比較簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)，例如在使用按照本發(fā)明的方法的條件下實(shí)現(xiàn)。在此，膨脹變形部已經(jīng)在之前在密封膜中構(gòu)成或者可以在制造工藝期間才構(gòu)成。因此，膜的變形可以例如在安設(shè)脫耦元件、例如脫耦元件的脫耦材料之前和/或通過(guò)安設(shè)脫耦元件或者說(shuō)其材料實(shí)現(xiàn)。后者可以例如如上所述通過(guò)LSR工藝實(shí)現(xiàn)，該工藝同時(shí)可以用于將密封膜直接壓到模具輪廓上并由此變形。相反的工藝也是可想到的，其中模具輪廓支持收縮，如上所述。因此，一般可以將脫耦元件、例如脫耦元件的材料的安設(shè)與密封膜的成型結(jié)合，例如在外部模具的幫助下，殼體、換能器芯和密封膜被放入該模具中并且該模具具有用于構(gòu)成膨脹變形部的相應(yīng)輪廓。各種設(shè)計(jì)方案是可行的。


本發(fā)明的實(shí)施例在附圖中示出并且在下面的說(shuō)明書中詳細(xì)闡述。圖I示出按照本發(fā)明的超聲波換能器的實(shí)施例的剖視圖；圖2和3示出按照?qǐng)DI的實(shí)施例的膨脹變形部的各種變形狀態(tài)；圖4至12示出按照本發(fā)明的制造方法的方法步驟；和圖13至18示出按照本發(fā)明的膨脹變形部的幾何設(shè)計(jì)方案的不同實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式在圖I中從側(cè)面以剖視圖示出按本發(fā)明的超聲波換能器110的實(shí)施例。在該實(shí)施例中，該超聲波換能器包括一個(gè)例如壓電陶瓷形式的聲電換能器兀件112以及一個(gè)在福射側(cè)設(shè)置在聲電換能器元件112上的匹配體114。該匹配體114用于改善聲電換能器元件 112和流體介質(zhì)之間的聲學(xué)耦合，流體介質(zhì)在圖I中象征性地用附圖標(biāo)記116表示。相應(yīng)地，匹配體114可以例如至少部分地執(zhí)行阻抗匹配。匹配體例如可以設(shè)計(jì)成匹配層并且起耦合輸入元件的作用并且匹配體也可以設(shè)計(jì)成多層的，對(duì)于匹配體114的設(shè)計(jì)方案可以參考 DE 10 2007 010 500 Al 以及 DE 10 2008 055 116. 3 和 DE 102008 055 126.0，這些文獻(xiàn)在上面已經(jīng)提到過(guò)。匹配體114和聲電換能器元件112共同地構(gòu)成一個(gè)換能器芯118。在示出的實(shí)施例中，超聲波換能器110還包括一個(gè)例如套形式的殼體120。該殼體 120可以例如完全地或部分地由金屬材料或塑料材料制成。殼體120在其面向流體介質(zhì)的側(cè)上具有一個(gè)殼體開口 122，其中，殼體120的邊緣124環(huán)形地包圍該殼體開口 122，例如以圓環(huán)和/或多邊形環(huán)的形式。在殼體120和換能器芯118之間構(gòu)成一個(gè)中間空間126。在示出的實(shí)施例中，該中間空間126部分地用脫耦元件128填充。該脫耦元件128用于至少阻尼殼體120和換能器芯118之間或者在換能器芯118和殼體120之間的固體聲傳遞。殼體開口 122相對(duì)于流體介質(zhì)116通過(guò)密封膜130封閉。在示出的實(shí)施例中，密封膜130在此整面地支承在換能器芯118的在這里例如平地設(shè)計(jì)的輻射面132上并且與該輻射面例如松動(dòng)地或者通過(guò)材料鎖合的連接、例如粘接來(lái)連接。另外，密封膜130與邊緣124 連接并且例如同樣粘接在該邊緣上。通過(guò)輻射面132實(shí)現(xiàn)換能器芯118和流體介質(zhì)116之間的耦合，例如用于聲輻射和/或聲接收。在中間空間126的區(qū)域中，密封膜130具有膨脹變形部134。該膨脹變形部134可以例如環(huán)形地圍繞換能器芯118延伸并且可以構(gòu)成變形區(qū)域，該膨脹變形部的可能設(shè)計(jì)方案在下面還要詳細(xì)地闡述。膨脹變形部134能夠允許換能器芯和殼體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在此，在示出的實(shí)施例中，如在下面還要詳細(xì)地闡述那樣，脫耦元件128被這樣地設(shè)計(jì)，使得脫耦元件在膨脹變形部134的區(qū)域中直接支承在輻射面132上并且與其優(yōu)選連接，例如通過(guò)材料鎖合連接、例如粘接。但是這樣的連接也可以直接在安設(shè)脫耦元件128時(shí)制造，例如按照在下面描述的LSR方法。脫耦元件128在圖I中示出的實(shí)施例中僅僅環(huán)形地構(gòu)成，使得在換能器芯118上方保留一個(gè)自由空間。在示出的實(shí)施例中，該自由空間用另外的阻尼材料136、例如阻尼填料填充。視材料組成和細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)而定，阻尼材料136也可以與脫耦元件128相同并且與脫耦元件128在時(shí)間上錯(cuò)開地或同時(shí)地在同樣的工藝步驟中安置。在示出的例子中，超聲波換能器110還具有接觸管腳138，這些接觸管腳通過(guò)一個(gè)蓋140保持并且能夠通過(guò)電引線142與聲電換能器元件112連接。變換地或附加地，然而在該實(shí)施例中和在其它實(shí)施例中也可想到聲電換能器元件112的另一種電連接，例如通過(guò)夾緊、接觸弓、釬焊或熔焊的鍵合線或類似的接觸元件。蓋140在此例如支承在殼體120中的臺(tái)階144上。如在下面還要詳細(xì)地闡述那樣，蓋140可以例如通過(guò)殼體120的卷邊146固定。聲電換能器兀件112將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲學(xué)振動(dòng)(發(fā)送運(yùn)行)或者將聲學(xué)振動(dòng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)(接收運(yùn)行)。聲電換能器元件112與匹配體114連接，該匹配體起耦合輸入元件的作用，該耦合輸入元件基本上可以包括至少一種用于在流體介質(zhì)116、例如空氣和聲電換能器元件112之間的聲學(xué)阻抗匹配的材料。起耦合輸入元件作用的匹配體114或該元件的部分區(qū)域同時(shí)可以通過(guò)專門的材料特性用于減少匹配體114和聲電換能器元件112、例如壓電元件之間的熱感應(yīng)的夾緊。這樣形成的換能器芯118通過(guò)脫耦元件128固定在殼體 120中，該殼體例如可以設(shè)計(jì)為套并且可以具有例如拉深鋼作為材料。變換地，也可以使用其它金屬或塑料。換能器芯118在背面通過(guò)阻尼材料136阻尼，該阻力材料如上所述也可以與脫耦元件128完全地或部分地相同。超聲波換能器110在背面通過(guò)蓋140封閉，蓋例如可以設(shè)計(jì)為蓋環(huán)。蓋140也可以同時(shí)例如通過(guò)夾緊或注射成型來(lái)固定接觸管腳138、例如兩個(gè)接觸管腳。蓋140可以例如借助夾緊、旋緊、卡口鎖合、粘接或如圖I所示的卷邊146與殼體120連接。一般而言，任意的力鎖合、形狀鎖合和/或材料鎖合的連接方法都是可行的。在殼體120的內(nèi)部，即在殼體內(nèi)部空間148中，電引線142促成與聲電換能器元件112的接觸。超聲波換能器110的正面區(qū)域通過(guò)密封膜130覆蓋，該密封膜與匹配體114和殼體120優(yōu)選粘接。作為密封膜130的膜材料可以例如使用聚酰亞胺、尤其是Kapton、PEEK、 特氟龍或上述聚合物材料中的另一種或其它聚合物材料或所述的和/或其它的聚合物材料的組合。變換地或附加地，在理論上也可想到薄的金屬膜。膜厚度應(yīng)當(dāng)尤其是在數(shù)量級(jí)上優(yōu)選最大為約50 μ m，或者明顯小于25 μ m。在此,在盡可能好的沿輻射面132的法向的聲學(xué)輻射、盡可能少的沿著密封膜130的固體聲傳播和盡可能少的介質(zhì)滲透之間實(shí)現(xiàn)折中。在圖I中示出的實(shí)施例中，密封膜130例如可以具有一個(gè)基本上平的主區(qū)域150， 尤其是在輻射面132的區(qū)域中。通過(guò)該主區(qū)域150輻射或接收超聲波。該主區(qū)域150可以假想地以數(shù)學(xué)平面的形式向外延長(zhǎng)。在平的主區(qū)域150的外部存在一個(gè)區(qū)域，在該區(qū)域中密封膜130這樣地變形，使得密封膜130的這些部分明顯遠(yuǎn)離數(shù)學(xué)平面。這是膨脹變形部 134的一個(gè)實(shí)施例。例如數(shù)量級(jí)為100 μ m或更大的到主區(qū)域150的平面的距離可以看作這樣的明顯的變形部的尺度。優(yōu)選地，即通常在該實(shí)施例中或在其它實(shí)施例中膨脹變形部 134具有至少100 μ m的數(shù)量級(jí)。在圖18中以示意圖示出密封膜130的膨脹變形部134的區(qū)域的不同變化曲線。 這再次表明，如何理解明顯變形并且可以如何設(shè)計(jì)明顯變形。例如可以這樣地設(shè)計(jì)膨脹變形部134，使得它從尺寸上看含有至少一個(gè)在由于溫度和/或壓力變化引起的期待的運(yùn)動(dòng)的數(shù)量級(jí)上的變形部。在圖18中在膜的一個(gè)區(qū)域中，該區(qū)域的在那里以A表示的表面通過(guò)變形過(guò)程相對(duì)于平的膜增大，使得當(dāng)換能器芯118(在圖18中未示出)例如通過(guò)換能器芯 118內(nèi)部的材料的熱膨脹和/或壓力載荷完成相應(yīng)的軸向運(yùn)動(dòng)時(shí)，該表面可以基本上保持相同，即不具有膨脹或僅具有很小的膨脹。該軸向運(yùn)動(dòng)在圖18中以B表示。換能器芯118的輻射面132在圖I的實(shí)施例中舉例地平地示出。其它設(shè)計(jì)方案也基本上是可以的。例如可行的是，匹配體114、例如阻抗匹配層或者說(shuō)耦合輸入元件的表面本身設(shè)計(jì)成不平的。例如其可以設(shè)有一個(gè)或多個(gè)倒角或者說(shuō)以鈍錐形式設(shè)計(jì)。由此能夠例如在帶寬、輻射特性或其它標(biāo)準(zhǔn)上積極地影響到空氣腔中的耦合輸入特性。在這種情況中， 密封膜130不具有平的主區(qū)域。但是附加的變形區(qū)域可以作為膨脹變形部134安置在脫耦的區(qū)域中，以便在換能器芯118相對(duì)于殼體120運(yùn)動(dòng)時(shí)使密封膜130卸載。在圖2和3中以部分視圖示出按照?qǐng)DI的實(shí)施例的在不同的載荷狀態(tài)中的膨脹變形部134。如果密封膜130在一個(gè)確定的溫度時(shí)的變形例如如在圖2中所示地表現(xiàn)出來(lái)，那么在一個(gè)確定的更高的反壓或一個(gè)確定的更低的溫度時(shí)建立類似于在圖3中示出的視圖的幾何形狀。在(這在下面還要詳細(xì)地說(shuō)明)殼體120被填充阻尼或脫耦材料期間或在該材料在溫度作用下固化時(shí)，也可能出現(xiàn)按照?qǐng)D2的情形。在圖4至12中示出用于制造超聲波換能器110的制造方法的實(shí)施例的方法步驟。 舉例地，在此制造按照在圖I中示出的實(shí)施例的超聲波換能器110。相應(yīng)地，關(guān)于各個(gè)元件可以參考圖I的上述說(shuō)明。另一種超聲波換能器110的制造原則上也能夠借助所建議的方法實(shí)現(xiàn)。圖4示出一個(gè)組件作為一個(gè)工藝順序內(nèi)的可能的起始點(diǎn),該組件包括殼體120、密封膜130和匹配體114，該匹配體起耦合輸入元件的作用。該組件如在圖2中所示被放入模具152中。舉例地，在此如下地假定模具152是一個(gè)用于LSR工藝的模具。但是基本上也可使用其它類型的成型工藝，例如澆注工藝和/或注射成型工藝和/或壓制工藝，其中實(shí)現(xiàn)至少一種原材料的成型，以便制造脫耦元件128。模具152在圖4中僅僅象征性地示出。 該模具152此外可以包括另外的元件。在示出的實(shí)施例中，模具152包括第一模型件154， 在該第一模型件中在待制造的膨脹變形部134的區(qū)域中設(shè)有一個(gè)陰型廓156，該陰型廓可以限定稍后的膨脹變形部134的形狀。例如，該陰型廓156能夠在給定的區(qū)域中具有一個(gè)凹部，例如呈溝道、例如具有倒圓橫截面、例如拋物線或圓形橫截面的溝道形式。其它形狀也是可行的。此外，模具152可以包括在圖中未示出的另外的模型件。另外在圖5中示出的方法步驟中，沖模158駛?cè)霘んw120的殼體內(nèi)部空間148中， 其中，可選地該殼體120能夠同時(shí)被壓到第一模型件154上。沖模158可以例如向下移動(dòng)， 使得通過(guò)相對(duì)于匹配體114(如在圖6中所示)以及在圓周上相對(duì)于殼體120的臺(tái)階144 和/或殼體120的另一種突出部的壓緊被密封，而同時(shí)殼體120連同密封膜130 —起被壓在第一模型件154上。沖模158由此可以是模具152的組成部分并且作為模具152的另外的模型件158起作用。但是其它設(shè)計(jì)方案基本上也是可以的。然后通過(guò)通道160將可變形的材料162注射到匹配體114或者說(shuō)沖模158與殼體120之間的中間空間126中。在此例如是實(shí)心材料，例如由該實(shí)心材料通過(guò)化學(xué)反應(yīng)和/或物理相變形成脫耦元件128。例如可變形的材料可以是液態(tài)娃樹脂(LSR,Liquid Silicone Rubber)。可變形的材料在模具152 中被加熱，由此形成高的壓力。例如在200°C可以形成100至200巴的壓力。該壓力同時(shí)在陰型廓156的區(qū)域中將密封膜130壓入到第一模型件154的輪廓中。自此，密封膜130變形，并且形成膨脹變形部134?？勺冃蔚牟牧弦部梢栽O(shè)有添加物，例如設(shè)有填料或空穴。以該方式例如能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)化的固體聲脫耦和/或優(yōu)化的固體聲阻尼。以該方式能夠調(diào)節(jié)脫耦元件128的特性。在此，硅樹脂泡沫塑料或氣體和/或塑料球和/或空心球的混合物是特別適合的。尤其是后者，即塑料球或塑料空心球容易熱變形并且導(dǎo)致特別有利的脫耦特性。這些球的一種特別簡(jiǎn)單的混合方式和方法是在與硬度成分混合之前混入到硅樹脂的樹脂組分中。其它的、但是通常更難掌握的用于硅樹脂的發(fā)泡的可能性是物理方法或化學(xué)方法。在后者時(shí)，發(fā)泡甚至可以在中間空間126內(nèi)部的目標(biāo)位置上進(jìn)行。在圖7中示出的注射過(guò)程之后，沖模158在一個(gè)在圖8中示出的方法步驟中又離開殼體內(nèi)部空間148。接著在一個(gè)在圖9和10中示出的方法步驟中插入聲電換能器元件 112。這可以例如作為組件發(fā)生，如在圖9中所示。該組件可以例如除了聲電換能器元件 112外包括接觸管腳138和電引線142以及蓋140。聲電換能器元件112、例如壓電換能器元件可以尤其是借助抽吸抓取器164插入。聲電換能器元件112可以例如與匹配體114材料鎖合地連接，例如通過(guò)粘接方法。在將聲電換能器元件插入殼體內(nèi)部空間148中之后，另一種裝配、例如聲電換能器元件112的電接觸原則上也是可行的。但是具有已經(jīng)電接觸的聲電換能器元件112的所示裝配方式是優(yōu)選的。在裝入和固定聲電換能器元件112之后， 可以固定蓋140，如在圖11中所示，例如借助上面已經(jīng)描述過(guò)的卷邊146或另一種固定裝置。接著可以用阻尼材料136填充保留的殼體內(nèi)部空間148，如在圖12中示出。對(duì)于該或另一個(gè)時(shí)間點(diǎn)，完成的超聲波換能器110可以從第一模型件154取出。如上所示，例如陰型廓156能夠以其輪廓預(yù)給定膨脹變形部134的形狀。變形輪廓的一些可想到的變型例如在圖13至17中示出。舉例地，在此分別連帶示出模具152的第一模型件154。在該實(shí)施方式中，圖13示出一個(gè)例子，其中膨脹變形部134具有一個(gè)伸入到流體介質(zhì)116中的膨脹褶皺，與在圖I中示出的實(shí)施例相似或類似。相反，在圖14中示出一個(gè)實(shí)施例，其中一個(gè)膨脹褶皺伸入到中間空間126中。在圖13和14中的實(shí)施例中，輻射面132與殼體120的邊緣124設(shè)置在一個(gè)平面中，在圖15至17中的實(shí)施例示出輻射面132相對(duì)于邊緣124錯(cuò)開。由此形成階梯形的變形，其中，密封膜130在階梯形的變形區(qū)域中從輻射面132的平面過(guò)渡到邊緣124的平面中。在圖15中示出的實(shí)施例中，輻射面132的平面相對(duì)于邊緣124錯(cuò)開到殼體內(nèi)部空間 148中。附加地，如在圖15中同樣示出，在中間空間126的區(qū)域中可以設(shè)置膨脹褶皺，該膨脹褶皺在該情況中同樣伸入到殼體內(nèi)部空間148中。相反，圖16示出一個(gè)實(shí)施例，其中輻射面132的平面相對(duì)于邊緣124向著流體介質(zhì)116錯(cuò)開。附加地，如在圖16中所示，在中間空間126的區(qū)域中可以設(shè)置一個(gè)膨脹褶皺， 該膨脹褶皺在該實(shí)施例中舉例地伸入到流體介質(zhì)116中。圖17最后示出一個(gè)實(shí)施例，其中僅發(fā)生一個(gè)例如類似于圖16的錯(cuò)位，其中，但是除了階梯形的變形外不設(shè)置另外的膨脹褶皺。階梯形的錯(cuò)位在該情況中完全形成膨脹變形部134。階梯形的變形例如可以如上所述包括數(shù)量級(jí)為至少100 μ m、優(yōu)選更多的平面錯(cuò)位。尤其地，在根據(jù)圖17的實(shí)施例中，輪廓在此通常在冷卻期間這么強(qiáng)烈地改變，使得在室溫時(shí)大約形成與在按照?qǐng)D3或圖13的實(shí)施例中的幾何形狀相同的幾何形狀，其能夠?qū)崿F(xiàn)換能器芯118在兩個(gè)方向上的軸向運(yùn)動(dòng)，而密封膜130無(wú)需顯著膨脹。上述的實(shí)施例、尤其是在圖4至12中的按本發(fā)明方法的實(shí)施例能夠以各種方式改變，而由此不脫離本發(fā)明的基本構(gòu)思。因此，例如密封膜130的變形也可以在另一個(gè)時(shí)間點(diǎn)或以另外的方式產(chǎn)生，其中，形成膨脹變形部134。例如，在膜130與殼體120粘接之前實(shí)現(xiàn)變形。另外，為了制造膨脹變形部134可以例如使用真空-拉深方法和/或壓煮器工藝。拉深也可以在沒有真空或空氣壓力的情況下進(jìn)行，例如通過(guò)張緊框架和/或模具，例如以熱壓方法的形式實(shí)現(xiàn)。另外，變換地或附加地，變形也可以在粘接期間或之后進(jìn)行。變形也可以在例如通過(guò)LSR工藝的粘接之后進(jìn)行。變形也可以在LSR工藝或者說(shuō)填充工藝之前和期間實(shí)現(xiàn)。在這些情況中例如有利的是，密封膜130在被放入模具152中之前預(yù)膨脹，其中最終的造型可以例如通過(guò)在填充工藝期間、例如在LSE工藝期間的二次變形實(shí)現(xiàn)。另外， 密封膜130通常也可以用作定位輔助裝置。這例如能夠以特別簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)，如果如在圖4中所示使用具有定心結(jié)構(gòu)的預(yù)組件的話，該預(yù)組件包括殼體120、密封膜130和匹配體 114。由此可以保證，至少該預(yù)組件的構(gòu)件在復(fù)雜的填充工藝、例如LSR工藝內(nèi)不必再相對(duì)彼此定位。
1權(quán)利要求
1.用于在流體介質(zhì)(116)中使用的超聲波換能器(110)，其包括至少一個(gè)換能器芯 (118)，所述換能器芯具有至少一個(gè)聲電換能器元件(112)、尤其是壓電換能器元件(112)， 所述超聲波換能器還包括至少一個(gè)殼體(120)，其中，至少一個(gè)殼體開口(122)相對(duì)于流體介質(zhì)(116)通過(guò)一個(gè)與所述換能器芯(118)連接的密封膜(130)至少部分地密封，其中，所述密封膜(130)具有至少一個(gè)膨脹變形部(134)，所述膨脹變形部(134)被配置成能夠?qū)崿F(xiàn)所述換能器芯(118)和所述殼體(120)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的超聲波換能器(110)，其中，所述膨脹變形部(134)具有以下變形部中的至少一個(gè)伸入到流體介質(zhì)(116)中的膨脹褶皺；伸入到所述殼體(120)的殼體內(nèi)部空間中的膨脹褶皺；波紋管；階梯形的變形部，其中，在所述階梯形的變形部時(shí)所述密封膜(130)的一個(gè)第一平面轉(zhuǎn)變?yōu)樗雒芊饽?130)的一個(gè)第二平面。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2的超聲波換能器(110)，其中，在所述殼體(120)和所述換能器芯(118)之間構(gòu)成至少一個(gè)中間空間(126)，其中，所述膨脹變形部(134)至少部分地在所述中間空間(126)的區(qū)域中構(gòu)成。
4.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的超聲波換能器(110)，其中，所述密封膜(130)與所述殼體(120)、尤其是所述殼體(120)的邊緣(124)在所述殼體開口(122)的區(qū)域中材料鎖合地連接并且與所述換能器芯(118)、尤其是所述換能器芯(118)的輻射面(132)材料鎖合地連接。
5.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的超聲波換能器(110)，其中，在所述殼體(120)和所述換能器芯(118)之間設(shè)有至少一個(gè)中間空間(126)，尤其是環(huán)形的中間空間(126)，其中， 所述中間空間(126)至少部分地通過(guò)至少一個(gè)脫耦元件(128)填充，其中，所述脫耦元件 (128)被配置成阻尼所述殼體(120)和所述換能器芯(118)之間的固體聲傳遞。
6.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的超聲波換能器(110)，其中，所述脫耦元件(128)與所述密封膜(130)連接，尤其是在所述膨脹變形部(134)的區(qū)域中與所述密封膜(130)連接。
7.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的超聲波換能器(110)，其中，所述密封膜(130)包括塑料材料、尤其是以下材料中的一種或多種聚酰亞胺，尤其是Kapton ;聚醚醚酮；碳氟化合物，尤其是聚四氟乙烯，尤其是特氟龍，和/或全氟乙丙烯共聚物；聚萘二甲酸乙二醇酯；液晶聚合物；聚苯硫醚。
8.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的超聲波換能器(110)，其中，所述密封膜(130)具有不超過(guò)50 μ m、優(yōu)選不超過(guò)25 μ m的厚度。
9.用于制造用于在流體介質(zhì)(116)中使用的超聲波換能器(110)、尤其是根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)的超聲波換能器(Iio)的方法，其中，具有至少一個(gè)聲電換能器元件(112) 的至少一個(gè)換能器芯(118)被安放到至少一個(gè)殼體(120)中，其中，至少一個(gè)殼體開口 (122)相對(duì)于流體介質(zhì)(116)通過(guò)一個(gè)與所述換能器芯(118)連接的密封膜(130)至少部分地密封，所述密封膜(130)被這樣地構(gòu)成，使得所述密封膜具有至少一個(gè)膨脹變形部 (134)，所述膨脹變形部(134)被配置成能夠?qū)崿F(xiàn)所述換能器芯(118)和所述殼體(120)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中，在所述換能器芯(118)和所述殼體(120)之間設(shè)有至少一個(gè)中間空間(126)，其中，所述中間空間(126)至少部分地通過(guò)至少一個(gè)脫耦元件(128)填充，其中，所述脫耦元件(128)被配置成阻尼所述殼體(120)和所述換能器芯(118)之間的固體聲傳遞，所述膨脹變形部(134)至少部分地在將所述脫耦元件(128)安放到所述中間空間(126)中時(shí)被構(gòu)成。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中，為了安放所述脫耦元件(128)，將至少一個(gè)可變形的材料(162)、優(yōu)選至少一個(gè)能流動(dòng)的材料澆注和/或壓入和/或注射到所述中間空間 (126)中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在流體介質(zhì)(116)中使用的超聲波換能器(110)。該超聲波換能器包括至少一個(gè)換能器芯(118)，所述換能器芯具有至少一個(gè)聲電換能器元件(112)、尤其是壓電換能器元件(112)。所述超聲波換能器(110)還包括至少一個(gè)殼體(120)，其中，至少一個(gè)殼體開口(122)相對(duì)于流體介質(zhì)(116)通過(guò)一個(gè)與所述換能器芯(118)連接的密封膜(130)至少部分地密封。所述密封膜(130)具有至少一個(gè)膨脹變形部(134)，所述膨脹變形部被配置成能夠?qū)崿F(xiàn)所述換能器芯(118)和所述殼體(120)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
文檔編號(hào)G01F1/66GK102597714SQ201080048788
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2010年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月29日
發(fā)明者B·金茨, G·許夫特爾, M·赫斯特布林克, R·萬(wàn)賈, R·米勒, S·拉德萬(wàn), T·朗 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司