[发明专利]用于在流体介质中使用的超声波换能器

权利要求书

1.用于在流体介质中使用的超声波换能器(110)，包括至少一个压电式换能器元件(112)以及至少一个适配体(116)，所述适配体用于改善压电式换能器元件(112)和流体介质之间的振动耦合，该超声波换能器还包括至少一个在压电式换能器元件(112)和适配体(116)之间置入的平衡体(118)，特别是至少一个中间层，所述平衡体用于减小热应力，其中，该平衡体(118)具有热膨胀系数(CTE_中间)，该热膨胀系数处于压电式换能器元件(112)的热膨胀系数(CTE_压电)和适配体(116)的热膨胀系数(CTE_适配)之间，其中，该平衡体(118)具有至少一种均匀的和/或宏观上至少很大程度各向同性的材料，特别是混合材料。

2.根据前述权利要求的超声波换能器(110)，其中，所述平衡体(118)的热膨胀系数(CTE_中间)和所述压电式换能器元件(112)的热膨胀系数(CTE_压电)之间的差小于所述适配体(116)的热膨胀系数(CTE_适配)和所述平衡体(118)的热膨胀系数(CTE_中间)之间的差。

3.根据前述权利要求之一的超声波换能器(110)，其中，所述平衡体(118)具有小于20ppm/k、优选小于15ppm/k的热膨胀系数(CTE_中间)。

4.根据前述权利要求之一的超声波换能器(110)，其中，所述适配体(116)具有大于20ppm/k的热膨胀系数。

5.根据前述权利要求之一的超声波换能器(110)，其中，所述平衡体(118)具有最小0.5mm、优选最小1.0mm并且特别优选最小1.5mm的层厚。

6.根据前述权利要求之一的超声波换能器(110)，其中，该平衡体(118)具有混合材料，其中，该混合材料具有至少一种基体材料和至少一种填料。

7.根据前述权利要求的超声波换能器(110)，其中，所述基体材料具有至少一种通过聚合过程可硬化的和/或硬化的材料，特别是环氧树脂。

8.根据两个前述权利要求之一的超声波换能器(110)，其中，所述填料包括下面的材料中的至少一种：石英，特别是石英粉；陶瓷材料；硅酸盐；纤维材料，特别是碳素纤维材料。

9.根据前述权利要求之一的超声波换能器(110)，其中，该超声波换能器还包括至少一个固定元件(138)，用于固定压电式换能器元件(112)和适配体(116)和/或平衡体(118)之间的相对位置。

10.根据前述权利要求之一的超声波换能器(110)，其中，所述平衡体(118)包括至少一个成型件、特别是一圆片，其中，该成型件与压电式换能器元件(112)和/或适配体(116)连接，特别是通过材料锁合的连接，特别是通过用粘结剂粘接，该粘结剂具有热膨胀系数(CTE_粘接)，该热膨胀系数处于压电的换能器(112)的热膨胀系数(CTE_压电)和适配体(116)的热膨胀系数(CTE_适配)之间，优选用至少部分地与所述平衡体(118)的材料一样的粘结剂粘接。

11.根据前述权利要求的超声波换能器(110)，其中，所述成型件包括一塑料材料成型件、特别是环氧树脂圆片，和/或包括一玻璃成型件和/或一陶瓷成型件。

12.根据前述权利要求之一的超声波换能器(110)，其中，所述适配体(116)至少部分地包围平衡体(118)，特别是作为用于制造平衡体(118)的铸造方法的模具。

13.用于制造根据前述权利要求之一的超声波换能器(110)的方法，其中，所述平衡体(118)全部地或者部分地通过铸造方法、特别是压铸方法和/或传递模制方法和/或直接铸造方法和/或失模铸造方法产生。