所述基層匹配部耦合并且具有適合于與所述 測試介質(zhì)接觸的暴露面，所述最后匹配部包含設(shè)置在低阻抗層上以形成所述暴露面的至少 部分的防護屏蔽層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第一聲學(xué)轉(zhuǎn)換器的所述低阻抗層與所述基層 匹配部的第二表面接觸，所述基層匹配部的第二表面與所述基層匹配部的第一表面相反。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述聲學(xué)元件是聲學(xué)發(fā)射器并且所述第一聲學(xué)轉(zhuǎn) 換器構(gòu)造成將所述聲能量脈沖傳遞入所述測試介質(zhì)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，還包括： 第二聲學(xué)轉(zhuǎn)換器，所述第二聲學(xué)轉(zhuǎn)換器可操作地與所述室的第二側(cè)耦合并且構(gòu)造成接 收經(jīng)過所述測試介質(zhì)所傳遞的聲能量脈沖；及 聲學(xué)傳感器，所述聲學(xué)傳感器可操作地與所述第二聲學(xué)轉(zhuǎn)換器耦合， 其中所述第二聲學(xué)轉(zhuǎn)換器包括： 具有與所述聲學(xué)傳感器接觸的第一表面的基層匹配部；及 可操作地與所述第二聲學(xué)轉(zhuǎn)換器的所述基層匹配部耦合并且具有適合于與所述測試 介質(zhì)接觸的暴露面的最后匹配部，其包括設(shè)置在低阻抗層上以形成所述暴露面的至少部分 的防護屏蔽層。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中將所述第二聲學(xué)轉(zhuǎn)換器的所述低阻抗層設(shè)置在所 述第二聲學(xué)轉(zhuǎn)換器的所述基層匹配部的第二表面上，所述第二聲學(xué)轉(zhuǎn)換器的所述基層匹配 部的所述第二表面與所述第二聲學(xué)轉(zhuǎn)換器的所述基層匹配部的所述第一表面相反。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中所述第二聲學(xué)轉(zhuǎn)換器設(shè)置在所述室的所述第二側(cè) 上，所述室的所述第二側(cè)平行于所述室的所述第一側(cè)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述防護屏蔽層的金屬是多層的連續(xù)的金屬層的 復(fù)合物。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述低阻抗層包含聚酰亞胺。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述聲學(xué)元件是雙向的并且構(gòu)造成傳遞聲能量和 接收聲能量。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述測試介質(zhì)是氣體。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述防護屏蔽層包含在25 y m假設(shè)厚度中二氧化 碳滲透率小于700mL/m2 ? 24h ? MPa的材料。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述低阻抗層是聚酰亞胺并且所述防護屏蔽層 包含氟聚合物。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述低阻抗層具有在0°C至400°C范圍內(nèi)的變化 小于50 %的彈性模量。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述聲學(xué)元件由壓電陶瓷材料制成。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述防護屏蔽層包含金屬。
16. -種用于保護聲學(xué)轉(zhuǎn)換器的最后匹配部的方法，所述方法包括： 設(shè)定聲學(xué)轉(zhuǎn)換器的最后匹配部的防護屏蔽層的預(yù)定厚度，所述防護屏蔽層由用于暴露 于測試介質(zhì)的低滲透率材料制成； 確定可操作地與所述聲學(xué)轉(zhuǎn)換器的最后匹配部耦合的所述聲學(xué)轉(zhuǎn)換器的基層匹配部 的厚度； 確定用于與所述防護屏蔽層接觸的所述聲學(xué)轉(zhuǎn)換器的最后匹配部的低阻抗層的厚度， 所述低阻抗層的厚度選擇成在理論上為所述聲學(xué)轉(zhuǎn)換器提供具有落在預(yù)定頻率范圍內(nèi)的 共振頻率；及 制作具有所述基層匹配部和所述最后匹配部的所述聲學(xué)轉(zhuǎn)換器，所述防護屏蔽層具有 所述預(yù)定厚度，所述低阻抗層具有所述低阻抗層的厚度，并且所述基層匹配部具有所述基 層匹配部的厚度。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中在所述設(shè)定防護屏蔽層預(yù)定厚度的步驟中所述 防護屏蔽層是金屬的。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中在所述設(shè)定防護屏蔽層預(yù)定厚度的步驟中所述 預(yù)定厚度為0.05X以下，其中X=C/f。，C是聲音在所述防護屏蔽層的材料中的速度，f。 是期望的中心工作頻率。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述防護屏蔽層的所述預(yù)定厚度為0. 01X以 下。
20. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中在確定所述低阻抗層的厚度的步驟中所述預(yù)定 頻率范圍為0. 75 ? &至1. 25 ?fc，其中fc是期望的中心工作頻率。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述最低預(yù)測共振頻率近似于0. 8 ?f。并且最 高預(yù)測共振頻率近似于1. 2 ?f。。
22. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中在確定所述低阻抗層的厚度的步驟中所述低阻 抗層是聚酰亞胺。
23. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中在設(shè)定所述防護屏蔽層預(yù)定厚度的步驟中所述 測試介質(zhì)是氣體。
24. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中在確定所述基層匹配部的厚度的步驟中所述基 層匹配部與所述聲學(xué)轉(zhuǎn)換器的最后匹配部物理接觸。
25. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述聲學(xué)轉(zhuǎn)換器是發(fā)射聲學(xué)轉(zhuǎn)換器。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，還包括： 設(shè)定接收聲學(xué)轉(zhuǎn)換器的最后匹配部的防護屏蔽層的預(yù)定厚度，所述接收聲學(xué)轉(zhuǎn)換器的 防護屏蔽層由用于暴露于所述測試介質(zhì)的低滲透率材料制成； 確定用于與所述聲學(xué)轉(zhuǎn)換器的最后匹配部操作地耦合的所述接收聲學(xué)轉(zhuǎn)換器的基層 匹配部的厚度；及 確定用于與所述接收聲學(xué)轉(zhuǎn)換器的所述防護屏蔽層接觸的所述接收聲學(xué)轉(zhuǎn)換器的最 后匹配部的低阻抗層的厚度， 其中所述發(fā)射聲學(xué)轉(zhuǎn)換器的低阻抗層的厚度和所述接收聲學(xué)轉(zhuǎn)換器的低阻抗層的厚 度選擇成，在理論上為所述發(fā)射聲學(xué)轉(zhuǎn)換器和所述接收聲學(xué)轉(zhuǎn)換器兩者提供落在預(yù)定頻率 范圍內(nèi)的共振頻率。
27.-種具有包括最后匹配部的聲學(xué)轉(zhuǎn)換器的聲學(xué)測量裝置，所述最后匹配部包含低 阻抗層和防護屏蔽層，所述防護屏蔽層被布置成與測試介質(zhì)接觸，所述聲學(xué)轉(zhuǎn)換器是由包 括以下步驟的方法而制備： 提供具有被預(yù)定厚度分開的第一表面和第二表面的低阻抗層； 將防護屏蔽層設(shè)置在所述低阻抗層的所述第二表面上，所述防護屏蔽層具有預(yù)定的厚 度； 提供具有被預(yù)定厚度分開的第一表面和第二表面的基層匹配部； 可操作地將所述低阻抗層的第一表面耦合到所述基層匹配部的第二表面；及 將聲學(xué)傳感器和聲學(xué)驅(qū)動器中的一個附接到所述基層匹配部的第一表面。
【專利摘要】一種具有包括低滲透率防護屏蔽層的最后匹配部的聲學(xué)轉(zhuǎn)換器。防護屏蔽層與測試介質(zhì)接觸。在一個實施例中，防護屏蔽層包括一層或多層的低滲透率層，例如設(shè)置在低阻抗層(例如聚酰亞胺)上的金屬箔或金屬涂層，使得低阻抗層和防護屏蔽層構(gòu)成聲學(xué)轉(zhuǎn)換器的最后匹配部。在其它實施例中，防護屏蔽層包氟聚合物。還公開了一種測定用于增強性能的聲學(xué)轉(zhuǎn)換器的各種層的厚度的方法。
【IPC分類】G01N29-02, G01N29-22
【公開號】CN104781661
【申請?zhí)枴緾N201380057166
【發(fā)明人】雷蒙德·C·洛格, 唐·N·西戈塔, 威廉·E·奎因, 瑪麗亞·D·費雷拉, 歐文·C·沃特金斯, 張偉
【申請人】維易科儀器有限公司
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2013年8月22日
【公告號】EP2893338A1, US20140060153, WO2014039271A1