柔性超声换能器及换能器区块的制作方法

本发明涉及一种柔性超声换能器，其包括柔性金属板，附接到板上的压电陶瓷元件，导电地附接到板上的第一电导体(诸如传导线)，以及覆盖金属板的至少一部分的绝缘覆盖物。

本发明还涉及一种换能器区块，其包括具有顶侧和底侧的壳体和如上文描述的换能器。

背景技术：

此系统已知如此。

在油、气和电力行业中，腐蚀和侵蚀引起的退化通常是设备的完整性损耗的原因。这可导致溢出、生产损耗、管线失效、破坏环境或健康，且甚至失去生命。所有维护成本的相当大部分涉及完整性损耗的防止、探测和修复。

在精炼厂和发电站中的老化的基础设施可经历腐蚀引起的失效，在一些情况下，这甚至无法由目前的检查活动(如手动超声壁厚测量)可靠探测到。此类检查活动通常以较长间隔(一年或多年)执行，具有有限的覆盖度(仅抽查)，且具有有限的可靠性(准确性，人为因素)。尤其此检查活动的准备相当多，以提供得以接近所有部分(搭建脚手架、除去绝缘物)，且通常需要关闭设备(因为高温或其他安全问题)。因此，本行业寻求可靠的耐久安装的传感器和系统，其可可靠且实时报告完整性，如，高温和/或难以接近的区域处的关键构件处的剩余壁厚。

技术实现要素：

本发明具有的目的在于提供可满足这些要求的换能器。

根据本发明的柔性超声换能器特征在于，金属板包括位于彼此相对的第一外表面和第二外表面，其中压电陶瓷元件附接到第一外表面上，其中第一外表面和压电陶瓷元件的尺寸使得第一外表面的第一部分不以压电陶瓷元件覆盖，其中第一电导体导电附接到第二外表面的第一部分和第一外表面的第一部分中的至少一者上，其中第一外表面的第一部分和第二外表面的第一部分位于彼此相对，且在金属板在其中延伸的平面中具有大约相同的尺寸和位置，且其中绝缘覆盖物的至少一部分覆盖第一外表面的第一部分，使得压电陶瓷元件布置成直接干耦合至待借助于换能器检查的物体的表面。大体上成立的是，如果电导体导电附接到导电本体上，则这隐含电导体与本体导电连接。换能器可用于将超声发射到待检查的物体中，且/或用于从待检查的物体接收超声。通常，用于检查钢物体的超声信号(如，壁厚测量结果)在兆赫兹的频率范围中(例如，1到10mhz或0.5到20mhz)。这些频率下的超声波较差地传播穿过空气，因此超声耦合介质用于换能器和物体表面之间。例如，此耦合介质可为流体，如，水、油、脂或凝胶。已知的是，如果在那些表面之间产生紧密结合(例如，通过施加不太实际的很高的压力)，则超声信号可在没有耦合介质的两个表面之间传递。

令人惊讶的是，根据本发明的超声换能器可直接地耦合至待借助于换能器检查的物体，其中压电陶瓷元件在施加有限且实际的压力的同时与物体的外表面直接接触。其示出了压电陶瓷元件和物体的外表面之间的超声耦合可足以借助于超声换能器执行所需的测量。换能器现在可在压力下耐久地连接到物体上以用于耐久地检查物体。尽管在压电陶瓷元件和物体表面之间存在干耦合，但该联接对于获得可靠的测试结果而言显得绰绰有余。甚至可能的是，压电陶瓷元件略微开裂，但这显得不相关，因为不需要移动或除去换能器，现在换能器耐久地附接到物体上。

在此测量中，物体自身形成用于压电陶瓷元件的电极。因此，对于根据本发明的换能器的应用，优选成立的是，物体或至少物体表面是导电的。

因此，压电陶瓷元件夹在两个电极之间，其中第一电极由换能器的金属板形成，且第二电极由物体自身形成。绝缘覆盖物提供物体(一方面)和金属板(另一方面)之间所需的电绝缘。

此外，因为电导体导电附接到第二外表面的第一部分和第一外表面的第一部分中的至少一者上，故均匀的压力可施加到金属板上，以便在压电陶瓷元件夹在金属板和物体之间的位置上朝物体的表面压金属板。此位置没有附接的电导体，因为附接的电导体在别处附接到金属板上。根据本发明，金属板可大体上具有大约25-100微米(0.025-0.100mm)的大约厚度的厚度，优选大约50微米(0.050mm)。根据本发明，压电陶瓷元件可大体上具有50-500微米(0.050-0.500mm)的厚度，优选75-125微米(0.075-0.125mm)的厚度。例如，所得的频率可为大约5mhz。

优选成立的是，绝缘覆盖物还覆盖第二外表面的至少第二部分，其中第二外表面的第一部分和第二部分不重叠彼此且一起形成第二外表面，且其中优选地，包绕第二外表面的第二部分的第二外表面的一部分也由覆盖物覆盖，且/或其中优选地，第二外表面的第一部分的一部分也由覆盖物覆盖。在优选实施例中，如果第一电导体附接到第二外表面上，则包绕第二外表面的第二部分和由覆盖物覆盖的第二外表面的部分优选不覆盖整个第二外表面。因此，优选成立的是，如果第一电导体附接到第二外表面的第一部分上，则第二外表面在其中第一电导体附接到第二外表面上的位置处不由绝缘覆盖物覆盖。

优选成立的是，绝缘覆盖物延伸到压电陶瓷元件的周向边缘，但不大致覆盖压电陶瓷元件的周向边缘。以此方式，确保了压电陶瓷元件可与物体表面直接接触，且不由绝缘覆盖物'升高'。同时，绝缘覆盖物和压电陶瓷元件的周向边缘之间的间隙将优选最小化，以防止直接在压电陶瓷元件(的边缘)附近的第一外表面可与待借助于超声检查的物体的表面接触。请注意，压电陶瓷的厚度优选大致大于绝缘覆盖物的厚度，这有助于防止直接在压电陶瓷元件(的边缘)附近的第一外表面可与物体表面接触。可选地，适合的密封剂可用于填充间隙。

备选地，尤其如果绝缘覆盖物很薄，则优选成立的是，绝缘覆盖物还覆盖压电陶瓷元件的周向边缘。以此方式，确保了也直接在压电陶瓷元件(的边缘)附近的第一外表面由绝缘覆盖物良好覆盖。

根据特殊实施例，成立的是，换能器还包括与第一金属板电隔离的金属电极，其中金属电极的外表面和第一金属板的第一外表面位于至少大致相同的平坦平面中。在该实施例中，在使用中，压电陶瓷元件压在待检查的物体的表面上，其中同时，金属电极压在待检查的物体的表面上。在该情况下，优选成立的是，换能器包括与金属电极导电连接的第二电导体，诸如传导线。

根据本发明的换能器区块特征在于，其包括具有顶侧和底侧的壳体，以及如上文论述的类型的换能器，其中换能器的第二外侧的至少一部分附接到壳体的底侧的第一部分上，使得壳体的底侧的第一部分和换能器的第二外表面的部分面对彼此。换能器区块可用于将超声发射到待检查的物体中，且/或用于从待检查的物体接收超声。因为换能器区块设有壳体，故附接到壳体上的换能器可通过朝物体压壳体来容易地附接到待检查的物体上，例如，借助于包绕待检查的物体且将换能器区块且从而压电元件夹紧到待检查的物体的表面上的条。壳体便于压电元件上的夹紧力在压电元件的表面上均匀散布。

优选成立的是，金属电极由不由换能器的第二外表面覆盖的壳体的底侧的第二部分形成。因此，对于根据本发明的换能器区块的应用，优选成立的是，物体或至少物体表面导电。还优选成立的是，壳体包括从壳体的顶侧朝换能器延伸的开孔，其中至少第一电导体延伸穿过开孔。可选地，诸如传导线的第二电导体(如果存在)也附接到金属电极上且延伸穿过开孔。以此方式，电导体不可干扰待检查的物体。

优选成立的是，开孔在换能器区块的底侧处的开孔的端部附近包括加宽部分。加宽部分可用于保持导电附接到换能器的第二外表面上的第一电导体的部分。例如，附接可借助于钎焊获得，使得存在用于钎焊所需材料的足够空间。

优选成立的是，换能器区块在壳体的顶侧处设有电连接器，其中第一电导体和第二电导体导电连接到连接器(且优选端部)上。连接器可为公知的标准连接器。

根据换能器区块由此容易制造的实施例，成立的是，覆盖换能器的第二外表面的部分的绝缘覆盖物的部分附接至且覆盖壳体的底侧的第一部分，其中优选地，覆盖物的该部分延伸至且覆盖壳体的侧壁。类似地，优选成立的是，覆盖换能器的第一外表面的第一部分的绝缘覆盖物的一部分延伸至且覆盖壳体的侧壁。

根据优选实施例，还成立的是，壳体的顶侧设有在壳体的整个宽度上延伸的凹部，条(诸如金属条带)可容纳在凹部中，以用于将换能器区块附接到物体上，使得压电陶瓷元件位于直接抵靠物体的外表面，优选没有任何中间介质，使得压电陶瓷元件和物体的表面之间存在干耦合，其中条围绕物体的圆周延伸。以此方式，换能器区块可借助于条来容易地附接到待检查的物体上，该条围绕物体夹紧。

本发明还涉及一种用于将如上文描述类型的单个换能器区块或多个换能器区块附接到待检查的物体上的方法。该方法包括以下步骤：

a.将各个独立换能器区块附接到独立定位区块上，使得对于换能器区块和定位区块的各个组件而言成立的是，压电陶瓷元件的外表面位于定位区块的底表面上方；

b.在步骤a之后，对于各个组件，将组件的定位区块的底部定位在物体的表面处，其中组件的定位区块以一种方式附接到物体上，使得组件的换能器区块在物体表面上方的其期望位置，而不接触物体的表面，其中组件的换能器区块的壳体的底侧面对物体的表面；

c.在步骤b之后，对于各个组件，优选通过将组件的换能器区块相对于组件的定位区块朝表面移动来将组件的换能器区块附接到待检查的物体上，使得组件的换能器区块的压电陶瓷元件位于抵靠待检查的物体的表面，优选没有任何中间介质，使得组件的换能器的压电陶瓷元件和物体的表面之间存在干耦合；

d.在步骤c之后，对于各个组件，除去定位区块，同时保持相关联的换能器区块附接到物体上。

本发明还涉及一种用于将如上文描述类型的单个换能器区块或多个换能器区块附接到待检查的物体上的备选方法。该方法包括以下步骤：

e.对于各个换能器区块，将定位区块的底部定位在物体的表面处，其中定位区块以一种方式附接到物体上，使得步骤f中的各个换能器区块的所得位置将处于物体表面上方的其期望位置；

f.将各个独立换能器区块附接到独立定位区块上，使得对于附接到彼此上的换能器区块和定位区块的各个组件而言成立的是，压电陶瓷元件的外表面暂时位于定位区块的底表面上方；

g.在步骤f之后，对于各个组件，优选通过将组件的换能器区块相对于组件的定位区块朝表面移动来将组件的换能器区块附接到待检查的物体上，使得组件的换能器区块的压电陶瓷元件位于抵靠待检查的物体的表面，优选没有任何中间介质，使得组件的换能器的压电陶瓷元件和物体的表面之间存在干耦合；

h.在步骤g之后，对于各个组件，除去相关联的定位区块，同时保持换能器区块附接到物体上。

以这两种方式，将独立换能器定位在待检查的物体上可借助于定位该定位区块来执行，其中无论如何避免了压电陶瓷元件在物体上的定位区块朝相关联的换能器区块的期望位置转移期间与物体的表面接触的风险。该定位在步骤b或e中执行，且因此可在没有压电元件受损的风险下执行。优选成立的是，在步骤b或e中，定位区块借助于围绕物体的圆周延伸的条(诸如金属条带)附接到物体上，且/或其中在步骤c或g中，换能器区块借助于围绕物体的圆周延伸的条(诸如金属条带)附接到物体上。

本发明还涉及一种包括如上文论述的换能器和定位区块的组件，其中换能器区块和定位区块可拆卸地连接到彼此上，其中压电陶瓷元件的外表面位于在换能器区块附近的定位区块的底表面的上部分上方，且其中换能器区块和定位区块可在垂直于壳体的底侧的方向上相对于彼此移动。

优选成立的是，定位区块在定位区块的顶侧处设有在定位区块的整个宽度上延伸的凹部，以用于容纳条。

附图说明

现在将借助于附图描述本发明，在附图中：

图1a示出了根据本发明的换能器在图1c中的箭头p的方向上的视图；

图1b示出了根据图1a的换能器在图1c中的箭头p'的方向上的视图；

图1c示出了图1a的换能器在图1a的箭头p''的方向上的侧视图；

图1d示出了图1a的换能器的设有附接到板上的压电陶瓷元件的金属板；

图1e示出了设有金属电极且在使用中的图1a的换能器；

图1f示出了在没有覆盖物32a、32b的情况下使用图1c的换能器；

图2示出了根据本发明的换能器区块的可能的实施例；

图3a示出了图2的换能器区块的制造过程的第一步骤期间的图2的换能器区块的壳体；

图3b.1示出了用于制造图2的换能器区块的过程的第二步骤；

图3b.2示出了在图3b.1中的箭头p的方向上的如图3b.1中所示的中间产物的视图；

图3c示出了用于制造图2的换能器区块的过程的第三步骤；

图3d示出了用于制造图2的换能器区块的过程的第四步骤；

图3e示出了根据本发明的换能器区块的备选实施例；

图4示出了包括换能器区块和定位区块的根据本发明的组件；

图5示出了管形式的物体，由此根据本发明的换能器区块使用根据图4的组件依照根据本发明的方法附接到管上；

图6示出了管形式的物体，由此根据本发明的换能器区块使用根据图4的组件依照根据本发明的备选方法附接到管上；且

图7示出了设有备选连接器的图3d的换能器区块。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的实施例的柔性超声换能器1。换能器1包括柔性金属板2。根据本发明，金属板可大体上具有大约50微米(0.050mm)的厚度。优选地，厚度为大约25-100微米(0.025-0.100mm)，然而，该厚度不是很关键。

在该实施例中，换能器还设有附接在板上的压电陶瓷元件4。例如，陶瓷元件可借助于溶胶凝胶涂布过程(诸如，例如从ep0815285a1已知)施加到金属板的第一外表面8上。根据本发明，压电陶瓷元件可大体上具有50-500微米(0.050-0.500mm)的厚度，优选75-125微米(0.075-0.125mm)的厚度。

第一外表面8和压电陶瓷元件4的尺寸使得第一外表面8的第一部分10不由压电陶瓷元件覆盖。在该示例中，第一部分10由第一外表面减去由元件4覆盖的第一外表面的该部分形成，如图1a中所示，该覆盖的部分由元件4的边缘6良好限定。

如图1b中所示，金属板还设有第二外表面12，其中第一外表面8和第二外表面12位于彼此相对。电导体15(诸如传导线)导电附接到第二外表面的第一部分14上。第二外表面的第一部分14和第一外表面8的第一部分10位于彼此相对，且在金属板2在其中延伸的平面16(见图1d，其实际上是中间产物，因为绝缘覆盖物不存在)中具有大约相同的尺寸和位置。在图1b中，第二表面的第一部分14具有边界，其由线6'(一方面)和金属板的周向边缘18(另一方面)形成。请注意，边界6'与压电元件的外边缘6对应，使得外边缘6和边界6'具有相同的尺寸。

在该示例中，柔性超声换能器还设有具有覆盖第一外表面8的第一部分10的部分21的绝缘覆盖物20，该部分20在图1a中示出。

如图1f中所示，直到这点已经描述的换能器可容易地附接到待检查的物体24的表面22上。因为电导体15在第二外表面的第一部分14上导电附接到第二外表面12上，故压力可如由图1f中的箭头f指示的那样容易地施加到金属板2上，以便使压电元件4压物体24的表面22上。由箭头f指示的压力可施加到位于边界6'内的第二外表面12的第二部分26上，因为第一导体在别处附接到第二外表面上。如图1f中所示，第一电导体15延伸至本领域中公知的接收器和发射器30。第二电导体33从接收器和发射器30延伸至金属物体24。在换能器1的此种应用中，压电元件4夹在金属板2(一方面)和物体24的表面22(另一方面)之间，使得物体24的表面22(一方面)和金属板2(另一方面)可各自形成电极，陶瓷元件4夹在电极之间。换能器可耐久地附接到表面22上。压电元件位于与表面22直接接触，而不在介质(诸如凝胶)之间。根据换能器的特殊实施例，覆盖第一外表面8的绝缘覆盖物的部分例如借助于胶附接到第一外表面8上。根据特殊实施例，绝缘覆盖物20也覆盖第二外表面的至少第二部分26。绝缘覆盖物的该部分在图1b中以参照标号32a指示。在该实施例中，包绕第二外表面12的第二部分26的第二外表面的一部分也由绝缘覆盖物的部分32b覆盖。该部分32b不覆盖第二外表面的三角形形状的部分34(电导体15导电附接到其上)。后一部分由参照标号34指示。这意味着绝缘覆盖物的部分32a和32b实际上覆盖除在该示例中具有三角形形状且电导体15例如由钎焊或胶合附接到其上的第二外表面的部分34外的第二外表面12的整个区域。在该示例中，部分32a和32b可由一个整体结合的覆盖物件形成。组合的部分32a和32b具有三角形形状，且如指示的那样，可与彼此整体结合。还成立的是，第一电导体导电附接到第二外表面的第一部分上，其中第二外表面在第一电导体导电附接到第二外表面上的位置(三角形部分34)不由绝缘层覆盖。要注意的是，如图1f中所示的实施例也可设有绝缘覆盖物的部分32a、32b。这提供了针对天气和或许接触换能器的人手的影响的额外保护。然而，在图1f的示例中，除去了覆盖物的部分32a、32b。

在该示例中，绝缘覆盖物还可覆盖压电陶瓷元件的周向边缘区域36(这是边缘6和虚线35之间的区域)。上文论述的绝缘覆盖物和其所有部分是柔性的，且可包括平坦带，诸如聚酰胺膜带。更具体而言，大体上可成立的是，绝缘覆盖物是柔性的，且由平坦带(诸如聚酰胺膜带)制成。带可借助于胶附接到金属板上。在本实施例中，绝缘覆盖物不大致覆盖压电陶瓷元件的周向边缘区域36，其中绝缘覆盖物的边缘37在压电陶瓷元件的边缘6附近，且其中可选地密封剂提供成填充绝缘覆盖物的边缘37(一方面)和压电陶瓷元件的边缘6(另一方面)之间的可能的间隙。

根据特殊实施例(见图1e)，换能器还包括金属电极40，其与第一金属板电隔离。在该示例中，金属电极40和金属板2附接到平坦刚性板42上。如果绝缘覆盖物的绝缘部分32a和32b的部分在金属板2与板42之间延伸，则该平坦刚性板42可来自金属。然而，还有可能的是从绝缘覆盖物除去部分32a和32b，其中板42直接地附接到金属板2上。然而，在该情况下，板42应当由绝缘材料(诸如塑料)制成。如图1e中所示，第二电极还以一种方式附接到板42上，使得金属电极的外表面44和第一金属板的第一外表面8位于至少大致相同平坦平面46中，如图1e中所示的那样(因为覆盖物20的部分21和元件4相对较薄，故这意味着元件4的外表面和外表面44位于至少大致相同的平坦平面46中)。平面46可由待检查的物体的表面形成，其中金属电极40借助于第二电导体33导电连接到接收器和发射器30上。

如图1e中所示，金属电极40与物体24的外表面22导电连接。结果又是压电元件4夹在金属板2(一方面)和表面22(另一方面)之间，其中的每一个形成导电连接到压电元件4上的电极，由此金属板2和表面22各自导电连接到接收器和发射器30上。

基于图1a-1c所论述的换能器的类型还可与壳体组合使用，以便形成换能器区块。图2中示出了此换能器区块。在图2中，如针对图1a-1c所论述的换能器1附接到壳体52的底侧50上。壳体52由金属制成。壳体52设有开孔54，电导体15延伸穿过开孔54，且电导体15附接到第二外表面的部分34上。开孔在换能器区块的底侧处的开孔的端部附近包括加宽部分55。不由绝缘覆盖物覆盖的第二外表面的至少一部分(部分34)在开孔的加宽部分上延伸。从而存在用于钎焊材料37的足够空间，电导体借助于钎焊材料37附接到部分34上。

区块在壳体的顶侧58处设有电连接器56。电导体15在其自由端部中的一者附近导电附接(因此导电连接)到该连接器56上。此外，换能器区块49还设有第二电导体33(诸如传导线)，其一方面导电连接到壳体区块上，且另一方面与连接器56导电连接。在实际实施例中，连接器56设有导电核心59，其中导体15与传导核心导电连接。连接器还可包括导电柱57，其与第二导体33导电连接。

不由换能器的第二外表面覆盖的壳体的底侧的第二部分62形成电极。电极包括两个金属球40，其可克服弹簧力而向内推入壳体中。在本申请的语境内，弹簧加载的球形成的壳体的底侧的一部分。

换能器的第二外表面的至少第二部分26附接到壳体的底侧上。在该示例中，除第二外表面的部分34外的换能器的第二外表面的第一部分14也附接到壳体的底侧上。

为了提供关于如2中所示的换能器区块的其他细节，将展示换能器区块可如何基于图3a-3d制造。

在图3a中，示出了如图2中指示的壳体的截面视图。在图3a-3d中，与如之前的图中所示的部分对应的部分已经提供有相同的参照标号。

壳体12由金属制成。作为该示例中的第一步骤a，云母材料的矩形板70定位在壳体的底侧50上，以作为隔音层来减少超声信号传递到壳体中。板70的尺寸为大约12mm×12mm，且从而板略大于压电元件的尺寸(8mm×8mm)。云母板70在第二步骤(见图3b.1)中借助于绝缘覆盖物72附接到底侧50上。图3b.2中示出了在图3b.1中的箭头p的方向上的壳体的视图。

在该示例中，绝缘覆盖物72为聚酰胺粘合膜带。粘合带利用其粘合侧附接到底侧50的第一部分60上。图3b.2中示出了该第一部分60。绝缘覆盖物72覆盖整个第一部分60，其中它还覆盖云母板70。绝缘覆盖物72还可延伸至壳体的侧壁74.1-74.3，且可附接到那些侧壁上。在本实施例中，不是此情况。

在下一个步骤中，如图3c中所示，压电陶瓷元件4已经附接到其上的金属板2(因此图1d中所示的组件)定位在绝缘覆盖物72上。压电陶瓷元件4和云母板70位于金属板的相对侧上。电导体15已经导电附接到金属板2上，且延伸穿过开孔54。第二外表面的部分34不由绝缘覆盖物72覆盖，且在开孔54的加宽部分55上延伸。云母板70可选且在所有实施例中可除去。在该情况下，绝缘覆盖物72保持将壳体12与具有压电陶瓷元件4的金属板2电隔离。

在下一个步骤中，绝缘覆盖物76完全附接在第一外表面8和压电元件4上，其中绝缘覆盖物76还延伸且折叠在侧壁74.1、74.2、74.3上。绝缘覆盖物76又是粘合带，其中其胶合侧附接到第一外表面8和侧壁74.1、74.2和74.3上。在下一个步骤中，绝缘覆盖物76的部分在绝缘覆盖物76覆盖压电元件4的位置上除去。因此，在该情况下，如图3d中所示，压电元件4不再由绝缘覆盖物76覆盖。

图3d中还示出的是，连接器56安装到壳体52中，其中电导体15的自由端部导电附接到连接器(的部分)上。此外，壳体52还借助于电导体33与连接器56导电连接。如图3d中所示，壳体还设有在壳体的整个宽度上延伸的凹部78，其中条90(诸如金属条带)可容纳在凹部中以用于将换能器区块附接到物体上，使得压电陶瓷元件位于直接抵靠物体的外表面，优选没有中间介质，使得压电陶瓷元件和物体的表面之间存在干耦合，其中条围绕物体的圆周延伸。这将随后借助于图5更详细地论述。可选地，换能器区块壳体的顶侧设有不规则或带凹槽的表面(以图3d中的虚线77示出)，以减少可干扰超声测量的内部超声反射。

将清楚的是，绝缘覆盖物76与图1a的绝缘覆盖物20的部分21对应。还将清楚的是，如图1b中所示，绝缘覆盖物72与绝缘覆盖物的部分32a和32b对应。将清楚的是，对于如图3d中所示且还如图2中所示的换能器区块而言成立的是，换能器的第二外侧的至少一部分附接到壳体的底侧的第一部分60上，使得壳体的底侧的第一部分和换能器的第二外表面的部分面对彼此。换能器区块包括金属电极20，其中电极由壳体的底侧的第二部分62形成，其不由换能器的第二外表面覆盖。要注意的是，底部的该第二部分包括如上文论述的弹簧加载的球40。

要注意的是，绝缘覆盖物76不大致覆盖如上文论述的压电元件4的周向边缘区域。要注意的是，在备选实施例中，绝缘覆盖物76不大致覆盖压电元件4的周向边缘区域。再次，可选地，密封剂可提供成填充绝缘覆盖物的边缘37(一方面)和压电陶瓷元件的边缘6(另一方面)之间的可能的间隙，其中绝缘覆盖物的边缘37在压电陶瓷元件的边缘6附近。

还成立的是，附接到壳体的底侧上的换能器的第二外表面的至少一部分由绝缘覆盖物覆盖，在该示例中是绝缘覆盖物72。还成立的是，不由绝缘覆盖物覆盖的换能器的第二外表面的至少一部分在开孔54的加宽部分55上部分地延伸。该部分由参照标号34指示。在备选实施例中，第一电导体15可导电附接到第一外表面8的一部分34'上，该部分延伸至加宽部分55上方的位置(且位于与部分34相对)。在该情况下，金属板可在壳体中朝加宽部分55向内弯曲。该备选方案在图3e中示出。对于图3e的实施例而言还成立的是，覆盖换能器的第二外表面12的部分的绝缘覆盖物72的部分附接到且覆盖壳体的底侧的第一部分60，其中如论述的那样，覆盖物的该部分可能或优选延伸至且覆盖壳体的侧壁。还成立的是，形成电极的壳体的底侧的第一部分60和壳体的底侧的第二部分62不重叠彼此，且一起形成壳体的底侧。

还成立的是，覆盖第一外表面8的第一部分10的绝缘覆盖物的部分76延伸至且覆盖壳体的侧壁74.1-74.3的部分。要注意的是，在论述的实施例中，第一导体还可经由壳体外的绝缘覆盖物76中的孔从部分34或34'延伸到连接器56。同样，备选地，第二导体可导电附接到壳体的外侧上(且从而导电连接到金属电极上)，且从壳体的外侧延伸至连接器。

在备选实施例(见图7)中，连接器作为整体突入开孔54中。传导核心59用作电导体15，其中传导核心59的下端部直接导电连接到部分34上。在图7的实施例中，连接器56的外表面63是导电的，且与换能器区块49且从而与球40直接导电接触，而不需要第二电导体33的存在。在该实施例中，连接器的外表面63与内核心59电隔离。在论述的实施例中，导体56位于壳体的顶侧上。然而，连接器也可位于壳体的侧上。

图4示出了针对图2和3论述的类型的换能器区块的组件。该组件还包括定位区块80。定位区块80设有凹部82，其可容纳换能器区块49的壳体的一部分，使得换能器区块49可在垂直于换能器区块的壳体的底侧的方向n上向上和向下移动。压电陶瓷元件的外表面因此可在一个位置操纵，使得其位于定位区块的底表面的上部分上方。在该情况下，定位区块的底表面略微弯曲，且底表面的上部分实际上位于线l上，如图4中所示。线l和压电陶瓷元件的外表面之间的距离在图4中以d指示。定位区块还设有凹部84，其在定位区块的顶侧处在定位区块的整个宽度上延伸，以容纳条86。

借助于该组件，多个换能器区块可附接到物体88的表面87上。在该示例中，物体88采用中空管的形式。如图4中所示的多个组件定位在表面87上，如图5中所示。为了确保定位区块保持其位置，条86定位成使得其围绕物体88的圆周延伸，且位于定位区块的凹部84内。从而，定位区块或多或少保持就位。然而，定位区块可沿物体的表面87略微移动，以用于将换能器区块定位在其期望位置。当定位区块80移动时，换能器区块的压电元件位于物体的表面上方，而不接触物体的表面。因此，因为压电元件在移动定位区块的同时不接触表面87，故这些压电元件可不受损。因此，对于各个组件，组件的定位区块的底部定位在物体的表面上，其中组件的定位区块附接到物体上，其中定位以一种方式使得组件的换能器区块变为在物体的表面上方的其期望位置。组件的换能器区块的壳体的底侧面对且位于抵靠物体的表面。在换能器区块中的每一个处于相对于物体的表面87的其期望位置之后，对于各个组件而言成立的是，换能器区块相对于定位区块在方向n上且朝物体88的表面87移动。以此方式，换能器的第一外表面8将落在表面87上。随后，借助于第二条90，换能器区块牢固地附接到物体88的表面87上。为此，第二条也围绕物体的圆周延伸，且围绕表面延伸的条的部分缩短，使得换能器区块压在表面87上。一旦这完成，则第一条86除去，且随后对于各个组件而言成立的是，定位区块在方向n上远离表面87移动，使得其变为与相关联的换能器区块分开。线现在可连接到换能器区块的连接器中的每一个上，以用于使换能器区块与接收器和发射器连接，来借助于各个换能器区块将超声发射到物体中且接收来自物体的反射。

借助于定位区块，换能器还可以以另一方式附接到物体上。如图4中所示的多个定位区块80定位在表面87上，如图6中所示。为了确保定位区块保持其位置，条86定位成使得其围绕物体88的圆周延伸，且位于定位区块的凹部84内。从而，定位区块或多或少保持就位。然而，如果它们将在其期望位置附接到定位区块上，则定位区块可沿物体的表面87略微移动，以定位换能器区块。当定位区块80移动时，换能器区块的压电元件可不由此移动破坏，因为换能器区块不与定位区块连接。因此，对于各个组件，组件的定位区块的底部定位在物体的表面上，其中组件的定位区块附接到物体上，其中如果换能器区块将附接到定位区块上，则定位以一种方式使得组件的换能器区块变为在物体表面上方的其期望位置。在定位区块中的每一个处于相对于物体的表面87的其期望位置之后，首先成立的是，条86上紧来将定位区块暂时保持在期望位置，且其次对于各个定位区块而言，换能器区块附接到定位区块上。各个定位区块80设有可容纳换能器区块49的壳体的一部分的凹部84，使得换能器区块49可附接定位区块，且可在垂直于换能器区块的壳体的底侧的方向n上向上和向下移动。因此，在将换能器区块附接到定位区块上之后，获得了如图5中所示的多个组件。在图5中，对于附接到彼此上的换能器区块和定位区块的各个组件而言成立的是，压电陶瓷元件的外表面暂时位于定位区块的底表面上方。现在对于各个组件而言成立的是，换能器区块相对于定位区块沿方向n且朝物体88的表面87移动。以此方式，换能器的第一外表面8将落在表面87上。随后，借助于第二条90，换能器区块牢固地附接到物体88的表面87上。为此，第二条也围绕物体的圆周延伸，且围绕表面延伸的条的部分缩短，使得换能器区块压在表面87上。一旦这完成，则除去第一条86，且随后对于各个组件而言成立的是，定位区块在方向n上远离表面87移动，使得其变为与相关联的换能器区块分开。线现在可连接到换能器区块的连接器中的每一个上，以用于使换能器区块与接收器和发射器连接，来将超声发射到物体中且接收来自物体的反射。要注意的是，还有可能的是，在步骤f中，对于各个定位区块而言成立的是，在将换能器区块附接到定位区块之后，第一外表面8将立即与物体的表面接触，其中换能器区块处于其期望位置。这可通过卡扣配合连接来布置，这允许了换能器区块通过使换能器区块沿物体的表面侧向移动到定位区块来与定位区块连接，其中卡扣配合连接将换能器区块拉入其期望的最终位置。要注意的是，换能器区块的压电元件干耦合至表面87。换能器区块现在耐久地附接到物体88上以耐久地检查物体。同样，换能器区块现在耐久地压到物体88的表面87来耐久地检查物体。尽管在压电陶瓷元件和表面87之间存在干耦合，但该联接对于获得可靠的测试结果而言显得绰绰有余。甚至可能的是压电陶瓷元件略微开裂，但这显得不相关，因为不需要移动或除去换能器，换能器现在耐久地附接。云母板70提供压电陶瓷元件4的略微柔性的支撑。因此，当换能器区块压在表面87上时，云母区块70可略微受挤压，从而提供实心壳体(一方面)和压电元件(另一方面)之间的一些柔性，使得可获得最佳的干耦合。