所述基层匹配部耦合并且具有适合于与所述 测试介质接触的暴露面，所述最后匹配部包含设置在低阻抗层上以形成所述暴露面的至少 部分的防护屏蔽层。
2. 根据权利要求1所述的装置，其中所述第一声学转换器的所述低阻抗层与所述基层 匹配部的第二表面接触，所述基层匹配部的第二表面与所述基层匹配部的第一表面相反。
3. 根据权利要求1所述的装置，其中所述声学元件是声学发射器并且所述第一声学转 换器构造成将所述声能量脉冲传递入所述测试介质。
4. 根据权利要求3所述的装置，还包括： 第二声学转换器，所述第二声学转换器可操作地与所述室的第二侧耦合并且构造成接 收经过所述测试介质所传递的声能量脉冲；及 声学传感器，所述声学传感器可操作地与所述第二声学转换器耦合， 其中所述第二声学转换器包括： 具有与所述声学传感器接触的第一表面的基层匹配部；及 可操作地与所述第二声学转换器的所述基层匹配部耦合并且具有适合于与所述测试 介质接触的暴露面的最后匹配部，其包括设置在低阻抗层上以形成所述暴露面的至少部分 的防护屏蔽层。
5. 根据权利要求4所述的装置，其中将所述第二声学转换器的所述低阻抗层设置在所 述第二声学转换器的所述基层匹配部的第二表面上，所述第二声学转换器的所述基层匹配 部的所述第二表面与所述第二声学转换器的所述基层匹配部的所述第一表面相反。
6. 根据权利要求5所述的装置，其中所述第二声学转换器设置在所述室的所述第二侧 上，所述室的所述第二侧平行于所述室的所述第一侧。
7. 根据权利要求1所述的装置，其中所述防护屏蔽层的金属是多层的连续的金属层的 复合物。
8. 根据权利要求1所述的装置，其中所述低阻抗层包含聚酰亚胺。
9. 根据权利要求1所述的装置，其中所述声学元件是双向的并且构造成传递声能量和 接收声能量。
10. 根据权利要求1所述的装置，其中所述测试介质是气体。
11. 根据权利要求1所述的装置，其中所述防护屏蔽层包含在25 y m假设厚度中二氧化 碳渗透率小于700mL/m2 ? 24h ? MPa的材料。
12. 根据权利要求11所述的装置，其中所述低阻抗层是聚酰亚胺并且所述防护屏蔽层 包含氟聚合物。
13. 根据权利要求1所述的装置，其中所述低阻抗层具有在0°C至400°C范围内的变化 小于50 %的弹性模量。
14. 根据权利要求1所述的装置，其中所述声学元件由压电陶瓷材料制成。
15. 根据权利要求1所述的装置，其中所述防护屏蔽层包含金属。
16. -种用于保护声学转换器的最后匹配部的方法，所述方法包括： 设定声学转换器的最后匹配部的防护屏蔽层的预定厚度，所述防护屏蔽层由用于暴露 于测试介质的低渗透率材料制成； 确定可操作地与所述声学转换器的最后匹配部耦合的所述声学转换器的基层匹配部 的厚度； 确定用于与所述防护屏蔽层接触的所述声学转换器的最后匹配部的低阻抗层的厚度， 所述低阻抗层的厚度选择成在理论上为所述声学转换器提供具有落在预定频率范围内的 共振频率；及 制作具有所述基层匹配部和所述最后匹配部的所述声学转换器，所述防护屏蔽层具有 所述预定厚度，所述低阻抗层具有所述低阻抗层的厚度，并且所述基层匹配部具有所述基 层匹配部的厚度。
17. 根据权利要求16所述的方法，其中在所述设定防护屏蔽层预定厚度的步骤中所述 防护屏蔽层是金属的。
18. 根据权利要求16所述的方法，其中在所述设定防护屏蔽层预定厚度的步骤中所述 预定厚度为0.05X以下，其中X=C/f。，C是声音在所述防护屏蔽层的材料中的速度，f。 是期望的中心工作频率。
19. 根据权利要求18所述的方法，其中所述防护屏蔽层的所述预定厚度为0. 01X以 下。
20. 根据权利要求16所述的方法，其中在确定所述低阻抗层的厚度的步骤中所述预定 频率范围为0. 75 ? &至1. 25 ?fc，其中fc是期望的中心工作频率。
21. 根据权利要求20所述的方法，其中所述最低预测共振频率近似于0. 8 ?f。并且最 高预测共振频率近似于1. 2 ?f。。
22. 根据权利要求16所述的方法，其中在确定所述低阻抗层的厚度的步骤中所述低阻 抗层是聚酰亚胺。
23. 根据权利要求16所述的方法，其中在设定所述防护屏蔽层预定厚度的步骤中所述 测试介质是气体。
24. 根据权利要求16所述的方法，其中在确定所述基层匹配部的厚度的步骤中所述基 层匹配部与所述声学转换器的最后匹配部物理接触。
25. 根据权利要求16所述的方法，其中所述声学转换器是发射声学转换器。
26. 根据权利要求25所述的方法，还包括： 设定接收声学转换器的最后匹配部的防护屏蔽层的预定厚度，所述接收声学转换器的 防护屏蔽层由用于暴露于所述测试介质的低渗透率材料制成； 确定用于与所述声学转换器的最后匹配部操作地耦合的所述接收声学转换器的基层 匹配部的厚度；及 确定用于与所述接收声学转换器的所述防护屏蔽层接触的所述接收声学转换器的最 后匹配部的低阻抗层的厚度， 其中所述发射声学转换器的低阻抗层的厚度和所述接收声学转换器的低阻抗层的厚 度选择成，在理论上为所述发射声学转换器和所述接收声学转换器两者提供落在预定频率 范围内的共振频率。
27.-种具有包括最后匹配部的声学转换器的声学测量装置，所述最后匹配部包含低 阻抗层和防护屏蔽层，所述防护屏蔽层被布置成与测试介质接触，所述声学转换器是由包 括以下步骤的方法而制备： 提供具有被预定厚度分开的第一表面和第二表面的低阻抗层； 将防护屏蔽层设置在所述低阻抗层的所述第二表面上，所述防护屏蔽层具有预定的厚 度； 提供具有被预定厚度分开的第一表面和第二表面的基层匹配部； 可操作地将所述低阻抗层的第一表面耦合到所述基层匹配部的第二表面；及 将声学传感器和声学驱动器中的一个附接到所述基层匹配部的第一表面。
【专利摘要】一种具有包括低渗透率防护屏蔽层的最后匹配部的声学转换器。防护屏蔽层与测试介质接触。在一个实施例中，防护屏蔽层包括一层或多层的低渗透率层，例如设置在低阻抗层(例如聚酰亚胺)上的金属箔或金属涂层，使得低阻抗层和防护屏蔽层构成声学转换器的最后匹配部。在其它实施例中，防护屏蔽层包氟聚合物。还公开了一种测定用于增强性能的声学转换器的各种层的厚度的方法。
【IPC分类】G01N29-02, G01N29-22
【公开号】CN104781661
【申请号】CN201380057166
【发明人】雷蒙德·C·洛格, 唐·N·西戈塔, 威廉·E·奎因, 玛丽亚·D·费雷拉, 欧文·C·沃特金斯, 张伟
【申请人】维易科仪器有限公司
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2013年8月22日
【公告号】EP2893338A1, US20140060153, WO2014039271A1