CH697622B1 - Dämpfungsmechanismus für einen Ultraschallwandler. - Google Patents
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Abstract
Dämpfungsmechanismus (10) für einen Ultraschallwandler mit einer Wandlerwelle, wobei der Dämpfer aufweist: eine komprimierbare Hülse (16), die an der Welle anbringbar ist, wobei die Hülse schwingungsdämpfendes Material umfasst; ein Gehäuse (14) für die Hülse, die an der Welle anbringbar ist, und ein Komprimierungsgerät (18), das an dem Gehäuse anbringbar ist, zum Komprimieren der Hülse, wobei die Hülse satt an die Welle angrenzt, wenn sie komprimiert ist.
Description
Allgemeiner Stand der Technik [0001] Ultraschalldurchflussmesser weisen typischerweise ein Paar Wandler auf, das einen direkten Kontakt mit dem Prozessfluid herstellt. Diese Art der Durchflussmessergestaltung wird als "benetzte" Anwendung bezeichnet. Jeder Wandler ist auf einem Wandlerhalter angebracht, der an einer Düse oder Durchlassöffnung eines Rohrs oder anderen Durchflusskanals (hierin unter dem Sammelbegriff "Durchflusszelle" bezeichnet) befestigt ist. Durchflussmesser übertragen Ultraschallimpulse in die Durchflusszelle und durch den Durchflussstrom, der durch die Durchflusszelle läuft. Der Durchflussstrom beeinflusst die übertragenen Impulse beispielsweise durch Verändern der Wegzeit der Impulse zwischen einem Sender und einem Empfänger. Durch Messen der Einwirkung auf die empfangenen Impulse kann der Durchflussmesser die Durchflussgeschwindigkeit des Stroms bestimmen. [0002] Ultraschalllaufzeitdurchflussmesser weisen im Allgemeinen Doppelwandler auf, die Ultraschallsignalimpulse sowohl senden als auch empfangen. Die Doppelwandler beinhalten einen vorgeschalteten Wandler und einen nachgeschalteten Wandler, die so positioniert sind, dass sich der Ultraschallimpuls oder -strahl in einem geneigten Winkel bezüglich der Achse der Durchflusszelle befindet. Der vorgeschaltete Wandler sendet ein Ultraschallsignal aus, das sich durch die Durchflusszelle und den Durchflussstrom im Allgemeinen stromabwärts verbreitet. Der Signalimpuls wird vom nachgeschalteten Wandler empfangen. Zudem sendet der nachgeschaltete Wandler einen Ultraschallimpuls stromaufwärts, der vom vorgeschalteten Wandler empfangen wird. Der Durchflussmesser bestimmt die Differenz in der Wegzeit zwischen den Ultraschallimpulsen, die stromabwärts und stromaufwärts laufen. Die Differenz in der Impulswegzeit kann zum Bestimmen der Geschwindigkeit des Durchflussstroms genutzt werden. [0003] Der Wandler empfängt Ultraschallimpulse und erzeugt ein elektrisches Signal, das anzeigt, wann die Impulse empfangen werden. Der Wandler kann nur die Impulse in elektrische Signale umwandeln, die eine Frequenz aufweisen, welche der des übertragenen Impulses ähnelt. Zu den Ultraschallsignalen, die vom empfangenden Wandler empfangen werden, gehören die Impulse, die ursprünglich vom sendenden Wandler gesendet wurden. Zu den empfangenen Signalen gehört auch Ultraschallrauschen, sogenanntes "akustisches Kurzschlussrauschen", das aus unerwünschten, nicht fluid-getragenen Signalen besteht, die eine Frequenz aufweisen, welche innerhalb des Frequenzbereichs liegt, den der Wandler erkennt. Kurzschlussrauschen ergibt sich typischerweise aus Schwingungen, die durch den sendenden Wandler erzeugt und an die Wandlerstütze und/oder Durchflusszelle übermittelt oder damit mechanisch gekoppelt sind. Diese Schwingungen pflanzen sich vom sendenden Wandler über Wandlerwelle, Wandlerhalter, Wandlerdüsen und die Metallwand der Durchflusszelle fort. Diese Schwingungen können dieselbe Frequenz wie die Ultraschallimpulse aufweisen, die durch den Fluiddurchflussstrom übertragen werden. Diese Schwingungen schliessen den Fluiddurchfluss jedoch kurz, indem sie durch die festen Gefüge, die zum Wandler und der Durchflusszellenwand gehören, und nicht durch den Durchflussstrom laufen. Kurzschlussschwingungen, die vom Wandler empfangen werden, tragen zu elektrischem Signalrauschen im Messsystem bei. Kurzschlussrauschen beeinträchtigt das Erzielen hoher Genauigkeit und kann die Daten aus den empfangenen Signalen aus den Ultraschallimpulsen überdecken, die den Durchflussstrom durchlaufen. [0004] Zum Erkennen von Fluiddurchfluss durch ein Rohr nutzen Ultraschalldurchflussmesser typischerweise akustische Wellen oder Schwingungen mit einer Frequenz über 20 KHz (Kilohertz). Diese Durchflussmesser weisen vorzugsweise ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis (SNR, signal-to-noise ratio) von über 20 Dezibel (dB) auf. Ein hohes SNR fördert zuverlässige Signalerkennung, stabile Leistung des Durchflussmessers und genaue Ablesungen des Durchflusses durch den Durchflussmesser. Herkömmliche Ultraschalllaufzeitdurchflussmesser weisen erreichte SNR von über 20 dB für die meisten Flüssigkeitsdurchflussanwendungen und bei einigen Hochdruckgasdurchflussanwendungen auf. Die SNR sind eher niedrig, z.B. unter 10 dB, bei herkömmlichen Ultraschalllaufzeitdurchflussmessern, die Folgendes messen: Niederdruckgasdurchflüsse, z.B. atmosphärische Durchflüsse; Gase mit hohen Durchflussgeschwindigkeiten; Hochtemperaturgasdurchflüsse, die Wandler erfordern, die hohe Temperaturen tolerieren, und Gasdurchflüsse, die Sattdampf mit Kondenswasser enthalten. Dementsprechend besteht seit langem ein Bedarf an Ultraschalllaufzeitdurchflussmessern, die hohe SNR beim Abtasten von Gasdurchflüssen mit niederen Drücken, hohen Gastemperaturen, hohen Gasdurchflussgeschwindigkeiten und Gasdurchflüssen mit Sattdampf aufweisen. Kurzdarstellung der Erfindung [0005] In einer ersten Ausführungsform ist die Erfindung ein Dämpfungsmechanismus für einen Ultraschallwandler mit einer Wandlerwelle, wobei der Dämpfer umfasst: eine komprimierbare Hülse, die an der Welle anbringbar ist, wobei die Hülse schwingungsdämpfendes Material umfasst; ein Gehäuse für die Hülse, die an der Welle anbringbar ist, und ein Komprimierungsgerät, das an dem Gehäuse anbringbar ist, zum Komprimieren der Hülse, wobei die Hülse satt an die Welle angrenzt, wenn sie komprimiert ist. [0006] In einer weiteren Ausführungsform ist die Erfindung ein Dämpfungsmechanismus für einen Ultraschallwandler mit einer Welle, wobei der Dämpfer umfasst: ein zylindrisches Gehäuse mit einer zylindrischen Innenfläche, einem geschlossenen Ende mit einer Öffnung und einem offenen Ende gegenüber dem geschlossenen Ende, wobei die zylindrische Innenfläche dem offenen Ende benachbart ein Schraubgewinde aufweist; mehrere komprimierbare Ringe, die in einem Stapel in der zylindrischen Innenfläche des Gehäuses angeordnet sind, wobei die Ringe koaxial mit dem Gehäuse sind, und einen Schraubverschluss mit einem Schraubgewinde zum Einschrauben in das Schraubgewinde des Gehäuses, wobei ein Ende davon an den Stapel von Ringen in dem Gehäuse angrenzt, und einem Kanal, der koaxial mit dem Gehäuse und den Ringen verläuft, wobei der Verschluss den Stapel von Ringen beim Einschrauben in das Gehäuse komprimiert, wobei die Wandlerwelle durch das Gehäuse, die Ringe und den Verschluss verläuft und sich die Ringe satt an die Welle anpassen, wenn die Ringe in dem Gehäuse komprimiert sind. [0007] In einer weiteren Ausführungsform kann die Erfindung ein Verfahren zur Schwingungsdämpfung in einem Ultraschallinstrument mit einem Ultraschallwandler und einer Wandlerwelle sein, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Festklemmen einer Hülse aus komprimierbarem Material um die Welle und Dämpfen von Ultraschallschwingungen, die durch die Welle laufen, durch Dämpfen der Schwingung mit der Hülse. Kurze Beschreibung der Zeichnungen [0008] <tb>Fig. 1<sep>ist eine auseinandergezogene Ansicht eines Dämpfungsmechanismus der vorliegenden Erfindung. <tb>Fig. 2<sep>ist eine Perspektivansicht der Ausführungsform, die in Fig. 1 gezeigt ist, in einem zusammengebauten Zustand. <tb>Fig. 3<sep>ist eine Seitenansicht einer Durchflusszelle, die teilweise ausgeschnitten ist und ein Paar geräuschverminderte Wandler mit jeweils einem Dämpfungsmechanismus aufweist. Detaillierte Beschreibung der Erfindung [0009] Fig. 1 und 2 zeigen eine auseinandergezogene Ansicht bzw. eine zusammengebaute Ansicht eines Dämpfungsmechanismus 10 unter anderem bestehend aus einer Hülse zum Anbringen an der Welle eines Ultraschallgaswandlers 12. Der Dämpfungsmechanismus beinhaltet ein eigenständiges, zylindrisches Gehäuse 14, einen Stapel von Dämpfungsringen 16 und einen Schraubverschluss 18 zum Halten der Ringe in dem Gehäuse. Der Schraubverschluss passt in ein offenes Ende 20 des Gehäuses, das ein Innengewinde zum Aufnehmen des Schraubverschlusses aufweist. [0010] Das zylindrische Gehäuse 14 weist die zylindrische Wand 22 und ein geschlossenes Ende 24 gegenüber dem offenen Ende mit einer Öffnung 26 zum gleitenden Aufnehmen der Wandlerwelle 28 auf. Die Innenfläche 30 der ringförmigen Wand 22 des Gehäuses kann unter Ausnahme der Gewindefläche, die dem offenen Ende 20 des Gehäuses benachbart ist, eine relativ glatte, zylindrische Fläche sein. Die Wandinnenfläche 30 weist einen konstanten Durchmesser auf, der ungefähr dem Durchmesser der Ringe 16 entspricht oder etwas grösser ist. Die zylindrische Wand 30 sieht eine satte Passung um den Umfang der Ringe 16 vor, wenn die Ringe in dem Gehäuse komprimiert sind. Das zylindrische Gehäuse 14 kann ein Paar flacher Aussenflächen 32 zum Ansetzen eines Schlüssels aufweisen, der zum Anziehen des Schraubverschlusses 18 in dem Gehäuse 14 zur Anwendung kommt. [0011] Der Verschluss 18 kann ein Zylinder mit einer Aussengewindefläche 33 sein, die mit der Innengewindefläche zusammenpasst, welche dem offenen Ende 20 des zylindrischen Gehäuses 14 benachbart ist. Der Verschluss kann ausserdem eine sechseckige Kappe 34 aufweisen, die einem Schlüssel Griff zum Anziehen bietet. Die Tiefe, bis zu der der Verschluss in das Gehäuse 14 geschraubt ist, hängt vom Mass der Kompression ab, die auf die Ringe 16 ausgeübt werden soll. Der Schraubverschluss 18 weist einen axialen Kanal 36 zum gleitenden Aufnehmen der Wandlerwelle auf. [0012] Mehrere Ringe 16, wie etwa sieben, sind in dem zylindrischen Gehäuse gestapelt. Jeder Ring ist ein Kreisring mit einem Durchmesser, der ungefähr dem Innendurchmesser der Innenwand 30 des Gehäuses 14 entspricht. Die Ringe weisen einen Innenkreisdurchmesser auf, der etwas grösser als der Aussendurchmesser der Wandlerwelle ist. Die Ringe sind verformbar und können aus einem Dichtungsmaterial ausgebildet sein, wie etwa einem vorgeformten Stapel von 9000 EVSP Simplified, hergestellt von Garlock aus Palmyra, New York. Die Ringe können auch aus anderen Ventilschaftdichtungsmaterialien, einem Seilmaterial, das spiralförmig in dem Gehäuse angeordnet ist, oder anderen verformbaren Materialien ausgebildet sein, die Hochfrequenzschwingungsabsorbierung und -dämpfung vorsehen. [0013] Der Dämpfungsmechanismus kann ein eigenständiges Gehäuse, einen Schraubverschluss und einen Stapel von Dämpfungsringen 16 umfassen. Die Dämpfungsringe vermindern das Schwingungsrauschen. Die Ringe können ein vorgeformter Stapel von Dichtungsmaterial oder einem Ventilschaftseilmaterial sein, das spiralförmig angeordnet oder geschnitten und in Ringen 16 im Gehäuse 14 ausgebildet ist. Die Ringe 16 dehnen sich, wenn sie axial in dem Gehäuse komprimiert sind, radial nach innen aus und drücken sich um die Wandlerwelle fest. Die Schwingungsrauschverminderung in der Wandlerwelle wird durch die Druckeinwirkung des Dichtungsmaterials auf die Wandlerwelle erreicht. [0014] Wie in Fig. 2 gezeigt, wird der Dämpfungsmechanismus 10 durch Stapeln der Ringe in dem zylindrischen Gehäuse 14 zusammengebaut, so dass die inneren Öffnungen 38 der Ringe mit dem zylindrischen Gehäuse 14 koaxial sind. Die Wandlerwelle ist gleichfalls mit dem Gehäuse koaxial und verläuft durch Gehäuse, Ringe und Verschluss. Die Welle 28 wird in das Gehäuse und durch das Dichtungsmaterial 16 geführt, bevor der Verschluss auf dem Gehäuse angezogen wird. [0015] Wenn sich der Verschluss 18 in das Gehäuse 14 schraubt, komprimiert das Ende 40 des Verschlusses die Ringe 16 in dem Gehäuse. Wenn sich die Ringe komprimieren, dehnen sie sich radial nach innen aus und drücken sich um die Wandlerwelle fest. Stopfbüchsendichtungsmaterial wird herkömmlicherweise um dreissig Prozent (30%) komprimiert. Beim Ausüben einer solchen Kompression auf den Ringstapel beträgt die Länge des komprimierten Stapels von Ringen ungefähr siebzig Prozent (70%) der unkomprimierten Länge des Stapels. Beispielsweise wird ein Ringstapel mit einer unkomprimierten Länge von 2,54 cm (1 in) auf 1,8 cm (0,7 in) komprimiert. Dementsprechend sollte die Länge der Schraubgewinde 33 an den Verschlüssen ausreichend sein, z.B. 1,25 cm (0,5 in), um die gewünschte Komprimierungsmenge auf den Ringstapel auszuüben. [0016] Der Dämpfungsmechanismus 10 kann unter anderem bestehen aus einer eigenständigen Hülse, die an der Wandlerwelle angebracht ist. Der Mechanismus kann von jedem Gefüge ausser der Wandlerwelle unverbunden sein. Bei einem Doppelwandlerdurchflussmesser kann ein Dämpfungsmechanismus 10 an einer oder beiden Wandlerwellen angebracht sein. [0017] Die satte Passung zwischen den Ringen 16 und der Wandlerwelle 28 ermöglicht es, dass die Ringe die Schwingung dämpfen, die die Welle durchläuft. Die Ringe 16 dämpfen die Schwingung, die von einem sendenden Wandler durch die Wandlerwelle 28 zum empfangenden Wandler läuft. Durch Dämpfen von Schwingungen in der Wandlerwelle sind die Schwingungen reduziert, die von der Welle zu den Wänden der Durchflusszelle laufen. Wenn der Dämpfungsmechanismus 10 auf beide Wellen eines Doppelwandlerdurchflussmessers Anwendung findet, dämpft der Mechanismus 10 ein Kurzschlussrauschen, bevor der Durchflusszellenwand dieses Rauschen übertragen wird. Der Mechanismus 10 an einer Welle 28 des empfangenden Wandlers dämpft Schwingungen, die von der Durchflusszellenwand zum empfangenden Wandler laufen. Wenn der Dämpfungsmechanismus 10 nur auf eine Welle Anwendung findet, dämpft er dennoch ein Kurzschlussrauschen - wenn auch in geringerem Masse als bei Vorhandensein von zwei Dämpfungsmechanismen. [0018] Der Dämpfungsmechanismus kann auf Ultraschallgas- und Ultraschallflüssigkeitsdurchflussmesser; Gegenverbreitungsschwingungsdämpfer; andere Ultraschallwandler, die für zerstörungsfreie Prüfungen genutzt werden; Akustikebenenerkennungsinstrumente und andere schwingungsempfindliche Geräte, die in Hochtemperaturanwendungen arbeiten, Anwendung finden. Die Bestandteile des Dämpfungsmechanismus können hohe Temperaturen, wie etwa 260 deg. (500 F) tolerieren. [0019] Fig. 3 zeigt eine Durchflusszelle 42 mit einem zylindrischen Durchflussweg 44, der sich im Inneren der Zelle befindet und Einlass- und Auslassöffnungen 46 an gegenüberliegenden Enden des Durchflusswegs der Durchflusszelle aufweist. Die Durchflusszelle weist ein Paar Wandlerdüsenanbringungen 48 an gegenüberliegenden Seiten des Durchflusswegs 44 auf. Die Düsenanbringungen sind in einem Winkel zum Durchflussweg angeordnet, so dass sich ein vorgeschalteter Wandler 50 stromaufwärtig von einem nachgeschalteten Wandler 52 befindet. Der vorgeschaltete Wandler ist in der Düsenanbringung 48 angebracht gezeigt. Der nachgeschaltete Wandler ist in einer auseinandergezogenen Ansicht gezeigt, um den Wandler 12, den Dämpfungsmechanismus 10 und die Welle 28 besser darzustellen, die in der Düse durch einen Wandlerhalter 54 gehalten sind, der als Endkappe an einem Ende der Düsenanbringung 48 befestigt ist. Eine Dichtungsplatte 56 dient als Abdichtung zwischen dem Wandlerhalter und der Düsenanbringung. [0020] Der Dämpfungsmechanismus 10 ist extern an der Welle des sendenden Wandlers zum Vermindern von Schwingungsrauschen angebracht, das sich an der Wandlerwelle vom Wandlerkopf zum Wandlerhalter 54 verbreitet. Gleicherweise ist der Dämpfungsmechanismus 10 extern an der Welle des empfangenden Wandlers zum Vermindern des Schwingungsrauschens angebracht, das sich an der Wandlerwelle vom Wandlerhalter zum Wandlerkopf verbreitet. [0021] Der Dämpfungsmechanismus 10 ist ein Kurzschlussrauschverminderungsgerät, das z.B. auf einen Ultraschallgaswandler 12 anwendbar ist. Der Mechanismus 10 beinhaltet ein eigenständiges, zylindrisches Gehäuse 14, eine Hülse von Dämpfungsringen 16 und einen Schraubverschluss 18, die alle Innendurchmesser zum Aufnehmen der Wandlerwelle aufweisen. Wenn sich der Schraubverschluss in das zylindrische Gehäuse schraubt, wird die Hülse von Dämpfungsringen 16 komprimiert. Wenn sich die Ringe komprimieren, dehnen sie sich radial nach innen aus und drücken sich um die Wandlerwelle 28 fest. Infolgedessen wird das Schwingungsrauschen in der Wandlerwelle vermindert. Dieses Kurzschlussrauschverminderungsgerät kann auf die Welle des sendenden und/oder empfangenden Wandlers angewendet werden. Zum Erzielen eines optimalen Ergebnisses sollte ein Dämpfungsmechanismus an beiden Wandlerwellen angewendet werden, einer am sendenden Wandler und der andere am empfangenden Wandler. [0022] Ein Paar Dämpfungsmechanismen 10 wurde auf beide Wandlerwellen in einem Ultraschalllaufzeitdurchflussmesser mit Doppelwandler angewendet. Das Vorhandensein des Dämpfungsmechanismus erhöhte das SNR des Durchflussmeters um mehr als 5,3 dB. Insbesondere wies der Durchflussmesser mit Dämpfungsmechanismen 10 ein SNR von 22,5 dB und ein SNR von nur 17,2 dB ohne die Mechanismen auf. Zu den Testbedingungen gehörten ein Gasdurchfluss bei atmosphärischem Druck (101,33 kPa) und Raumtemperatur. Das Erhöhen des SNR um 5,3 dB verdoppelte das Wandlerausgabespannungsverhältnis von Signal zu Rauschen nahezu. [0023] Während die Erfindung in Verbindung mit der Ausführungsform beschrieben wurde, die gegenwärtig als die praktischste und bevorzugte betrachtet wird, versteht es sich, dass die Erfindung nicht auf die offenbarte Ausführungsform beschränkt ist, sondern im Gegenteil damit beabsichtigt ist, verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abzudecken, die im Umfang der beiliegenden Ansprüche enthalten sind.
Claims (10)
1. Dämpfungsmechanismus (10) für einen Ultraschallwandler (12) mit einer Wandlerwelle (28), wobei der Dämpfer umfasst:
eine komprimierbare Hülse (16), die an der Welle anbringbar ist, wobei die Hülse schwingungsdämpfendes Material umfasst;
ein Gehäuse (14) für die Hülse, die an der Welle anbringbar ist, und
ein Komprimierungsgerät (18), das an dem Gehäuse anbringbar ist, zum Komprimieren der Hülse, wobei die Hülse satt an die Welle angrenzt, wenn sie komprimiert ist.
2. Dämpfungsmechanismus nach Anspruch 1, wobei die Hülse aus einem Stapel verformbarer Ringe (16) ausgebildet ist.
3. Dämpfungsmechanismus nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse (14) ein Zylinder mit einer zylindrischen Innenwand (22) mit einem Durchmesser zum Unterbringen der Hülse ist.
4. Dämpfungsmechanismus nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse (14) ein Zylinder mit einem offenen Ende (20) mit einer inneren Schraubfläche ist, und das Komprimierungsgerät ein Schraubverschluss (18) ist, der sich in das offene Ende und die Schraubfläche des Gehäuses schraubt.
5. Dämpfungsmechanismus nach Anspruch 1, wobei das verformbare Material (16) ein Ventilschaftverdichtungsmaterial ist.
6. Dämpfungsmechanismus nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse (14), die komprimierbare Hülse (16) und das Komprimierungsgerät (18) jeweils mit der Welle koaxial sind.
7. Dämpfgungsmechanismus (10) nach Anspruch 1, wobei der Dämpfer umfasst:
ein zylindrisches Gehäuse (14) mit einer zylindrischen Innenfläche (22), einem geschlossenen Ende (24) mit einer Öffnung und einem offenen Ende (20) gegenüber dem geschlossenen Ende, wobei die zylindrische Innenfläche dem offenen Ende benachbart ein Schraubgewinde aufweist;
mehrere komprimierbare Ringe (16), die in einem Stapel in der zylindrischen Innenfläche des Gehäuses angeordnet sind, wobei die Ringe koaxial mit dem Gehäuse sind, und
einen Schraubverschluss (18) mit einem Schraubgewinde zum Einschrauben in das Schraubgewinde des Gehäuses, wobei ein Ende davon an den Stapel von Ringen in dem Gehäuse angrenzt, und einem Kanal, der koaxial mit dem Gehäuse und den Ringen verläuft, wobei der Verschluss den Stapel von Ringen beim Einschrauben in das Gehäuse komprimiert,
wobei die Wandlerwelle (28) durch das Gehäuse, die Ringe und den Verschluss verläuft und sich die Ringe satt an die Welle anpassen, wenn die Ringe in dem Gehäuse komprimiert sind.
8. Dämpfungsmechanismus nach Anspruch 1, wobei die Ringe (16) aus einem Ventilschaftverdichtungsmaterial ausgebildet sind.
9. Dämpfungsmechanismus nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse (14), die Ringe (16), der Verschluss (18) jeweils mit der Welle koaxial sind.
10. Dämpfungsmechanismus nach Anspruch 1, wobei der Verschluss (18) in das Gehäuse einführbar ist, um den Stapel (16) zumindest um dreissig Prozent gegenüber einer unkomprimierten Länge des Stapels zu komprimieren.
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US6047602A (en) * | 1996-10-29 | 2000-04-11 | Panametrics, Inc. | Ultrasonic buffer/waveguide |
JP2001215139A (ja) * | 2000-01-31 | 2001-08-10 | Osaka Gas Co Ltd | 超音波式渦流量計 |
US6349599B1 (en) * | 2000-05-02 | 2002-02-26 | Panametrics, Inc. | Layered ultrasonic coupler |
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