HU220827B1 - Berendezés tartály előre meghatározott töltési szintjének megállapítására és/vagy megfigyelésére - Google Patents

Description

KIVONAT

A találmány tárgya berendezés tartályban lévő töltőanyag töltési szintjének megállapítására és/vagy megfigyelésére töltésiszint-érzékelő (10) segítségével, amely mechanikai rezgőrendszerrel (20) és elektromechanikai átalakító-rendszerrel (30) van ellátva, ahol a töltésiszint-érzékelő (10) a tartályban oly módon van elrendezve, hogy a mechanikai rezgőrendszer (20) a töltőanyag egy meghatározott töltési szintjének elérésekor a töltőanyaggal érintkezésbe kerül, és ahol az átalakítórendszer (30) a mechanikai rezgőrendszerben (20) kisfrekvenciájú rezgéseket geqesztő kisfrekvenciás gerjesztő kapcsolással, valamint egy, az átalakító-rendszer (30) által szolgáltatott villamos jel frekvenciájának és/vagy amplitúdójának kiértékelésével olyan kimeneti jelet szolgáltató kisfrekvenciás kiértékelő kapcsolással van összekötve, amely kimeneti jel jelzi, hogy a mechanikai rezgőrendszer (20) a töltőanyaggal érintkezésben van-e vagy sem, ahol a töltésiszint-érzékelónek (10) egy - a töltőanyag előre meghatározott töltési szintjének elérésekor a töltőanyaggal érintkezésbe kerülő - alkotórésze az alkotórészben nagyfrekvenciájú rugalmas rezgést gerjesztő elektromechanikai átalakító-rendszerrel (30) van összekapcsolva, továbbá olyan nagyfrekvenciás kiértékelő kapcsolás van elrendezve, amely a nagyfrekvenciájú rugalmas rezgés függvényében előállított villamos jel kiértékelésével olyan kimeneti jelet állít elő, amely jelzi, hogy az alkotórész a töltőanyaggal érintkezésben van-e vagy sem.

¹⁰ l ^/

HU 220 827 B1

A leírás terjedelme 14 oldal (ezen belül 5 lap ábra)

HU 220 827 Bl

A találmány tárgya berendezés tartályban lévő töltőanyag töltési szintjének megállapítására és/vagy megfigyelésére töltésiszint-érzékelő segítségével, amely mechanikai rezgőrendszerrel és elektromechanikai átalakító-rendszerrel van ellátva, ahol a töltésiszint-érzékelő a tartályban oly módon van elrendezve, hogy a mechanikai rezgőrendszer a töltőanyag egy meghatározott töltési szintjének elérésekor a töltőanyaggal érintkezésbe kerül, és ahol az átalakító-rendszer a mechanikai rezgőrendszerben kisfrekvenciájú rezgéseket gerjesztő kisfrekvenciás gerjesztő kapcsolással, valamint egy, az átalakító-rendszer által szolgáltatott villamos jel frekvenciájának és/vagy amplitúdójának kiértékelésével olyan kimeneti jelet szolgáltató kisfrekvenciás kiértékelő kapcsolással van összekötve, amely kimeneti jel jelzi, hogy a mechanikai rezgőrendszer a töltőanyaggal érintkezésben van-e vagy sem.

Ilyen jellegű berendezést ismertet például a DE 33 36 991 Al lajstromszámú közzétételi irat. Ezen berendezés esetén a mechanikai rezgőrendszer két rezgőrúdból áll, amelyek távköznyire egymás mellett membránra vannak rögzítve, amelynek pereme becsavarható elemmel van összekapcsolva. Az elektromechanikai átalakító-rendszer gerjesztési átalakítót és vételi átalakítót tartalmaz. Amennyiben a gerjesztési átalakítóra váltakozó feszültség van kapcsolva, a gerjesztési átalakító a membránnak a rezgőrudakkal ellentétes oldalára oly módon hat, hogy a rezgőrudakat egymással ellentétes, hosszirányukra merőleges rezgésekbe hozza és a vételi átalakító a mechanikai rezgőrendszer rezgéseit villamos váltakozó feszültséggé alakítja át. A két átalakító öngerjesztő körben erősítővel van összekötve, úgyhogy a mechanikai rezgőrendszer saját rezonanciafrekvenciával rendelkező rezgésekre van késztetve. A mechanikai rezgőrendszer önrezgési frekvenciája (saját rezonanciafrekvenciája) attól függ, hogy a rezgőrudak levegőben rezegnek-e vagy a tartályban lévő töltőanyagba merültek-e; a saját rezonanciafrekvencia bemerült állapotban kisebb, mint a levegőben való rezgés esetén, viszont mindenkor kisfrekvencia tartományba esik és 1000 Hz alatt van. A kisfrekvenciás kiértékelő kapcsolás az öngerjesztő körben lévő villamos váltakozó feszültség frekvenciáját - amely a mechanikai rezgőrendszer önrezgési frekvenciájával egyezik meg - küszöbértékkel hasonlítja össze és olyan kimeneti jelet szolgáltat, amely jelzi, hogy ez a frekvencia a küszöbérték alatt vagy fölött van-e.

A DE 32 15 040 C2 lajstromszámú szabadalmi leírás tartály töltési szintjének megállapítására és/vagy megfigyelésére olyan berendezést ismertet, amely mechanikai rezgőrendszerrel van ellátva, amelyet cső alakú üreges test képez, amelynek üregében kereszttag van elrendezve, amely két, egymással szemben lévő rögzítési pontban az üreg belső falára van rögzítve. Az átalakítórendszer, amely geijesztési átalakítóval és vételi átalakítóval van ellátva, a kereszttaggal működik együtt, amely sugárirányú rezgésekbe hozható, amelyek a cső alakú üreges test falára kerülnek átvitelre. Ezen mechanikai rezgőrendszer rezgési frekvenciája 20 és 30 kHz közötti tartományban van. A hengeres üreges test külső falának rezgése a töltőanyaggal való érintkezésbe kerülés esetén csillapodik és ennek megfelelően a vételi átalakító által leadott váltakozó feszültség amplitúdója is megváltozik. A kiértékelő kapcsolás ezen váltakozó feszültség amplitúdóját egy küszöbértékkel hasonlítja össze, hogy jelezze, a cső alakú üreges test a töltőanyaggal érintkezésben van-e vagy sem.

Tartály töltési szintjének megállapítására és/vagy megfigyelésére olyan berendezések is ismertek, amelyek nem tartalmaznak önrezgési frekvenciával rezgő mechanikai rezgőrendszert, hanem az előre meghatározott töltési szinten lévő töltőanyag jelenlétét rugalmas hullámok segítségével állapítják meg, amelyeknek frekvenciája az ultrahang frekvenciák tartományába esik. így például az EP 0 409 732 Bl, illetve a megfelelő DE 690 08 955 T2 lajstromszámú leírások folyadék jelzésére szolgáló detektort ismertetnek, amelynek rugalmas hullámok számára függőlegesen elrendezett hullámvezetője van, amelynek alsó vége a megfigyelendő töltési szint magasságában helyezkedik el. A hullámvezető két hengeres tartománnyal rendelkezik, amelyek közül a felső tartomány tömör henger alakú, míg az alsó tartomány, amelynek külső átmérője nagyobb, mint a felső tartományé, tömör henger alakú vagy cső alakú lehet. A hullámvezető felső végén elrendezett átalakító impulzus alakú rugalmas hullámokat sugároz ki, amelyek a hullámvezetőn keresztül az alsó vég felé terjednek. A rugalmas hullámok frekvenciája 75-125 kHz tartományba esik. Amennyiben a hullámvezető alsó vége a folyadékkal nem érintkezik, úgy a kisugárzott hullámvonulat a hullámvezető végén visszaverődik, úgyhogy nagy amplitúdójú visszavert jelként az átalakítóhoz visszatér és az átalakító segítségével megfelelően nagy amplitúdójú villamos vételi jellé alakul át. Amennyiben viszont a hullámvezető alsó vége a folyadékba merül, az átalakító által kisugárzott hullámvonulatot a folyadék abszorbeálja, ami a visszavert jel jelentős gyengítéséhez vezet. A villamos vételijei amplitúdóinak egy küszöbértékkel való összehasonlítása révén így megállapítható, hogy a tartályban lévő folyadék töltési szintje a hullámvezető alsó végének magassága alatt vagy fölött van-e. Mivel a visszavert jel csillapítása annál nagyobb, minél messzebb merül a folyadékba a hullámvezető, a villamos vételi jelnek különböző küszöbértékekkel való összehasonlítása révén az is megállapítható, hogy a töltési szint a hullámvezető alsó tartományának egy bizonyos szakaszán belül milyen magasságban helyezkedik el.

A piacon tehát tartály töltési szintjének mechanikai rezgések segítségével történő megállapítására és/vagy megfigyelésére kisfrekvenciás és nagyfrekvenciás rendszerek is jelen vannak. A kisfrekvenciás mérőrendszerekre jellemző frekvenciák a hallható hang tartományában, 1000 Hz alatt találhatók, míg a nagyfrekvenciás mérőrendszerekre jellemző frekvenciák az ultrahang tartományban 15 kHz fölött helyezkednek el.

Ezen elvek mindegyike előnyökkel és hátrányokkal rendelkezik az érzékelendő töltőanyagtól és az uralkodó környezeti befolyásoktól függően. így például a nagyfrekvenciás mérőrendszereknél gázkibocsátó töltőanyagok, mint például buborékos folyadékok, esetén problé2

HU 220 827 Β1 mák merülhetnek fel, mivel a buborékok a mechanikai rezgőrendszeren a mérőjel erős meghamisításához vezetnek. Ezt a problémát többszörös visszaverődések nagy ráfordítást igénylő kiértékelésével lehet csak megoldani. A kisfrekvenciás mérőrendszerek ezzel szemben a gázt kibocsátó töltőanyagok esetén problémamentesen működnek. Eltérően viselkednek ezen megoldások lerakódásképződés esetén is, lágy lerakódás esetén a kisfrekvenciás mérőrendszerek működése nem megbízható, míg a nagyfrekvenciás mérőrendszereké megbízható, ami kemény lerakódás esetén viszont pont fordítva igaz.

Ezenkívül a kisfrekvenciás mérőrendszereket kisfrekvenciás külső (idegen) vibrációk zavarják, míg a nagyfrekvenciás mérőrendszerekre a nagyfrekvenciás külső vibrációk hatnak zavaróan. A kétfajta mérőrendszert viszont a másik frekvenciatartományba eső külső vibrációk nem befolyásolják.

A találmány révén megoldandó feladat, hogy tartály töltési szintjének megállapítására és/vagy megfigyelésére olyan, költség szempontjából előnyös berendezést hozzunk létre, amely sokoldalúan különböző töltőanyagok töltési szintjének eltérő feltételek mellett történő érzékelésére alkalmazható.

A bevezetőben megadott jellegű berendezésből kiindulva a feladatot a találmány szerint azzal oldjuk meg, hogy a töltésiszint-érzékelőnek egy - a töltőanyag előre meghatározott töltési szintjének elérésekor a töltőanyaggal érintkezésbe kerülő - alkotórésze az alkotórészben nagyfrekvenciájú rugalmas rezgést geqesztő elektromechanikai átalakító-rendszerrel van összekapcsolva, továbbá olyan nagyfrekvenciás kiértékelő kapcsolás van elrendezve, amely a nagyfrekvenciájú rugalmas rezgés függvényében előállított villamos jel kiértékelésével olyan kimeneti jelet állít elő, amely jelzi, hogy az alkotórész a töltőanyaggal érintkezésben van-e vagy sem.

A találmány szerinti berendezés kisfrekvenciás mérőrendszer és nagyfrekvenciás mérőrendszer egyesítésével jött létre, ahol a nagyfrekvenciás mérőrendszerhez a kisfrekvenciás mérőrendszernek egy alkotórészét használjuk fel. Ez a megoldás egyszerű és költségtakarékos és különösen azzal az előnnyel rendelkezik, hogy a kombinált rendszerre vonatkozó beépítési feltételek ugyanazok, mint a kisfrekvenciás rendszerre vonatkozóak, így a kombinált rendszer egyszerű módon cserével egy meglévő kisfrekvenciás rendszer helyett építhető be anélkül, hogy ehhez a tartályon változtatásokat kellene végrehajtani. Mivel az egyes alkalmazási esetekben a két mérőrendszer legalább egyike használható eredményt szolgáltat, a kombinált rendszer segítségével a töltési szint a töltőanyagok és alkalmazási feltételek széles tartományára kiterjedően állapítható meg vagy figyelhető meg. Azokban az esetekben, amelyekben mindkét mérőrendszer használható eredményeket szolgáltat, redundancia áll fenn, amely megnövelt biztonságot eredményez és a két mérőrendszer működésének kölcsönös ellenőrzését teszi lehetővé.

A találmány szerinti berendezésnek egy előnyös kiviteli alakja úgy van kiképezve, hogy az alkotórész rugalmas hullámvezetőként van kiképezve, amelyben a nagyfrekvenciájú rugalmas rezgés rugalmas hullámként terjed, és ahol a kiértékelő kapcsolás a rugalmas hullám futásidejét érzékelő és kiértékelő kapcsolás.

A találmány szerinti berendezésnek egy további kiviteli alakja esetén az elektromechanikai átalakító-rendszer a nagyfrekvenciájú rugalmas rezgés gerjesztésére rövid rezgésimpulzusok előállítására szolgáló geijesztő kapcsolással van összekapcsolva, ahol a kiértékelő kapcsolás egy rezgésimpulzus kisugárzása és egy visszavert impulzusnak az átalakító-rendszer által történő vétele közötti fütásidőt érzékelő kapcsolás.

Előnyös, ha az átalakító-rendszert piezoelektromos átalakító képezi.

Előnyös továbbá, ha a töltésiszint-érzékelőnek a rugalmas hullámvezetőként kiképzett alkotórésze a tartályba nyúló rezgőrúd.

Előnyös még, ha a rezgőrúd üreges csőként van kiképezve.

Célszerű, ha a töltésiszint-érzékelőnek a rugalmas hullámvezetőként kiképzett alkotórésze a mechanikai rezgőrendszer számára hordozóként szolgáló cső alakú elem, amely a tartályba nyúlik.

Célszerű továbbá, ha a rugalmas hullámvezető a házban függőlegesen van elrendezve, ahol a nagyfrekvenciás kiértékelő kapcsolás a rugalmas hullámok futásidejének mérésével a hullámvezető töltőanyagba bemerülő részének a hosszát meghatározó kapcsolás.

Célszerű még, ha a nagyfrekvenciás kiértékelő kapcsolás a töltésiszint-érzékelő alkotórésze nagyfrekvenciájú rugalmas rezgésének frekvenciáját kiértékelő kapcsolás.

Előnyös, ha a mechanikai rezgőrendszer membránt, valamint két, egyik végükkel a membránra rögzített rezgőrudat tartalmaz, ahol a töltésiszint-érzékelőnek a nagyfrekvenciájú rugalmas rezgésbe hozott alkotórészét a membránnak a rezgőrudak rögzítési pontjai közötti szakasza képezi.

Előnyös még, ha a membránra ható közös elektromechanikai átalakítórendszer felváltva a mechanikai rezgőrendszer kisfrekvenciájú önrezonancia rezgését és a membránszakasz nagyfrekvenciájú rugalmas rezgését gerjesztően van működtetve.

A találmány további jellemzőit és előnyeit az alábbiakban előnyös kiviteli példáknak rajz segítségével történő ismertetésével mutatjuk be, ahol a rajzon az

1. ábrán a találmány szerinti berendezésnek egy első kiviteli alakja szerint kialakított, tartály töltési szintjének megállapítására és/vagy megfigyelésére szolgáló berendezés metszete, a

2. ábrán az 1. ábra szerinti berendezéshez való gerjesztő és kiértékelő kapcsolás rajza, a

3. ábrán az 1. ábra szerinti berendezésben alkalmazott ultrahang-átalakító perspektivikus nézete, a

4. ábrán az 1. ábra szerinti berendezéshez való, az ultrahang-átalakítót tartalmazó rezgőrúd keresztmetszeti nézete, az

5. ábrán az 1. ábra szerinti berendezésben alkalmazható rugalmas rezgés vázlatos képe, a

HU 220 827 Bl

6. ábrán az 1. ábra szerinti berendezésnek egy másik alkalmazása, a

7. ábrán a találmány szerinti berendezésnek egy második kiviteli alakja, a

8. ábrán a 7. ábra szerinti berendezésben alkalmazható piezoelektromos átalakító, és a

9. ábrán a találmány szerinti berendezésnek egy harmadik kiviteli alakja látható.

Az 1. ábrán bemutatott, tartály töltési szintjének megállapítására és/vagy megfigyelésére szolgáló 10 töltésiszint-érzékelő cső alakú 12 házzal van ellátva, amely a tartály 14 falában kiképzett nyílásban a megfigyelendő töltési szint magasságában van rögzítve. A 12 háznak a tartály belseje felé mutató vége mechanikai 20 rezgőrendszert hordoz. A mechanikai 20 rezgőrendszer a bemutatott példa esetén 22 membránból, amely kerületi pereme mentén a cső alakú 12 ház peremével van összekapcsolva, valamint két 24, 25 rezgőrúdból áll, amelyeknek egyik vége mindenkor a 22 membránra van rögzítve, és amelyek egymással párhuzamosan a 22 membrán felől a tartály belsejébe nyúlóan helyezkednek el. Mindegyik 24, 25 rezgőrúdon két, egymással szemben lévő lapos 26 lapát van elrendezve, amelyek a rezgőrúd szabad végétől annak hossza egy részére terjednek ki és azon síkra merőlegesen helyezkednek el, amely sík a két 24, 25 rezgőrúd tengelyeit magába foglalja. Ezen lapátok közül az 1. ábrán a 25 rezgőrúd két 26 lapátjának csak egyike látható, míg a 4. ábrán a 24 rezgőrúd mindkét 26 lapátja felismerhető.

A 22 membránnak a tartállyal ellenkező oldala elektromechanikai 30 átalakító-rendszerrel van összekötve, amely úgy van kiképezve, hogy a mechanikai 20 rezgőrendszert önrezonancia frekvenciájú rezgésekre késztethesse. Erre a célra az elektromechanikai 30 átalakítórendszer előnyösen gerjesztési elektromechanikai 31 átalakítót, valamint vételi elektromechanikai 32 átalakítót tartalmaz. Mind a két elektromechanikai 31, 32 átalakító úgy van kiképezve, hogy bevezetett villamos váltakozó jelet (váltakozó feszültség vagy váltakozó áram) mechanikai rezgéssé és fordítva, egy ráható mechanikai rezgést villamos váltakozó jellé tudja átalakítani. Példaként feltételezzük, hogy mindegyik 31, 32 átalakító piezoelektromos átalakító, amely legalább egy piezoelektromos elemet tartalmaz. Egy ilyen piezoelektromos elem ismert módon tárcsa alakú piezokristályból áll, amely két elektród között van elrendezve. A piezokristály vastagsága az elektródokra kapcsolt villamos feszültség függvényében változik és fordítva, a piezokristály mechanikusan kikényszerített vastagságváltozásai az elektródokon villamos feszültséget állítanak elő. A gerjesztési 31 átalakító a membránnal oly módon van összekötve, hogy piezokristályának vastagságingadozásai révén - amelyek villamos váltakozó feszültség rákapcsolásával jönnek létre - a 22 membránt rezgésbe hozza, amely rezgések a két 24,25 rezgőrúdra terjednek át, úgyhogy ezen 24,25 rezgőrudak ellentétes irányú, hosszirányukra merőleges mechanikai rezgéseket hajtanak végre, ahol a rezgés síkja azon sík, amely a két 24, 25 rezgőrúd tengelyeit magába foglalja és az

1. ábrán az ábra síkjával egybeesik. A vételi 32 átalakító a 22 membránnal oly módon van összekötve, hogy a 22 membrán mechanikai rezgésének hatására két elektródja között villamos váltakozó feszültséget állít elő. A piezoelektromos 31, 32 átalakítók a 22 membrán és egy 33 áthidaló elem között egymásra helyezve vannak befogva, ahol a 33 áthidaló elem 34, 35 támaszok segítségével a 22 membrántól távköznyire van tartva.

A piezoelektromos 31, 32 átalakítók a 2. ábrán bemutatott módon kisfrekvenciás geqesztő és kiértékelő kapcsolással vannak összekötve, amely a 12 házban lehet elrendezve. A két 31, 32 átalakító egy-egy elektródja testre van csatlakoztatva, amelyet például a 22 membrán és a 12 ház képezhet. A vételi 32 átalakító másik elektródja 37 erősítő bemenetére van kötve, amelynek kimenete a gerjesztési 31 átalakítóval van összekapcsolva. így a 10 töltésiszint-érzékelő a két 31, 32 átalakítóval - amelyek a mechanikai 20 rezgőrendszeren keresztül egymással kapcsolatban vannak - a 37 erősítő visszacsatolási körében helyezkedik el, amely úgy van kiképezve, hogy az öngerjesztési feltételnek eleget tegyen, úgyhogy a mechanikai rezgőrendszer a két 31, 32 átalakítón keresztül önrezonancia frekvenciájú rezgésekre van késztetve. Ezen önrezonancia frekvencia a hallható akusztikai frekvenciatartományban van, rendszerint 1000 Hz alatt, azaz kisfrekvenciáról van szó.

A töltési szintnek a fentiekben ismertetett 10 töltésiszint-érzékelővel történő megfigyeléséhez azt a törvényszerűséget használjuk ki, hogy a mechanikai 20 rezgőrendszer önrezonancia frekvenciája attól függ, hogy a 24, 25 rezgőrudak levegőben rezegnek-e vagy töltőanyagba merülnek. Az önrezonancia frekvenciát egyrészt a visszahúzó rugóként ható 22 membrán rugóállandója és másrészt a rezgő tömeg határozza meg. A rezgő tömeg a 24, 25 rezgőrudak tömegéből és a rezgőrudak által a rezgőmozgás során mozgatott környezeti közeg tömegéből áll. Amennyiben a 24, 25 rezgőrudak levegőben helyezkednek el, a levegő mozgatott tömege elhanyagolható és olyan önrezonancia frekvencia alakul ki, amelyet lényegében a rezgőrudak tömege határoz meg. Amennyiben viszont a 24, 25 rezgőrudak töltőanyagba merülnek, az általuk mozgatott tömeg nagyobb és ennek megfelelően a mechanikai rezgőrendszer önrezonancia frekvenciája csökken. Ezt a hatást a 26 lapátok felerősítik, mivel a 26 lapátok a töltőanyagnak a mozgatott tömegét megnövelik.

A mechanikai 20 rezgőrendszer önrezonancia frekvenciája változásának érzékelésére a 2. ábrán bemutatott kapcsolási rajz szerint a 37 erősítő kimenetére 38 frekvenciadiszkriminátor van csatlakoztatva, amely a erősítő által szolgáltatott váltakozó feszültségnek a mechanikai 20 rezgőrendszer önrezonancia frekvenciájával azonos frekvenciáját egy küszöbértékkel hasonlítja össze. Amennyiben ez a frekvencia a küszöbérték fölött van, a 38 frekvenciadiszkriminátor kimeneti jele olyan első jelértékkel rendelkezik, amely jelzi, hogy a 24, 25 rezgőrudak levegőben rezegnek és így a megfigyelendő töltési szint nem állt be. Amennyiben viszont az erősítő által leadott váltakozó feszültség frekvenciája a küszöbérték alatt van, a 38 frekvenciadiszkriminátor kimeneti jele olyan második jelértékkel rendelke4

HU 220 827 Β1 zik, amely jelzi, hogy a 24,25 rezgőrudak a töltőanyaggal le vannak fedve és így a töltőanyag a megfigyelendő töltési szintet elérte vagy túllépte.

A 20 töltésiszint-érzékelő eddig leírt kisfrekvenciás mérőrendszerének felépítése és működési módja például a DE 33 36 991 Al-ből ismert. Az 1. ábrán bemutatott töltésiszint-érzékelő ezen technika állásától viszont abban különbözik, hogy járulékosan nagyfrekvenciás mérőrendszerrel is el van látva.

A 24 rezgőrúdnak az 1. ábrán bemutatott metszetén látható, hogy ezen 24 rezgőrúd üreges 40 csőként van kiképezve. Az üreges 40 cső a 22 membránnal ellentétes végén zárt. Az üreges 40 csőben a 22 membrán közelében 42 ultrahang-átalakító van úgy elrendezve, hogy az üreges 40 csőre nagyfrekvenciás ultrahangrezgéseket tudjon átvinni, amelyek rugalmas hullámokként az üreges 40 csőben továbbterjedhetnek, amely 40 cső a rugalmas hullámok számára hullámvezetőként szolgál. A rugalmas hullámok az üreges 40 cső mentén a zárt vég felé haladnak, amelyen visszaverődnek, majd visszavert hullámokként a 42 ultrahang-átalakítóhoz visszatérnek. A töltési szintnek ezen nagyfrekvenciás mérőrendszer segítségével történő megfigyelésére azt a törvényszerűséget használjuk ki, hogy az ultrahanghullámoknak az üreges 40 csőben való terjedési sebessége attól függ, hogy az üreges 40 cső a levegőben helyezkedik-e el, vagy töltőanyagba van bemerítve. A teqedési sebesség bemerült üreges cső esetén a csőfallal kapcsolatban lévő járulékos tömeg miatt kisebb, mint a levegőben lévő cső esetén mérhető sebesség, ennek következtében a rugalmas hullámok futásideje bemerült üreges cső esetén nagyobb, mint levegőben elhelyezkedő üreges cső esetén.

A rugalmas hullámok kisugárzásához adási átalakítóként, a visszavert hullámok számára pedig vételi átalakítóként szolgáló 42 ultrahang-átalakító előnyösen piezoelektromos átalakító, amely megfelelően nagy frekvenciákhoz van kialakítva. A 2. ábrán a töltésiszintérzékelő nagyfrekvenciás mérőrendszeréhez való gerjesztő és kiértékelő 44 kapcsolás is látható. Egy adóimpulzusokat előállító 45 generátor periodikus időközökben rövid nagyfrekvenciájú impulzusokat szolgáltat, amelyeket 46 adás-vétel váltón keresztül a 42 ultrahang-átalakítóhoz juttatunk, amelyet minden egyes adóimpulzus azonos frekvenciájú ultrahangimpulzus kisugárzására késztet. Az egyes ultrahangimpulzusok kisugárzását mindenkor követő vett visszavert impulzust a 42 ultrahang-átalakító villamos vételi impulzussá alakítja át, amelyet a 46 adás-vétel váltón keresztül futásidőt mérő 47 kapcsoláshoz juttatunk. A futásidőt mérő 47 kapcsolás egy-egy adóimpulzus kisugárzása és a vételi impulzus beérkezése közötti futásidőt határozza meg és a mért futásidőt egy küszöbértékkel hasonlítja össze. Amennyiben a mért futásidő a küszöbértéket meghaladja, a futásidőt mérő 47 kapcsolás kimeneti jele egy első jelértékkel rendelkezik, amely jelzi, hogy az üreges 40 cső levegőben helyezkedik el és így a megfigyelendő töltési szint nem állt be. Amennyiben viszont a mért futásidő a küszöbérték alatt van, a futásidőt mérő 47 kapcsolás kimeneti jelének egy második jelértéke van, amely jelzi, hogy az üreges 40 cső a töltőanyaggal le van fedve és így a megfigyelendő töltési szint beállt vagy túltöltés következett be.

A futásidő egyértelmű meghatározása érdekében az ultrahangimpulzusok időtartamának a futásidővel összehasonlítva rövidnek kell lennie. A futásidő pedig a 24 rezgőrúd korlátozott hossza miatt nagyon rövid. Ennek megfelelően az ultrahanghullámok frekvenciájának nagynak kell lennie, például 30 kHz nagyságrendbe kell esnie.

Ily módon a 38 ffekvenciadiszkriminátor és a futásidőt mérő 47 kapcsolás kimenetein két töltésiszint-kijelzőjelet nyerünk, amelyek egymástól függetlenül jelentősen eltérő feltételek mellett keletkeznek, éspedig egyrészt olyan jelet, amely egy mechanikai rezgőrendszernek a töltőanyag által befolyásolt kis önrezonancia frekvenciájától függ, másrészt pedig olyan jelet, amely nagyfrekvenciájú rugalmas hullámoknak a töltőanyag révén befolyásolt terjedési sebességétől, illetve futásidejétől függ. Ezáltal a felhasználó számára ezen jelek kiértékelése szempontjából az alábbi lehetőségek adódnak:

- amennyiben a megfigyelendő töltőanyag olyan jellegű, hogy mind a két mérőrendszer érvényes eredményeket szolgáltat, a két jelet kölcsönös ellenőrzésre és a mérőelrendezés biztonságának a növelésére használhatjuk fel, ebben az esetben a mérés biztonsággal érvényes, ha a két jel azonos állapotot jelez, amennyiben viszont a két jel eltérő állapotot jelez, úgy adott esetben megállapítható, hogy a két mérőrendszer közül melyik esett ki, úgyhogy a mérést a másik mérőrendszerrel folytathatjuk.

- Amennyiben a megfigyelendő töltőanyag olyan jellegű, hogy a két mérőrendszer közül csak az egyik alkalmas megfigyelésre, a megfigyelést ezzel a mérőrendszerrel hajthatjuk végre, míg a másik mérőrendszer ki van kapcsolva. így például gázkibocsátó töltőanyag töltési szintjének megfigyelését a kisfrekvenciás mérőrendszerrel végezhetjük, míg lágy lerakódásra hajlamos töltőanyagok megfigyelése a nagyfrekvenciás mérőrendszerrel történhet. Külső (idegen) vibrációk fellépése esetén mindenkor azt a mérőrendszert alkalmazhatjuk, amely a külső vibráció frekvenciájára nem érzékeny, tehát nagyfrekvenciájú külső vibrációk esetén a kisfrekvenciás mérőrendszert, kisfrekvenciájú külső vibrációk esetén pedig a nagyfrekvenciás mérőrendszert alkalmazhatjuk.

A két mérőrendszer kimeneti jeleinek ezen kiértékelése egy közös jelfeldolgozó egység segítségével történhet, amelyet például 49 mikroszámítógép képezhet.

Az 1. ábrán bemutatott kiviteli alak esetén a 25 rezgőrudat természetesen úgy kell kiképezni, hogy pontosan ugyanolyan rezgési tulajdonságokkal rendelkezzen, mint a 24 rezgőrúd. így tehát a 25 rezgőrúd szintén üreges csőként van kiképezve, a 24 rezgőrúd üreges 40 csövének méreteivel azonos méretekkel és azon a helyen, amelyen az üreges 40 csőben a 42 ultrahang-átalakító van elrendezve, a 25 rezgőrúdban egy megfelelő helyettesítő tömeg van elrendezve. Alternatív módon lehetőség van arra is, hogy a 25 rezgőrúdban egy további ultrahang-átalakítót rendezzünk el és egy hozzátartozó

HU 220 827 Bl gerjesztő és kiértékelő kapcsolással kössük össze, úgyhogy a kisfrekvenciás mérőrendszerhez járulékosan két nagyfrekvenciás mérőrendszer is rendelkezésre áll. Ebben az esetben a két nagyfrekvenciás mérőrendszer kölcsönös ellenőrzésre szolgálhat, amivel a berendezés megbízhatósága még tovább nő.

A 3. ábrán piezoelektromos 50 ultrahang-átalakító perspektivikus nézete látható, amely 50 ultrahang-átalakító az 1. ábrán bemutatott berendezésben 42 ultrahang-átalakítóként alkalmazható. A 4. ábrán az üreges 40 csőnek az 50 ultrahang-átalakítót tartalmazó része keresztmetszetben látható. A piezoelektromos 50 ultrahang-átalakító egyenes hasáb alakú 52 piezokristályból áll, amely úgy van méretezve, hogy az üreges 40 csőbe legyen behelyezhető és az üreges 40 cső falának átlósan egymással szemben lévő helyein felfeküdjön. Az 52 piezokristálynak az üreges cső fala felé mutató keskeny oldalain 54, 56 elektródok vannak elrendezve, amelyekre a villamos gerjesztő impulzusok vannak kapcsolva, amelyeknek hatására az 52 piezokristály átlósan irányított vastagsági rezgéseket hajt végre, ahogy a 4. ábrán kettős nyíllal jelöltük. Ezek a rezgések az üreges 40 cső falára teqednek át és ebben a falban rugalmas hullámokként terjednek tovább.

A piezoelektromos 50 ultrahang-átalakító az üreges 40 csőben ragasztással rögzíthető, amihez olyan ragasztót alkalmazunk, amely az 54, 56 elektródok és az üreges 40 cső falának belső felülete közötti körszegmens alakú 58 üregeket kitölti és kikeményedése után merev kötést biztosít, amely a piezoelektromos 50 ultrahangátalakító rezgéseit az üreges 40 cső falára viszi át (közvetíti). Alternatív módon az 52 piezokristály úgy is ki lehet alakítva, hogy az 54,56 elektródokat hordozó felületek és az üreges 40 cső falának belső felülete azonos íveltséggel rendelkezzenek és így beszerelés után azon laposan felfeküdjenek. Ez például azzal érhető el, hogy az 52 piezokristály körkörös tárcsából van kivágva, amelynek átmérője az üreges 40 cső belső átmérőjének felel meg.

A piezoelektromos 50 ultrahang-átalakító az üreges 40 cső által képzett cső alakú rugalmas hullámvezetőt az 5. ábrán bemutatott rezgésekre készteti. Az 52 piezokristálynak az F(t) nyilakkal jelölt vastagsági rezgései ίθ időpontban elliptikus Q_o csőkeresztmetszetet idéznek elő, amely egy félperiódus elteltével tj időpontban 90°kal elfordított elliptikus Q_t keresztmetszetté és egy teljes periódus elteltével t₂ időpontban 180°-kal elfordított elliptikus Q₂ keresztmetszetté változik, amely ismét a Q_o keresztmetszettel egyezik meg. Ez a keresztmetszet-átalakulás az ultrahanghullámok c terjedési sebességével a cső alakú hullámvezetőben továbbterjed, úgyhogy az elliptikus keresztmetszetek mindenkor λ/2 fél hullámhossznak megfelelő távközökben egymáshoz képest 90°-kal el vannak fordítva.

Annak érdekében, hogy az 1. ábra szerinti kiviteli példa esetén a cső alakú 24 rezgőrüd nagy frekvenciájú rezgése lehetőleg csak kis befolyást gyakorolhasson a rezgőrüd kisfrekvenciájú hajlító rezgésére, előnyös, ha az üreges 40 cső ezen rezgési módusban oly módon van gerjesztve, hogy mindegyik 26 lapát sugárirányban a nagyfrekvenciájú rezgésnek egy csomóvonala mentén helyezkedik el. Ezen okból kifolyólag a 4. ábra szerint a piezoelektromos 50 ultrahang-átalakító a 26 lapátokat tartalmazó síkkal 45°-os szöget bezáróan van beépítve.

A 10 töltésiszint-érzékelő, ahogy az 1. ábrán bemutattuk, a megfigyelendő töltési szint magasságában vízszintesen a tartály 14 falában kiképzett nyílásban lehet rögzítve, de olyan megoldás is elképzelhető, ahogy a 6. ábrán látható, amelynél a 10 töltésiszint-érzékelő függőleges helyzetben a tartályban van beépítve. A töltési szintnek a kisfrekvenciás mérőrendszer segítségével történő megfigyelése szempontjából ez nem okoz különbséget, ezzel szemben a nagyfrekvenciás mérőrendszer ebben az esetben nem csak annak megállapítására szolgál, hogy a megfigyelendő töltési szint beállt-e vagy sem, hanem a pontos töltési szint meghatározására is szolgál, azaz az F töltőanyag-felület magasságának a meghatározására L szakasz tartományában a 42 ultrahang-átalakító és a 24 rezgőrüd által képzett rugalmas hullámvezető vége között.

Amennyiben a hullámvezető a töltőanyagba nem merül bele, a 42 ultrahang-átalakító által előállított ultrahanghullámok az üreges 40 cső anyaga által meghatározott c terjedési sebességgel a csőfal mentén terjednek. Az egy-egy ultrahangimpulzus kisugárzása és a visszavert impulzus vétele között mért futásidő ezért az oda- és visszaútra vonatkozóan az alábbi egyenlet szerint számítható ki:

T_m=2L/c (1)

Amennyiben viszont a 24 rezgőrüd, ahogy a 6. ábrán látható, D hosszúságú szakasz mentén a töltőanyagba merül, a c terjedési sebesség csak a be nem merült szakaszra vonatkozóan valósul meg, amelynek hossza: L-D. A fütásidőnek erre a szakaszra eső része az alábbi egyenlet szerint számítható ki:

T,=2x(L-D)/c (2)

A D hosszúságú bemerült szakaszban a csőfallal érintkezésben lévő járulékos tömeg miatt kisebb c* terjedési sebesség valósul meg. A futásidőnek erre a szakaszra eső része így tehát:

T₂=2xDc* (3)

A mért teljes T_M fütásidő az alábbi egyenlettel számítható ki:

T_M=T, + T₂=2 χ [(L-D)/c + D/c*] (4)

Ebből az egyenletből számítható ki a bemerült szakasz D hossza.

A 7. ábra 60 töltésiszint-érzékelőnek egy második kiviteli alakját ismerteti, amely kisfrekvenciás mérőrendszerrel és nagyfrekvenciás mérőrendszerrel van ellátva. A 60 töltésiszint-érzékelő cső alakú 62 házzal van ellátva, amely a megfigyelendő töltési szint magasságában oly módon van a tartály 64 falára rögzítve, hogy teljes mértékben vagy teljes hosszának legalább nagyobb részében a tartály belsejében helyezkedjen el. A kisfrekvenciás mérőrendszer mechanikai 70 rezgőrendszerrel van ellátva, amely kerületi pereme mentén a cső alakú 62 ház peremével összekötött 72 membránnal és két 74, 75 rezgőrúddal van ellátva, amelyek mindenkor egyik végükkel a 72 membránra vannak rögzítve és szabad végükön két-két, egymással szemben elhe6

HU 220 827 Bl lyezkedő 76 lapátot hordoznak. A 74, 75 rezgőrudak ezen kiviteli alak esetén lapos fémlemezekből állnak. A 72 membránnak a ház belsejében elhelyezkedő oldala elektromechanikai 78 átalakító-rendszerrel van összekapcsolva, amely úgy van kiképezve, hogy a mechanikai 70 rezgőrendszert önrezonancia frekvenciájú rezgésekre tudja késztetni. A 78 átalakító-rendszer azonos módon van kiképezve, mint az 1. ábrán bemutatott 30 átalakító-rendszer és a 2. ábrán bemutatott jellegű gerjesztő és kiértékelő kapcsolással van összekapcsolva. A 7. ábrán bemutatott 60 töltésiszint-érzékelő kisfrekvenciás mérőrendszere ennyiben felel meg az 1. ábrán bemutatott 10 töltésiszint-érzékelő kisfrekvenciás mérőrendszerének és vele azonos módon működik.

A 7. ábrán bemutatott töltésiszint-érzékelő esetén az 1. ábrán bemutatott kiviteli alaktól eltérően a nagyfrekvenciás mérőrendszerhez való rugalmas hullámvezetőként nem a 74, 75 rezgórúd egyike, hanem a cső alakú 62 ház szolgál. Erre a célra a 62 házban piezoelektromos 80 átalakító van elrendezve, amely gyűrű alakú 82 piezokristályból áll, amelynek homlokfelületeire 84, 86 elektródok vannak felhordva. A 82 piezokristály külső átmérője a cső alakú ház belső átmérőjének felel meg, úgyhogy külső felületével a házfal belső felületén fekszik fel, amelyre például ragasztással lehet rögzítve. A 8. ábra a 82 piezokristály egyik oldalán elrendezett 84 elektródoknak egy lehetséges kiviteli alakját ismerteti. Ezek a 84 elektródok 84a, 84b, 84c és 84d szektorokból állnak, ahol az egymással átlósan szemben lévő 84a, 84c elektródok egyrészt, másrészt pedig a 84b, 84d elektródok azonos potenciálra vannak kapcsolva, amit a „+” és jellel jelöltünk. Az ellentétes oldalon elrendezett 86 elektródok azonos módon vannak kiképezve és bekötve. A piezokristály oly módon van radiálisán polarizálva, hogy a 84, 86 elektródokra kapcsolt, meghatározott polaritású villamos feszültség hatására elliptikus keresztmetszetűvé deformálódik, ahogy a 8. ábrán felnagyítva van ábrázolva, míg ellenkező polaritású villamos feszültségre való kapcsoláskor 90°-kal elfordított elliptikus keresztmetszetűvé deformálódik. A 84, 86 elektródok a 2. ábrán bemutatott jellegű gerjesztő és kiértékelő kapcsolással vannak összekapcsolva, úgyhogy villamos adóimpulzus rákapcsolása esetén a 62 ház által képzett cső alakú hullámvezető az 5. ábrán bemutatott rezgési módusú ultrahangrezgésekre van késztetve. Ezek az ultrahangrezgések a házfalban - a 72 membránnal összekapcsolt végig - rugalmas ultrahanghullámokként terjednek, amely végen majd visszaverődnek és visszavert hullámokként a piezoelektromos 80 átalakítóhoz térnek vissza. Az ultrahangimpulzusok futásidejének mérésével megállapítható, hogy a 62 ház levegőben helyezkedik el vagy a töltőanyagba merül-e.

A 9. ábrán 90 töltésiszint-érzékelőnek egy további kiviteli alakja látható, amely kisfrekvenciás mérőrendszerrel és nagyfrekvenciás mérőrendszerrel van ellátva. A 90 töltésiszint-érzékelő ugyanúgy, mint a fentiekben ismertetett 10,60 töltésiszint-érzékelő cső alakú 91 házzal van ellátva, amely mechanikai 92 rezgőrendszert hordoz, amely 93 membránból és két 94, 95 rezgőrúdból áll, és 96 átalakító-rendszer révén önrezonancia frekvenciájú rezgésekre van késztetve. A mechanikai 92 rezgőrendszer a 2. ábrán bemutatott jellegű gerjesztő és kiértékelő kapcsolással összekapcsolva a kisfrekvenciás mérőrendszert képezi. A fentiekben leírt kiviteli példáktól eltérően a 90 töltésiszint-érzékelő nem tartalmaz ultrahanghullámok átvitelére szolgáló rugalmas hullámvezetőt, hanem a nagyfrekvenciás mérőrendszert úgy képeztük ki, hogy a 92 membránnak a 94, 95 rezgőrudak között lévő 97 része olyan frekvenciájú rezgésekre van késztetve, amelyek lényegesen nagyobbak, mint a kisfrekvenciás mechanikai 92 rezgőrendszer önrezonancia frekvenciája és előnyösen a membrán 97 részének önrezonancia frekvenciájával azonos. Ezen gerjesztés előnyösen ugyanazon 96 átalakítórendszer révén valósul meg, amely a kisfrekvenciás mechanikai 92 rezgőrendszer rezonancia rezgéseit is gerjeszti. Ez például azzal valósítható meg, hogy a 96 átalakító-rendszert átkapcsolással felváltva a mechanikai 92 rezgőrendszer kisfrekvenciájú rezgéseit gerjesztő öngeqesztő körbe és a membrán 97 részének nagyfrekvenciájú rezgéseit gerjesztő öngerjesztő körbe iktatjuk be. A töltési szintnek a nagyfrekvenciás mérőrendszer révén történő megfigyelése ebben az esetben nem fútásidőméréssel, hanem a membrán 97 része rezonanciafrekvenciájának kiértékelésével történik, amely akkor kisebb, ha a membrán 97 része töltőanyaggal van lefedve és nagyobb, ha a 97 rész levegőben rezeg.

A leírt kiviteli alakokon különböző változtatások eszközölhetők, amelyek szakember számára nyilvánvalóak. így például a kisfrekvenciás mérőrendszer vonatkozásában két ellentétes irányban rezgő rezgőrudakkal ellátott mechanikai rezgőrendszer helyett más ismert mechanikai rezgőrendszerek alkalmazhatók, például csupán egyetlenegy rezgőrúddal ellátott rezgőrendszerek. Ezenkívül a kisfrekvenciás mérőrendszer vonatkozásában az átalakító-rendszer bármelyik ismert módon kiképezhető, így például a két elektromechanikai átalakító egymás mellett a membránon lehet elrendezve, vagy a DE 195 23 461 Al lajstromszámú közzétételi iratból ismert, úgynevezett „bimorf-hajtás” elv szerint járulékos membránon lehetnek elrendezve, amely a rezgőrudakat hordozó membránnal párhuzamosan van elrendezve és vele mechanikusan össze van kötve.

Claims (11)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Berendezés tartályban lévő töltőanyag töltési szintjének megállapítására és/vagy megfigyelésére töltésiszint-érzékelő segítségével, amely mechanikai rezgőrendszerrel és elektromechanikai átalakító-rendszerrel van ellátva, ahol a töltésiszint-érzékelő a tartályban oly módon van elrendezve, hogy a mechanikai rezgőrendszer a töltőanyag egy meghatározott töltési szintjének elérésekor a töltőanyaggal érintkezésbe kerül, és ahol az átalakító-rendszer a mechanikai rezgőrendszerben kisfrekvenciájú rezgéseket gerjesztő kisfrekvenciás gerjesztő kapcsolással, valamint egy, az átalakító rendszer által szolgáltatott villamos jel frekvenciájának és/vagy ampli7

   HU 220 827 Bl tudójának kiértékelésével olyan kimeneti jelet szolgáltató kisfrekvenciás kiértékelő kapcsolással van összekötve, amely kimeneti jele jelzi, hogy a mechanikai rezgőrendszer a töltőanyaggal érintkezésben van-e vagy sem, azzal jellemezve, hogy a töltésiszint-érzékelőnek (10) egy - a töltőanyag előre meghatározott töltési szintjének elérésekor a töltőanyaggal érintkezésbe kerülő - alkotórésze az alkotórészben nagyfrekvenciájú rugalmas rezgést gerjesztő elektromechanikai átalakító-rendszerrel (42) van összekapcsolva, továbbá olyan nagyfrekvenciás kiértékelő kapcsolás (47) van elrendezve, amely a nagyfrekvenciájú rugalmas rezgés függvényében előállított villamos jel kiértékelésével olyan kimeneti jelet állít elő, amely jelzi, hogy az alkotórész a töltőanyaggal érintkezésben van-e vagy sem.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az alkotórész rugalmas hullámvezetőként van kiképezve, amelyben a nagyfrekvenciájú rugalmas rezgés rugalmas hullámként terjed, és ahol a kiértékelő kapcsolás (47) a rugalmas hullám futásidejét érzékelő és kiértékelő kapcsolás.
3. 3. A 2. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az elektromechanikai átalakító-rendszer a nagyfrekvenciájú rugalmas rezgés gerjesztésére rövid rezgésimpulzusok előállítására szolgáló gerjesztő kapcsolással (45) van összekapcsolva, ahol a kiértékelő kapcsolás (47) egy rezgésimpulzus kisugárzása és egy visszavert impulzusnak az átalakító-rendszer (42) által történő vétele közötti futásidőt érzékelő kapcsolás.
4. 4. A 2. vagy 3. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az átalakítórendszert (42) piezoelektromos átalakító képezi.
5. 5. A 2-4. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a töltésiszint-érzékelőnek (10) rugalmas hullámvezetőként kiképzett alkotórésze a tartályba nyúló rezgőrúd (25,26).
6. 6. Az 5. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a rezgőrúd (25, 26) üreges csőként (40) van kiképezve.
7. 7. A 2-4. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a töltésiszint-érzékelőnek (60) a rugalmas hullámvezetőként kiképzett alkotórésze a mechanikai rezgőrendszer (70) számára hordozóként (62) szolgáló cső alakú elem, amely a tartályba nyúlik.
8. 8. A 2-7. igénypontok bármelyike szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a rugalmas hullámvezető a házban (12) függőlegesen van elrendezve, ahol a nagyfrekvenciás kiértékelő kapcsolás (47) a rugalmas hullámok fütásidejének mérésével a hullámvezető (24, 25) töltőanyagba bemerülő részének a hosszát meghatározó kapcsolás.
9. 9. Az 1. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a nagyfrekvenciás kiértékelő kapcsolás (47) a töltésiszint-éírzékelő (90) alkotórésze nagyfrekvenciájú rugalmas rezgésének frekvenciáját kiértékelő kapcsolás.
10. 10. A 9. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a mechanikai rezgőrendszer (92) membránt (93), valamint két, egyik végükkel a membránra rögzített rezgőrudat (94, 95) tartalmaz, ahol a töltésiszintérzékelőnek (90) a nagyfrekvenciájú rugalmas rezgésbe hozott alkotórészét a membránnak (93) a rezgőrudak (94, 95) rögzítési pontjai közötti szakasza (97) képezi.
11. 11. A 10. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a membránra (93) ható közös elektromechanikai átalakító rendszer (96) felváltva a mechanikai rezgőrendszer kisfrekvenciájú önrezonancia rezgését és a membránszakasz (97) nagyfrekvenciájú rugalmas rezgését gerjesztően van működtetve.