УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ С ГЕРМЕТИЗИРОВАННЫМ 3D-ПЕЧАТНЫМ МАССИВОМ МИНИАТЮРНЫХ РУПОРОВ

1. Ультразвуковой расходомер, содержащий:
корпус измерителя;
проход в корпусе измерителя для пропускания потока текучей среды, подлежащей измерению;
пару ультразвуковых преобразователей, связанных с корпусом измерителя и выполненных с возможностью формирования хордальной траектории через проход между преобразователями, при этом каждый преобразователь содержит:
корпус преобразователя;
пьезоэлектрический кристалл, размещенный в корпусе преобразователя; и
массив миниатюрных рупоров, связанный с корпусом преобразователя и содержащий:
не имеющую отверстий оболочку;
замкнутую полость внутри оболочки, причем полость имеет ближнюю концевую поверхность и дальнюю концевую поверхность; и
множество рупоров, заключенных в замкнутую полость, причем рупоры содержат участок основания рупора, смежный с ближней концевой поверхностью полости, и участок горловины рупора, который проходит от участка основания рупора в направлении от пьезоэлектрического кристалла к дальней концевой поверхности полости, при этом позиции горловины рупоров в указанной полости отделены друг от друга промежутками.
2. Ультразвуковой расходомер по п. 1, дополнительно содержащий порошок между рупорами в полости.
3. Ультразвуковой расходомер по п. 2, в котором оболочка содержит первый материал, а порошок содержит первый материал в порошкообразной форме.
4. Ультразвуковой расходомер по п. 1, в котором порошок заполняет пространства между рупорами в полости.
5. Ультразвуковой расходомер по п. 4, в котором оболочка содержит первый материал, а порошок содержит первый материал в порошкообразной форме.
6. Ультразвуковой расходомер по п. 1, в котором массив миниатюрных рупоров изготовлен методом 3D-печати.
7. Ультразвуковой расходомер по п. 6, в котором не имеющая отверстий оболочка герметизирована методом 3D-печати.
8. Ультразвуковой расходомер по п. 6, в котором корпус содержит трубчатый ствол, передний колпачок на переднем конце ствола и держатель преобразователя, связанный с задним концом ствола; причем передний колпачок содержит трубчатое тело, а массив миниатюрных рупоров сформирован непосредственно на трубчатом теле методом 3D-печати.
9. Способ изготовления ультразвукового преобразователя, включающий:
использование метода 3D-печати, построение массива миниатюрных рупоров так, что массив миниатюрных рупоров содержит рупоры, размещенные в не имеющей отверстий оболочке; и
прикрепление массива миниатюрных рупоров к корпусу преобразователя, который выполнен с возможностью размещения пьезоэлектрического кристалла.
10. Способ по п. 9, в котором использование метода 3D-печати и прикрепление массива миниатюрных рупоров к корпусу преобразователя включают:
нанесение первого слоя порошка на корпус преобразователя;
инициирование отверждения первого слоя порошка и связывания его с корпусом преобразователя с образованием первого отвержденного слоя;
добавление последующих слоев порошка поверх первого отвержденного слоя и инициирование отверждения частей последующих слоев порошка и связывания их с ранее полученными отвержденными слоями с образованием последующих отвержденных слоев;
построение решетки рупоров в полости одновременно с построением последующих отвержденных слоев и
заключение полости в оболочку с использованием метода 3D-печати.
11. Способ по п. 10, в котором использование метода 3D-печати включает: оставление несплавленного порошка между рупорами в полости.
12. Способ по п. 10, в котором массив миниатюрных рупоров имеет круглую форму и изготовлен на корпусе преобразователя концентрично с корпусом.
13. Способ по п. 10, в котором использование метода 3D-печати и прикрепление массива миниатюрных рупоров к корпусу преобразователя включают:
построение массива миниатюрных рупоров на корпусе преобразователя;
при этом способ дополнительно включает:
зажатие массива миниатюрных рупоров и
механическую обработку корпуса преобразователя так, что он концентричен массиву миниатюрных рупоров.
14. Способ по п. 9, в котором использование метода 3D-печати и прикрепление массива миниатюрных рупоров к корпусу преобразователя включают:
построение массива миниатюрных рупоров на заготовке, построенной методом, отличным от 3D-печати и
механическую обработку заготовки для формирования части корпуса преобразователя.
15. Узел преобразователя для использования в ультразвуковом расходомере, содержащий:
корпус преобразователя, содержащий первый конец, второй конец и канал, проходящий между первым и вторым концами, и массив миниатюрных рупоров, который отделен промежутком от канала и проходит к первому концу; и
пьезоэлектрический кристалл, размещенный внутри канала вблизи первого конца корпуса преобразователя;
причем массив миниатюрных рупоров построен методом 3D-печати и содержит:
не имеющую отверстий оболочку;
множество рупоров, размещенных внутри оболочки и
порошок, расположенный в оболочке между рупорами;
при этом не имеющая отверстий оболочка герметизирована методом 3D-печати с удержанием порошка внутри полости.
16. Узел преобразователя по п. 15, в котором корпус преобразователя содержит передний колпачок, имеющий трубчатое тело колпачка, и канал, проходящий в тело колпачка, и
причем массив миниатюрных рупоров выполнен непосредственно на теле колпачка с помощью 3D-печати.
17. Узел преобразователя по п. 16, в котором тело колпачка изготовлено методом, отличным от 3D-печати.
18. Узел преобразователя по п. 15, в котором оболочка содержит заднюю пластину, переднюю пластину, разнесенную с задней пластиной, и стенку, проходящую от задней пластины к передней пластине, и
причем задняя пластина, передняя пластина, стенка и рупоры построены одним и тем же методом 3D-печати.
19. Узел преобразователя по п. 15, в котором корпус содержит передний колпачок, проходящий от первого конца, трубчатый ствол, герметично соединенный с передним колпачком, держатель преобразователя, связанный со стволом и проходящий ко второму концу;
причем передний колпачок содержит трубчатое тело колпачка из заготовки, изготовленной методом, отличным от 3D-печати;
канал проходит в трубчатое тело колпачка; а
массив миниатюрных рупоров выполнен непосредственно на трубчатом теле с помощью 3D-печати.