DE1942195B2 - Vorrichtung zur erzeugung eines ultraschallhologramms - Google Patents
Vorrichtung zur erzeugung eines ultraschallhologrammsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Ultraschallhologramms gerr.äß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
Bei einer derartigen bekannten Vorrichtung sind innerhalb eines wassergefüllten Behälters im Abstand
voneinander zwei zur Wasseroberfläche hin Ultraschall ausstrahlende Quarzkristalle angeordnet. Im Abstrahlbereich
eines jeden Quarzkristalls ist jeweils eine :-■}■■ istische Linse angeordnet. Die dadurch erhaltenen,
zur Wasseroberfläche hin divergierenden Ultraschallbündel überlappen sich an der Wasseroberfläche
wenigstens teilweise. Zwischen der akustischen Linse und der Wasseroberfläche des einen Schallbündels ist
der zu untersuchende Gegenstand angeordnet, der das Bündel räumlich moduliert, so daß im Überlappungsbereich
der Schallbündel durch Interferenz ein Ultraschallhologramm analog zur Lichtholographie gebildet wird,
das bei optischer Betrachtung Materialfehler im Gegenstand erkennen läßt (Appl. Phys. Letters, 9, 1966,
Seite 328-329).
Bei dieser bekannten Vorrichtung werden die akustischen Linsen ausschließlich dazu verwendet, die
vom Ultraschallsender abgegebene Schallenergie in ein divergierendes Schallbündel zu der den Flächendetektor
bildenden Wasseroberfläche zu richten. Eine Abbildung der Ultraschallquellen an der Wasseroberfläche
wird mit diesen akustischen Linsen nicht erreicht. Die Vorrichtung hat somit den Nachteil, daß die
Bildqualität, d. h. die Qualität des Ultraschallhologramms an der Detektorfläche gegenüber äußeren
Störungen sehr empfindlich ist.
Es ist weiterhin bekannt, eine akustische Linse
zwischen dem Gegenstand und dem Flächendetektor anzuordnen, um das durch den Gegenstand hindurchtretende
Ultraschallbündel auf der Detektorfläche abzubilden, um somit ein besseres Bild von im Gegenstand
eventuell vorhandenen Fehlern zu erhalten (»Sonics«, Hueter und Bolt, John Wiiey & Sons, 1955, Seiten 265
Un Mit dieser bekannten Anordnung läßt sich zwar das
·-. Bild von im Gegenstand vorhandenen Fehlern verbessern die Empfindlichkeit des Ultraschallhologrammbildes
gegenüber äußeren Störungen wird jedoch nicht
re Ans der Lichtholographie ist schließlich bekannt, mit
n, optischen Mitteln, wie Linsen u dgl, einen Gegenstand
in eine Hologrammebene abzubilden (Appl. Phys. Letters 9 1966, Seiten 337 bis 339).
Obwohl sich viele Maßnahmen der Lichtholographie analog auf die Ultraschallholographie übertragen
r, lassen besteht jedoch ein die Übertragung dieser Maßnahme oft beeinträchtigender Unterschied dann,
daß bei der Lichtholographie der abzubildende Gegenstand von den Lichtstrahlen nicht durchdrungen wird,
wie dies an einem mit Ultraschall beaufschlagten >.) Gegenstand der Fall ist. Im übrigen muß bei
" Fokussierbildanordnungen für nicht transparente Gegenstände die Beleuchtung des Objektes von der Seite
des Lichthologramms her erfolgen (Proc. of the IEEE, 1967, Seiten 79,80).
'-, Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 so auszubilden, daß sich mit ihr
Störungen im holographischen Interferenzmuster, die durch die Inhomogenitäten der Wellenfront des
to Bezugsstrahls verursacht sind, beseitigt werden können. Die Lösungsmittel dieser Aufgabe sind im Kennzeichen
des Patentanspruchs 1 zusammengefaßt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, daß das mit ihr erzeugte Bild räumlich fixiert bleibt und
ι-, nicht zittert, wenn an der Detektoroberfläche Störungen oder Bewegungen aus der Umgebung auftreten. Die
Bildqualität ist somit weniger empfindlich gegenüber Fehlern des Hologramms, d. h. die Auflösung des Bildes
wird nicht mehr durch die des Hologramms, sondern durch die der Linse begrenzt.
Die Unteransprüche 2 und 3 sind vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Anhand der beiliegenden Zeichnung, die schematisch eine Ausführungsform einer Vorrichtung zeigt, wird die
Erfindung beispielsweise näher erläutert.
Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, sind in einem
mit Flüssigkeit gefüllten Behälter 22 ein flacher Ultraschallwandler 24 zur Erzeugung eines Gegenstandsschallbündels
30 und ein weiterer flacher Wandler v) 26 zur Erzeugung eines Bezugschallbündels 28 so
angeordnet, daß die Schallbündel einander an der die Detektorfläche bildenden Flüssigkeitsoberfläche
decken und durch Interferenz ein Ultraschallhologramm bilden. . .
In dem Gegenstandsschallbündel 30 ist ein Gegenstand
34 mit einem Materialfehler 36 angeordnet. Das Gegenstandsschallbünde! 30 geht durch den Gegenstand
34 hindurch. Im Strahlengang des Gegenstandsschallbündcls 30 ist eine akustische Linse 50 angeordnet,
ho mittels der auf der Flüssigkeitsoberfläche 32 ein
Ultraschallbild des Gegenstandes 34 mit dem Fehler erzeugt wird.
Zwischen der Flüssigkeitsoberfläche 32 und dem Ultraschallwandler 26 ist eine weitere akustische Linse
h5 92 angeordnet. Die Brennweite der Linse 92 sowie ihre
Anordnung bezüglich des Wandlers 26 und der Oberfläche 32 sind so gewählt, daß der Wandler 26 auf
der Oberfläche 32 abgebildet wird. Das durch die
3 4
interferierenden Gegenstandsschallbündel 30 und Be- werden, daß das Bild des Wandlers 36 an der Oberfläche
zugsschallbündel 94 gebildete Ultrasciiallhologramm an 3? größer als der Wandler 26 selbst ist, wodurch
der Flüssigkeitsoberfläche 32 er nöglicht ein einwand- Randstörungen des Wandlers 26 ausgeschaltet werden
freies Erkennen des Fehlers 36 im Gegenstand 34, auch können. Außerdem ist die Verwendung eines Wandlers
wenn die Oberfläche 32 durch äußere Störungen bewegt >
26 möglich, der kleiner ist als ein Wandler in einer
wird. Anordnung ohne eine im Bezu^sschallbündel angeorü-
Die akustische Linse 92 kann auch so angeordnet nele akustische Linse.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Vorrichtung zur Erzeugung eines I ■; ■ challhologramms
mit einem ersten Ultras^ .iwandler, dessen den Gegenstandsstrahl bildendes Schallbündel
auf einen Gegenstand, der das Bündel räumlich moduliert, und von dort auf einen flächenhaften
Detektor gerichtet ist, und mit einem zweiten Ultraschallwandler, dessen den Bezugsstrahl Dildendes
Schallbündel durch eine erste akustische Linse auf den Dektor gerichtet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß eine weitere akustische Linse (50) zwischen dem Gegenstand (34) und der Detektorfläche
(32} angeordnet ist und den Gegenstand (34) oder irgendeine Fläche (36) innerhalb des Gegenstandes
(34) auf die Detektorfläche (32) abbildet und daß die erste akustische Linse (92) im Bezugsstrahl
(28,94) so zwischen dem zweiten Ultraschallwandler (26) und der Detekiorfläche (32) angeordnet ist, daß
die Fläche des Wandlers (26) auf der Detektorfläche (32) fokussiert wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektorfläche (32) durch die
Oberfläche einer Flüssigkeit gebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und/oder zweite
Ultraschallwandler (24 bzw. 26) ein flacher Wandler ist.
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