DE2607109A1

DE2607109A1 - Moving picture display from ultrasonic scanner - is by using rotating drum with multiple scanning heads

Info

Publication number: DE2607109A1
Application number: DE19762607109
Authority: DE
Inventors: Carl Dipl Ing Kretz
Original assignee: Kretztechnik AG
Current assignee: GE Medical Systems Kretztechnik GmbH and Co oHG
Priority date: 1975-04-11
Filing date: 1976-02-21
Publication date: 1976-10-21
Also published as: DE2607109B2

Abstract

The drum (2) carrying the scanning heads (4a-4f) rotates inside a fixed drum (1) containing an ultrasonic conducting fluid (3). The space between the drums is kept to a minimum in front of the currently operative head (4d), to reduce reflection effects. The output of the scanner is picked up by a brush contact (7) and displayed on a cathode-ray tube. As each scanning head in turn moves into the scanning area (8a, 8b) the contact (7) transfers correspondingly. The use of several heads instead of one improves the resolution of the image for a given CRT frame frequency. A second set of scanning heads, mounted between those of the first set and on the same drum, could be used to provide an alternative picture of the same subject.

Description

Verfahren zur Darstellung von bewegten Schnittbildern durch Objekte nach dem Ultraschall-Schnittbildverfahren und Gerät zur Durchführung dieses Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Darstellung von bewegten Schnittbildern durch Objekte nach dem Ultraschall-Schnittbildverfahren, wobei das Objekt in der gewählten Schnittebene unter Verwendung eines Tastkopfes mit einem in der Schnittebeneverstellbaren Schallstrahl abgetastet und die aus dem Objekt empfangenen Echos an dem geometrischen Ort ihrer Entstehung zugeordneter Stelle auf einem Bildschirm angezeigt werden.Method for displaying moving sectional images through objects according to the ultrasonic cross-sectional image process and device for carrying out this process The invention relates to a method for displaying moving sectional images through objects according to the ultrasonic sectional image method, the object in the selected cutting plane using a probe head with one adjustable in the cutting plane Sound beam scanned and the echoes received from the object on the geometric Place of their origin assigned point are displayed on a screen.

Die Erfindung betrifft ferner ein Gedt zur Durchführung dieses Verfahrens mit einem eine Schallstrahlverstellung über eine vorwählbare Schnittebene ermöglichenden Schallkopf und einem einen Bildschirm aufweisenden Anzeigegerät. The invention also relates to a device for carrying out this method with one that enables a sound beam adjustment via a preselectable cutting plane Transducer and a display device having a screen.

Bei der Darstellung bewegter Schnittbilder nach dem Ultraschall-Schnittbildverfahren ist es undglich, Schnittbildverfahren mit langsamem Bildaufbau und zeitlicher Speicherung der empfangenen Echosignale zu verwenden. Man muß vielmehr Verfahren anwenden, die ohne Bildspeicherung auskommen und eine hohe Bildfolgefrequenz ermöglichen. Um ein flimmerfreies Bild zu erreichen, müssen etwa zwanzig vollständige Schnittbilder pro Sekunde aufgenommen und dargestellt werden. When displaying moving sectional images using the ultrasonic sectional imaging method it is impossible to use cross-sectional image processes with slow image build-up and temporal storage of the received echo signals. Rather, one must procedure use that manage without image storage and enable a high frame rate. To achieve a flicker-free image, about twenty complete sectional images are required recorded and displayed per second.

Diese Forderungen lassen sich bisher nur mit Verfahren und Geräten erfüllen, die schwerwiegende Nachteile aufweisen und bei denen vor allem die Bildqualität in jeder Hinsicht, also insbesondere hinsichtlich des darstellbaren Bildausschnittes, des Auflösungsvermögens, der übrigen Wiedergabegenauigkeit usw. wesentlich schlechter als beize erwähnten statischen Verfahren mit langsamem Bildaufbau ist.So far, these requirements can only be met with methods and devices meet, which have serious disadvantages and especially the image quality in every respect, in particular with regard to the image detail that can be displayed, the resolution, the rest of the reproduction accuracy, etc., much worse as mentioned is the static process with slow image build-up.

Bei einem bekannten Verfahren zur Darstellung bewegter Schnittbilder (DT-OS 2 215 OQ1) wird ein Mehrfachschallkopf verwendet, bei dem viele Schallkopfsysteme nebeneinander in einer Reihe angeordnet sind, die über einen elektronischen Umschalter der Reihe nach in raschem Wechsel mit dem Ultraschallgerät verbunden und wieder abgeschaltet werden. Bei diesem Verfahren springt der Schallstrahl von System zu System mit relativ großen Schritten. Die einzelnen Systeme können nicht beliebig klein gemacht werden, sondern sind auf eine bestimmte Mindestgröße festgelegt, durch die auch der Schallbundelsprung gegeben wird. Die erwähnte Mindestgröße ist notwendig, weil mit abnehmender Größe des Schwingers der Öffnungswinkel des Schallbündds zunimmt und ab der Mindestgröße die für die Erzeugung eines Schnittbildes erforderliche, eindeutige Abstrahlungsrichtung des Schallstrahles nicht mehr gewährleistet ist. Bei dem beschriebenen Verfahren erfolgt die Abtastung des Objektes nach einem groben, stationären Raster, und es können daher nur größere, mindestens von zwei benachbarten Systemen erfaßbare Reflexionsflächen bestimmbar dargestellt werden. Kleinere Reflexionsflächen werden bei der Darstellung nach diesem Verfahren, besonders wenn sie nur vereinzelt auftreten, leicht überstehen. In a known method for displaying moving sectional images (DT-OS 2 215 OQ1) a multiple transducer is used in which many transducer systems are arranged side by side in a row via an electronic switch connected to the ultrasound device in quick succession and then again be switched off. With this method, the sound beam jumps from the system System with relatively large steps. The individual systems cannot be arbitrary can be made small, but are set to a certain minimum size by which is also given by the sound bundle jump. The mentioned minimum size is necessary because with decreasing size of the transducer, the opening angle of the sound beam increases and from the minimum size the required for the generation of a sectional view, clear direction of radiation of the sound beam is no longer guaranteed. In the method described, the object is scanned according to a rough, stationary grid, and it can therefore only be larger, at least of two adjacent ones Systems detectable reflection surfaces are shown determinable. Smaller reflective surfaces are displayed using this method, especially if they are only sporadic occur, easily survive.

Bei einem anderen bekannten Verfahren wird die Verstellung des Schallstrahles dadurch erzielt, daß ein einzelner Schallkopf auf das zu untersuchende Objekt aufgesetzt und um eine etwa in der Ankopplungsebene liegende, also durch die Vorderseite des Schallkopfes gehende Schwenkachse um einen verhältnismäßig kleinen Winkel hin- und hergeschwenkt wird. Für dieses Schwenken ist ein entsprechender Antrieb vorgesehen. Es läßt sich hier zwar die notwendige Bildfolgefrequenz erzielen, doch wird grundsätzlich nur ein dreieckiger Bereich der Schnittebene erfaßt, so daß die dargestellten Bilder besonders in den prüfkopfnahen Bereichen nur sehr kleine Querabmessungen aufweisen können. Will man aus solchen, nahe unter der Oberfläche des untersuchten Objektes liegenden Bereichen mehr Informationen erhalten, dann wird es notwendig, den Prüfkopf nacheinander an mehreren Stellen anzusetzen und Schnittbilddarstellungen anzufertigen, doch ist es hier wieder schwierig, einen Zusammenhang unter den nur nacheinander darstellbaren verschiedenen dreieckigen Bildausschnitten herzustellen. Das Auflösungsvermögen und die Wiedergabegenauigkeit sind für den prüfkopfnahen Bereich Wegen des dort viel dichteren Verlaufes der Schallstrahlen wesentlich größer als im prüfkopffernen Bereich. Bei mehrfachem Aufsetzen des Prüfkopfes werden praktisch bei aufeinanderfolgenden Darstellungen aus dem prüfkopffernen Bereich immer wieder die gleichen Bilder und Zonen dargestellt. Another known method involves adjusting the sound beam achieved in that a single transducer is placed on the object to be examined and around a lying approximately in the coupling plane, i.e. through the front of the The swivel axis going back and forth through a relatively small angle is swung forward. A corresponding drive is provided for this pivoting. It is true that the necessary frame rate can be achieved here, but is fundamentally only a triangular area of the cutting plane is covered, so that the images shown have only very small transverse dimensions, especially in the areas close to the probe can. One wants to get out of such, close under the surface of the examined object lying areas receive more information, then it becomes necessary to use the probe to start at several points one after the other and to make sectional drawings, but here again it is difficult to establish a connection between the only one after the other to produce different triangular image sections that can be represented. The resolving power and the reproduction accuracy are for the area close to the probe because of there the much denser course of the sound beams is much larger than in the distance from the test head Area. If the test head is put on several times, these will be practical for successive Representations from the area away from the test head always show the same images and Zones shown.

Bei den bisher beschriebenen Verfahren wird der Schallstrahl möglichst direkt in das zu untersuchende Objekt eingeleitet. Im Gegensatz dazu ist bei einem weiteren bekannten Vorfahren nach der DT-AS 1 289 617 ein auf einer Achse rotierender Schallkopf vorgesehen, der senkrecht zur Drehachse ein Schallbündel abstrahlt, das zunächst auf einen Parabolspiegel auftrifft und nach der Reflexion in das Objekt geleltet wird. Da sich der Schallkopf im Brennpunkt des Parabolspiegels befindet, verlaufen die reflektierten Schallstrahlen bei verschiedenen Drehstellungen des Schallkopfes parallel zueinander, und es ist daher möglich, eine rechteckige Fläche des Objektes mit untereinander parallel verlaufenden Schallstrahlen abzutasten. Diesen Vorteilen steht der prinzipielle Nachteil entgegen, daß die Schallwellen einen langen Vorlaufweg im schalloptischen System zurücklegen müssen. Um nun bei der Schnittbilddarstellung Wiederholungsechos aus dem Bereich des Umleitsystems zu verhindern, muß der Weg im schall-optischen System länger sein, als in dem zu untersuchenden Objekt. Man verliert also mehr als die Hälfte des zur Verfügung stehenden Schallweges und erreicht nur eine geringe Eindringtiefe des Schallstrahles in das Objekt. Da trotz der geringen möglichen bzw. ausnUtzbaren Eindringtiefe der gesamte benötigte Schaltweg lang ist, ergeben sich entsprechend lange Laufzeiten für die Schallimpulse und -echos, und es ist daher notwendig, die Impulsfolgefrequenz und auch die Bildfrequenz niedrig zu halten, so daß eine gröbere Bildstruktur und ein nicht flimmerfreies Bild in Kauf genommen werden müssen. Eine Erhöhung der Bildfolgefrequenz durch Erhöhung der Umdrehungsgeschwindigkeit ist nicht möglich, weil dann der Abtastraster noch gröber wird und sich das Seitenauflösungsvermögen verschlechtert. Gleichzeitig würde auch die Empfindlichkeit stark zurückgehen, weil sich der Schallkopf bei hoher Umlaufgeschwindigkeit beim Empfang eines Echos schon weit aus jener Lage herausgedreht hätte, die er beim Aussenden des das Echo erzeugenden Sendeimpulses einnahm. In the methods described so far, the sound beam is as possible introduced directly into the object to be examined. In contrast, with one further known ancestors according to DT-AS 1 289 617 a rotating on an axis Transducer provided, which emits a beam of sound perpendicular to the axis of rotation, the first hits a parabolic mirror and after reflection into the object is gelled. Since the transducer is in the focal point of the parabolic mirror, the reflected sound beams run at different rotational positions of the transducer are parallel to each other, and it is therefore possible to have a rectangular To scan the surface of the object with mutually parallel sound beams. These advantages are counteracted by the fundamental disadvantage that the sound waves have to cover a long advance path in the sound-optical system. To now at the sectional view of repetitive echoes from the area of the diversion system to prevent, the path in the acoustic-optical system must be longer than in the to examining object. So you lose more than half of what is available Sound path and only reaches a small depth of penetration of the sound beam into the Object. Since, despite the low possible or usable penetration depth, the entire The required switching travel is long, the running times are correspondingly long Sound pulses and echoes, and it is therefore necessary to set the pulse repetition rate and also to keep the frame rate low, so that a coarser image structure and a not flicker-free image have to be accepted. An increase in the frame rate by increasing the speed of rotation is not possible because then the scanning raster becomes even coarser and the page resolution deteriorates. Simultaneously the sensitivity would also decrease significantly because the transducer would be at high Orbital speed when receiving an echo is already turned far out of that position that he took when sending out the transmit pulse that generated the echo.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und ein zu seiner Durchführung geeignetes Gerät anzugeben, mit dessen Hilfe bewegte Schnittbilder mit ausreichender Bildfolgefrequenz bei gutem Auflösungsvermögen und guter Empfindlichkeit darstellbar sind, wobei lange Vorlaufwege für das Schallbündel vermieden werden und auch das Problem der Ankopplung eines bewegten Schallerzeugers an ein Objekt in zufriedenstellender Weise gelöst ist. The object of the invention is to provide a method and a method for carrying it out indicate suitable device, with the help of which moving cross-sectional images with sufficient Frame rate can be displayed with good resolution and good sensitivity are, long prerolls for the sound beam are avoided and also that Problem of coupling a moving Sound generator to an object is solved in a satisfactory manner.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich im wesentlichen dadurch aus, daß der Schallstrahl um eine im Abstand außerhalb des Objektes liegende Drehachse verstellt wird, so daß er einen in seiner Grundform trapezförmigen Bereich der Schnittebene bestreicht, wobei zur Erzeugung des Schallstrahles mehrere Ultraschallsysteme verwendet werden, die um die gemeinsame Achse rotieren und jeweils nur während ihres Durchlaufes durch den dem Objekt zugeordneten Bahnsektor mit dem Ultraschallgerät verbunden werden, dessen Bildschirm-Basislinie im wesentlichen synchron zur Bewegung des Schallstrahles im untersuchten Bereich abgelenkt wird. The method according to the invention is essentially characterized by this from that the sound beam about an axis of rotation lying at a distance outside the object is adjusted so that it has a trapezoidal area of the cutting plane in its basic shape brushed, using several ultrasound systems to generate the sound beam that rotate around the common axis and only during their passage connected to the ultrasound device by the railway sector assigned to the object whose screen baseline is essentially synchronous with the movement of the sound beam is distracted in the examined area.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird der Schall strahl wieder unter Verwendung einer möglichst kurzen Vorlaufstrecke in ein Objekt eingekoppelt. Da nun aber die Drehachse im Abstand außerhalb des Objektes liegt, wird ein trapezförmiger Bereich der Schnittebene des Objektes bestrichen, so daß schon eine Näherung an den theoretischen Idealfall des Bestreichens eines rechteckigen Bereiches durch einen parallel zu sich selbst verstellten Schallstrahl erreicht wird und gegenüber der Abtastung mit um eine in der Ankopplungsfläche liegende Achse schwenkbarem Schallkopf wesentlich geringere Unterschiede bezüglich Seitenauflösungsvermögen und Empfindlichkeit in den verschieden tief liegenden Zonen auftreten. Da das Ultraschallsystem erfindungsgemäß mit gleichbleibender Drehrichtung rotiert, also nicht wie das bekannte System hin- und herschwenkt, ergeben sich einfache Antriebsverhältnisse für die kontinuierliche Drehbewegung, und es treten keine sich periodisch ändernden und auch Vibrationen hervorrufenden Kräfte auf. Da mehrere Systeme Verwendung finden, die um eine gemeinsame Achse rotieren und nacheinander zur Wirkung kommen, kann man mit relativ niedriger Drehzahl die erforderliche hohe Bildfolgefrequenz erzielen, wobei wegen der langsamen Abtastung bei der Darstellung ein hohes Seitenauflösungsvermögen erzielt wird. Wegen der langsamen Abtastung wird auch die Ankopplung vereinfacht. In the method according to the invention, the sound beam is again under Use of the shortest possible lead-in distance coupled into an object. There but now the axis of rotation is at a distance outside the object, it becomes trapezoidal The area of the cutting plane of the object is painted so that an approximation of the theoretical ideal case of sweeping a rectangular area a sound beam adjusted parallel to itself is achieved and opposite scanning with a transducer pivotable about an axis located in the coupling surface significantly smaller differences in terms of page resolution and sensitivity occur in the different deep lying zones. Since the ultrasound system according to the invention rotates with the same direction of rotation, i.e. not backwards like the known system and swings, there are simple drive conditions for the continuous Rotational movement, and there are no periodically changing or vibrations evoking forces. Since several systems are used, they all have one common Rotating the axis and taking effect one after the other can be done with relatively lower rotational speed achieve the required high frame rate, with because of the slow scanning in the display, a high page resolution capability is achieved. The coupling is also simplified because of the slow scanning.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorzugsweise ein Gerät vorgesehen, welches sich dadurch auszeichnet, daß der auf das zu untersuchende Objekt aufsetzbare Schallkopf ein in seinem ruhenden Gehäuse drehend antreibbar gelagertes Rad mit am Umfang verteilten, voneinander getrennten Schallsystemen aufweist, die bei jeder Drehung des Rades über einen Schater nur während des Durchganges durch einen vorbestimmten Sektor (Bildfenster) mit dem Gerät verbindbar sind, wobei Rad und Gehäuse über eine schalleitende Flüssigkeit gekoppelt sind und die Ablenkung der Basislinie des Anzeige gerätes mit der Drehbewegung des Schallkopfrades bzw. der Schallsysteme beim Durchgang durch das Bildfenster synchronisiert ist. To carry out the method according to the invention, it is preferred a device is provided, which is characterized in that the to be examined Object attachable transducer can be driven to rotate in its stationary housing has mounted wheel with sound systems distributed around the circumference and separated from one another, which with each turn of the wheel over a switch only during the passage through a predetermined sector (picture window) can be connected to the device, whereby wheel and housing are coupled via a sound-conducting liquid and the deflector the base line of the display device with the rotary movement of the transducer wheel or the sound system is synchronized when passing through the image window.

Die Schallsysteme können in gleichmäßiger Umfangsverteilung am Rad angeordnet sein, wobei z.B. die Abstände benachbarter Schallsysteme etwa der Breite des Schallfensters in der Bewegungsrichtung entsprechen. The sound systems can be distributed evenly around the wheel be arranged, with e.g. the distances between neighboring sound systems approximately the width of the sound window in the direction of movement.

Es ist auch möglich, am Schallkopfrad Schallsysteme mit unterschiedlichen Eigenschaften, z.B. verschiedenen Durchmessern, Nahfeldbereichen, vorgeschalteten Schallinsen od.dgl. It is also possible to use different sound systems on the transducer wheel Properties, e.g. different diameters, near field areas, upstream Sonic lenses or the like.

anzuordnen, wobei diese Systeme alternierend vorgesehen und jeweils gleichartige, über einen Vorwählschalter auswählbare Systeme über die Umschalteinrichtung mit dem Gerät verbindbar sind.to be arranged, these systems being provided alternately and each Similar systems that can be selected using a preselector switch via the switching device can be connected to the device.

Jedem Schallsystem kann am Rad ein mit einem Schleifkontakt zusammenwirkendes Kontaktstück zugeordnet sein, so daß alle diese Kontaktstücke -miteinander eine Art Kollektor bilden und zwischen den einzelnen Kontaktstücken Isolierstreifen vorgesehen sind. Dabei ist das Ultraschallgerät mit dem entsprechenden Schallsystem verbunden, stange das Kontaktstück mit dem zugehörigen Schleifkontakt in Eingriff steht. Uber die Kontaktstücke werden sowohl die die Sendeimpulse erzeugenden Signale zum jeweiligen Schallsystem als auch von diesem die empfangenen Echo signale zurück zum Gerä geleitet. Each sound system can have one that interacts with a sliding contact on the wheel Be assigned contact piece, so that all these contact pieces -with each other one Type a collector and insulating strips between the individual contact pieces intended are. The ultrasound device is connected to the corresponding sound system, rod the contact piece is in engagement with the associated sliding contact. Above the contact pieces are both the signals generating the transmission pulses to the respective Sound system as well as from it the received echo signals back to the device.

Nach einer Weiterbildung sind die Schallsysteme mit dem Gerät über einen Ubertrager, insbesondere einen Transformator, dessen eine Wicklung mit dem Rad umläuft und koaxial mit einer feststehenden Wicklung angeordnet ist, gekoppelt, und es isbWorzugsweiæe jedem Schallsystem im Rad ein von außen zwangsgesteuerter Schalter zugeordnet. After further training, the sound systems are over with the device a transformer, in particular a transformer, one winding of which with the The wheel rotates and is arranged coaxially with a fixed winding, coupled, and every sound system in the wheel is a force controlled from the outside Assigned to the switch.

Diese Ausführung ermöglicht eine Übertragung der Signale ohne unmittelbare galvanische Verbindung. Die Wicklungen des Transbrmators werden so ausgeführt, daß sie sich zueinander gleich verhalten, gleichgültig, ob die eine von ihnen umläuft oder nicht. Demzufolge kann nur eine Änderung der Stromstärke in der einen Wicklung die Induktion der Spannung in einer anderen Wicklung bewerkstelligen. An sich bekannte Einrichtungen zur Verhinderung einer Verzerrung der Signale bzw. zur Entzerrrung von Signalen können ebenfalls vorgesehen werden. Bei Verwendung mehrerer S~hallkopfräder in Verbindung mit dem gleichen Schnittbildgeät wird man untereinander gleiche, d.h. zumindest gleiche Durchmesser aufweisende, mit dem Schallkopfrad verbundene Wicklungen vorsehen, die in die feststehende Wicklung passen und so gemeinsam mit dem Rad auswechselbar sind. Eine andere Möglichkeit bestünde darin, die Radwicklung in der anderen Wicklung fix zu lagern und zwischen ihr und dem Rad lösbare, beim Betrieb aber weste Verbindungen vorzusehen. This design enables the signals to be transmitted without direct galvanic connection. The windings of the Transbrmator are designed so that they behave in the same way to one another, regardless of whether one of them is walking around or not. As a result, there can only be a change in the amperage in one winding induce the voltage in another winding. Known per se Devices for preventing signal distortion or for equalization of signals can also be provided. When using several S ~ Hall head wheels in connection with the same cross-sectional device one becomes the same with one another, i.e. Windings connected to the transducer wheel and having at least the same diameter Provide that fit into the fixed winding and so interchangeable together with the wheel are. Another possibility would be to have the wheel winding in the other winding to be stored in a fixed position and between it and the wheel detachable, but vest-like connections during operation to be provided.

Nach einer vorteilhaften Ausbildung sind über ein Magnetfeld, also berührungslos betätigbare Schalter vorgesehen. According to an advantageous embodiment, a magnetic field, so non-contact switch provided.

Bei einer alternierenden Anordnung von unterschiedliche Eigenschaften aufweisenden Schallsystemen am Rad kann jeder Gruppe mit gleichen Eigenschaften ein eigener Ubertrager zugeordnet oder nach einer anderen Ausführung dadurch eine Auswahl je einer Gruppe mit gleichen Eigenschaften ermöglicht sein, daß am Rad die mit ihm umlaufenden Schalter bzw. deren Betätigungsorgane verschiedene, für jede Gruppe von Schallsystemen mit gleichen Eigenschaften aber gleiche Achsabstände aufweisen, so daß im letzteren Fall durch Einstellung der feststehenden Gegenstücke der Betätigungsorgane auf bestimmte Durchmesser des Rades die gewünschte Schallsystemgruppe für die Untersuchung ausgewählt werden kann. With an alternating arrangement of different properties having sound systems on the bike can each group with the same properties assigned a dedicated transmitter or, according to a different embodiment, as a result Selection of a group with the same properties be made possible that on the wheel with it revolving switches or their actuators different for each Group of sound systems with the same properties but have the same center distances, so that in the latter case by adjusting the fixed counterparts of the actuators the desired sound system group for the investigation on a certain diameter of the wheel can be selected.

Weitere Einzelheiten und Vorteilides Erfindungsgegenstandes gehen aus der nachfolgenden Zeichnungsbeschreibung hervor. Further details and advantages of the subject matter of the invention go from the following description of the drawing.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise veranschaulicht. Es zeigt: Fig. 1 in schematisierter Darstellungsweise den prinzipiellen Aufbau eines für das erfindungsgemäße Verfahren und bei dem erfindungsgemäßen Gerät verwendbaren Schallkopfes, Fig. 2 eine genauere Darstellung eines Schallkopf/ in einer der Fig. 1 entsprechenden Darstellungsweise, Fig. 3 ein Blockschema eines eSEndungsgemäßen Gerätes, Fig. 4 eine Skizze zur Erklärung des Bildaufbaues, Fig. 5 eine Darstellung einer möglichen Ableitung einer bestimmten Steuerspannung für die Ablenkplatten einer Bildröhre aus einer Kippspannwig bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig.6 ein Schema zur Erklärung der Erzeugung von mit dem Bildfensterdurchgang eines Schallstrahles synchronen Steuerimpulsen, Fig. 7 en weiteres Schallkopfrad schematisch in Ansicht und Fig. 8 ein zugehöriges Schaltschema. The subject matter of the invention is illustrated, for example, in the drawing. It shows: FIG. 1 in a schematic representation the basic structure of a usable for the method according to the invention and in the device according to the invention Transducer, FIG. 2 shows a more precise representation of a transducer / in one of the FIGS. 1 corresponding representation, FIG. 3 is a block diagram of an embodiment according to the invention Device, FIG. 4 a sketch for explaining the image structure, FIG. 5 a representation a possible derivative of a certain control voltage for the deflection plates a picture tube from a Kippspannwig when carrying out the invention Method, FIG. 6 is a diagram for explaining the generation of with the picture window passage of a sound beam synchronous control pulses, Fig. 7 en another sonic head wheel schematically in view and FIG. 8 an associated circuit diagram.

Nach Fig. 1 ist in einem Gehäuse 1 ein Schallkopfrad 2 drehbar gelagert. Der Zwischenraum 3 zwischen Rad und Gehäuse ist mit einer schalldurchlässigen Flüssigkeit gefüllt. Am Umfang des Schallkopfrades 2 sind in regelmäßigen Abständen Schallkopfsysteme 4a bis 4f angeordnet, die elektrisch zumindest einpolig voneinander getrennt sind. Jedes Schallkopfsystem ist mit einer eigenen Verbindungsleitung 5a bis 5f mit einem von den übrigen Segmenten isolierten Segment 6a bis 6f eines#Schleifringes verbunden, auf dem ein als Gleitkontakt 7 dargestellter, in der Praxis aber natürlich auch berührungslos ausführbarer Abnehmerkontakt 7 aufliegt. Wird das Schallkopfrad 2 im Sinne des Uhrzeigers gedreht, so werden die einzelnen Schallkopfsysteme 4a bis 4f nacheinander mit dem Ultraschallgerät verbunden, was bei der Darstellung nach Fig. 1 innerhalb des durch die Begrenzun zu a und 8b gegebenen, als "Bildfenster bezeichenbaren Bereiches gerade für das Schallsystem 4d der Fall ist. Während des Durchlaufes durch den genannten Bereich wird das jeweils dort befindliche Schallsystem vom Schnittbildgerät her in der Impulsfolgefrequenz zum Aussenden von Schallimpulsen angeregt und kann die dazu einlangenden Echos aus dem Objekt empfangen. Das Gehäuse 1 ist seinerseits im Bildfensterbereich an das Objekt angekoppelt. According to Fig. 1, a transducer wheel 2 is rotatably mounted in a housing 1. The space 3 between the wheel and the housing is covered with a sound-permeable liquid filled. On the circumference of the transducer wheel 2 are transducer systems at regular intervals 4a to 4f, which are electrically isolated from one another at least one pole. Each transducer system has its own connection line 5a to 5f with a segment 6a to 6f of a # slip ring, which is isolated from the other segments, is connected, on the one shown as sliding contact 7, but of course also in practice contactless executable customer contact 7 rests. If the transducer wheel 2 When rotated clockwise, the individual transducer systems 4a to 4f successively connected to the ultrasound device, which is what is shown in the illustration according to Fig. 1 within the given by the boundary to a and 8b, as "image window markable area is just the case for the sound system 4d. During the The sound system located there is passed through the area mentioned from the sectional image device in the pulse repetition frequency for emitting sound pulses stimulated and can receive the incoming echoes from the object. The case 1 is in turn coupled to the object in the image window area.

Befände sich auf dem Schallkopfrad nur in Schallkopfsystem, so müßte dieses Rad, um die geforderte Bildfolgefrequenz von 20 Bildern/Sekunde zu erreichen, 20 Umdrehungen in der Sekunde ausführen. Man würde durch eine derartige Anordnung zwar erreichen, daß statt der Abtastung eines dreieckigen Bereiches die günstigere Abtastung eines trape#förmigen Feldes erfolgt und an Stelle deroszillierenden Bewegung des Schallkopfes eine gleichförmige Bewegung tritt, doch wären noch einige Nachteile vorhanden. Bei der geforderten Umdrehungsgeschwindigkeit treten am Umfang des Rades erhebliche Geschwindigkeiten auf, die zu Snwierigkeiten b~i der Auskoppelung des Schalles führen können. Außerdem ergibt sich nach wie vor ein grobes Rasteqbezüglich der Abtastung der darzustellenden Fläche. Bei einer angenommenen Impuls-Folgefrequenz von 6000 Hz würde sich der Schallkopf zwischen der Aussendung unmittelbar aufeinanderfolgender Schallimpulse um 1,20 verdrehen, so daß das Raster in entfernteren Bereichen der abzubildenden Flächen bereits relativ grob wäre. Außerdem ergäbe sich auch insfern ein ungünstiger Wirkungsgrad, als die Pause zwischen dem Fertigstellen eines Schnittbildes und dem Beginn des Schreibens des nächsten Schnittbildes bei einem Schallfenster mit 600 Öffnungswinkel fünfmal so lang wäre, wie die für die Anfertigung eines einzelnen Bildes benützte Zeitspanne. Diese ungiinstigen Bedingungen lassen sich jedoch sofort beseitigen, wenn man, wie in der Zeichnung dargestellt, mehrere Schallkopfsysteme auf dem Achallkopfrad gleichmäßig verteilt anordnet. Bei gleichbleibender Bildfolgefrequenz kann man jetzt die Umdrehungsgeschwindigkeit proportional der Anzahl der verwendeten Schallkopfsysteme herabsetzen, wodurch auch das Abtastraster im gleichen Maße verdichtet wird. If there was only a transducer system on the transducer wheel, it would have to this wheel to achieve the required frame rate of 20 frames / second, Execute 20 revolutions per second. One would by such an arrangement achieve that instead of scanning a triangular area the more favorable A trapezoidal field is scanned and instead of the oscillating movement uniform movement occurs in the transducer, but there are still some disadvantages available. At the required speed of rotation, step on the circumference of the wheel considerable speeds, which lead to difficulties in decoupling the Sound can lead. In addition, there is still a gross Rasteq regarding the scanning of the area to be displayed. With an accepted Pulse repetition frequency of 6000 Hz would affect the transducer between transmissions Rotate immediately successive sound pulses by 1.20 so that the grid in more distant areas of the surfaces to be mapped would already be relatively coarse. aside from that This would also result in an unfavorable degree of efficiency as the break between the Completion of a layplan and the start of writing the next layplan with a sound window with an opening angle of 600 would be five times as long as the one for Time span used to make a single picture. These unfavorable conditions can, however, be eliminated immediately if, as shown in the drawing, arranges several transducer systems evenly distributed on the Achallkopfrad. at With a constant frame rate you can now set the speed of rotation proportional to the number of transducer systems used, which also the scanning grid is compressed to the same extent.

Für den gezeichneten Fall würde die erforderliche Umdrehungsgeschwindigkeit nur mehr 3,33 Umdrehungen je Sekunde betragen und der Schwenkwinkel der Schallkopfsysteme zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen nur mehr 0,20. Dies entspricht schon weitgehend einer kontinuierlichen Abtastung, da infolge der endlichen Breite des Schallbündels die einzelnen Bündel praktisch lückenlos aneinander anschliflen. Wählt man außerdem den Winkel zwischen zwei benachbarten Schallkopf-Systemen gleich dem Winkel des Schallfensters, so tritt keine Pause zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schnittbildern ein, da bei Vollendung eines Bildes sofort mit dem Schreiben des folgenden Bildes begonnen wird. Es ergibt sich also auch diesbezüglich ein guter Wirkungsgrad. Eine Erfüllung dieser Forderung ist wünschenswert, jedoch nicht unbedingt notwendig.For the case shown, the required speed of rotation would be only 3.33 revolutions per second and the swivel angle of the transducer systems only 0.20 between two consecutive pulses. This already corresponds largely a continuous scanning, because due to the finite width of the With the sound bundle, sand the individual bundles together practically without any gaps. Chooses the angle between two adjacent transducer systems is also equal to that Angle of the sound window so there is no pause between two successive ones Because when a picture is completed, immediately with the writing of the following picture is started. In this respect, too, the result is a good one Efficiency. Meeting this requirement is desirable, but not essential necessary.

Bei der Auskopplung des Schalles läuft dieser von der vorderen Schutzschicht des jeweils sendenden Schallkopfsystems 4a bis 4f zunächst durch die im Spalt 3 zwischen Schallkopfsystem und Gehäusewand befindliche Flüssigkeitsschicht und dann noch durch die Gehäusewand 1 selbst, bevor er in das zu untersuchende Objekt eintritt. Während der dadurch eintretende Verlust in bezug auf die gesamte ausnützbare Lauflänge des Schalles vernachlässigt werden kann, tritt jedoch aine Verlängerung der Breite der unmittelbar an den Schallkopf anschließenden, nicht prüfbaren Zone ein. Diese tote Zone wird in erster Linie durch die Breite des Sendeimpulses bestimmt. Im vorliegenden Fall kommen jedoch noch Mehrfachreflexionen, die vor allem in der Flüssigkeitsschicht auftreten, hinzu, die meist vom Sendeimpuls Acht zu trennen sind und daher praktisch eine Verbreiterung dieses Impulses bewirken. Es hat sich gezeigt, daß man diese Schwierigkeiten durch folgende Maßnahmen weitgehend ausschalten kann: Wird der Flüssigkeitsspalt sehr klein gewählt, so folgen die einzelnen Reflexionen sehr dicht aufeinander und nehmen daher für ihre Gesamtheit weniger Zeit in Anspruch als bei größerer Spaltbreite. Besonders günstig liegen die Verhältnisse, wenn die Breite des Flüssigkeitsspaltes kleiner ist, als eine halbe Wellenlänge der auftretenden Schallwellen. When the sound is decoupled, it runs off the front protective layer of the respective transmitting transducer system 4a to 4f initially through the gap 3 liquid layer between the transducer system and the housing wall and then even through the housing wall 1 itself before it enters the object to be examined. During the resulting loss in relation to the total usable run length of the sound can be neglected, but an extension of the width occurs the non-testable zone immediately adjacent to the transducer. These The dead zone is primarily determined by the width of the transmission pulse. In the present In this case, however, there are still multiple reflections, mainly in the liquid layer occur, added, which are usually to be separated from the transmission pulse eight and therefore practical cause a broadening of this impulse. It has been shown that you can do this Difficulties can largely be eliminated by the following measures: The liquid gap chosen to be very small, the individual reflections follow one another very closely and therefore take less time for their entirety than with a larger gap width. The conditions are particularly favorable if the width of the liquid gap is smaller than half a wavelength of the sound waves occurring.

Man kann außerdem die Anzahl der auftretenden Mehrfachreflexionen dadurch stark herabsetzen, daß man für die Gehäusewand ein Material wählt, dessen Schallwiderstand möglichst ähnlich dem Schallwiderstand der verwendeten Flüssigkeit ist.You can also determine the number of multiple reflections that occur greatly reduce by choosing a material for the housing wall, its Sound resistance as similar as possible to the sound resistance of the liquid used is.

Dadurch wird erreicht, daß bei jeder Reflexion nur ein sehr kleiner Energieanteil reflektiert wird, wogegen der größere Anteil durch die Gehäuswand nach außen abfließen kann. Im Idealfall, nämlich wenn der Schallwiderstand der Gehäusewand und der Flüssigkeit gleich groß sind, würde überhaupt keine Reflexion erfolgen.This ensures that with each reflection only a very small one Energy portion is reflected, whereas the larger portion through the housing wall can flow to the outside. In the ideal case, namely when the sound resistance of the housing wall and the liquid are the same size, there would be no reflection at all.

Nach Fig. 1 ist das Schallkopfrad 2 bezüglich des Gehäuseinnenraumes 3 exzentrisch angeordnet. Dies ist nicht unbedingt notwendig, bietet jedoch verschiedene Vorteile: Wie bereits erwähnt, soll der Flüssigkeitsspalt im Bereich des Schallfensters sehr klein sein. Die Einhaltung eines derart engen Spaltes über den ganzen Umfang erfordert hohe Präzision in der Fertigung. Da jedoch diese geringe Spaltbreite nur im Bereich des Schallfensters erforderlich ist, läßt sich diese Bedingung durch die exzentrische Anordnung viel leichter und mit weniger Aufwand erfüllen. Als sekundäre Folge dieser Maßnahme ergibt sich eine verringerte Reibung und damit eine kleinere erforderliche Antriebsleistung. According to Fig. 1, the transducer wheel 2 is with respect to the housing interior 3 arranged eccentrically. This is not strictly necessary, but offers several options Advantages: As already mentioned, the liquid gap should be in the area of the sound window be very small. Maintaining such a narrow gap over the entire circumference requires high precision in production. However, since this small gap width only is required in the area of the sound window, this condition can be passed meet the eccentric arrangement much more easily and with less effort. As a secondary As a result of this measure, there is a reduced friction and thus a smaller one required drive power.

Darüber hinaus wird das zur Verfügung stehende Flüssigkeitsvolumen größer, so daß eventuell auftretende Leckverluste weniger ins Gewicht fallen, Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Ausführung des Schilkopfrades 2. Der grundlegende Unterschied ist nicht, daß gegenüber Fig. 1 mehr Schallkopfsysteme vorhanden sind, sondern daß die Schallkopfsysteme in zwei Gruppen zusammengefaßt sind, die auf getrennte Schleifringe führen. Die Schallkopfsysteme 4a bis 4f liegen auf dem äußeren Schleifring mit den Segmenten 6a bis 6f, die Schallkopfsysteme 4g bis 4 1 liegen auf dem inneren Schleifring mit den Segmenten 6g bis 6 1 . Durch einfaches Umschalten des Schleifkontaktes kann nun wahlweise das eine oder das andere System in Betrieb genommen werden. Besitzen die beiden Systemgruppen unterschiedliche Eigenschaften, wie z.B. verschiedene Frequenz, so kann man auf diese Weise eine einfache Umschaltung der entsprechenden Eigenschaft bewirken, ohne daß das Schallkopfrad ausgewechselt werden muß. Natürlich ist dieser Gedanke fortsetzbar, d.h.,es können auch mehr als zwei Systeme im Schallkopfrad angebracht werden, wodurch sich noch mehr Möglichkeiten ergeben .Hier stellt nur die Größe der einzelnen Systeme und der zur Verfügung stehende Platz sowie die gewünschte Anzahl von Systemen je Gruppe eine Grenze dar.In addition, the available liquid volume larger, so that any leakage losses that may occur are less significant, Fig. 2 shows a modified version of the Schilkopf wheel 2. The fundamental difference is not that there are more transducer systems than in FIG. 1, but that The transducer systems are grouped into two groups, which are based on separate slip rings to lead. The transducer systems 4a to 4f are on the outer slip ring with the Segments 6a to 6f, the transducer systems 4g to 4 1 lie on the inner slip ring with segments 6g to 6 1. By simply switching the sliding contact, now either one or the other system can be put into operation. Own the two system groups have different properties, such as different frequencies, in this way one can easily switch the corresponding property without having to replace the transducer wheel. Of course this is Thought can be continued, i.e. there can also be more than two systems in the transducer wheel can be attached, which opens up even more possibilities the size of the individual systems and the space available as well as the desired number of systems per group is a limit.

Es ist jedoch auch denkbar, innerhalb einer Gruppe verschiedene Eigenschaften zu ändern, so daß man als Anzeige dann einen zeitlichen Mittelwert in bezug auf die Eigenschaften der einzelnen Systeme bekommt. Es istz.B. bekannt, daß die Empfindlichkeit eines Schallkopfsystemes entlang der Achse schwankt und gewisse Stellen mit maximaler und minimaler Empfindlichkeit aufweist. Die Lage dieser Stellen ist vom Verhältnis des Schwingerdurchmessers und der Wellenlänge des Schallkopfsystemes abhängig. Durch Anderung des Durchmessers bei gleichbleibender Frequenz kann man erreichen, daß ein Schallkopf dort seine maximale Empfindlichkeit hat, wo ein anderer Schallkopf ein Minimum besitzt. Ordnet man derartige Schallköpfe abwechselnd in einer Gruppe an, so erhält man,über einen längeren Zeitabschnitt gesehen, einen weitgehenden Ausgleich der Empfindlichkeitsverteilung über einen größeren Tiefenbereich. Der Begriff "längerer Zeitabschnitt« ist dabei nicht streng wörtlich aufzufassen, da bereits zwei aufeinanderfolgende Bilder diesen Ausgleich bewirken, was bei einer Bildfrequenze von 20Hz bereits in 0,1 Sekunden der Fall ist. However, it is also conceivable to have different properties within a group to change, so that one can then display a mean value over time with respect to gets the properties of the individual systems. It is e.g. known the sensitivity of a transducer system fluctuates along the axis and certain points with maximum and has minimal sensitivity. The location of these places depends on the ratio the transducer diameter and the wavelength of the transducer system. By Changing the diameter while maintaining the same frequency can be achieved that one transducer has its maximum sensitivity where another transducer has a minimum. If you arrange such transducers alternately in a group on, one obtains a far-reaching one, viewed over a longer period of time Compensation of the sensitivity distribution over a larger depth range. Of the The term "longer period of time" is not to be taken strictly literally, there already two consecutive images bring about this compensation, which is the case with a Frame rate of 20Hz is already the case in 0.1 seconds.

Für die Erzeugung des Schnittbildes ist es erforderlich, daß die Basislinie am Bildschirm des Gerätes die gleiche Bewegung ausführt, wie das Schilbündel im untersuchten Objekt. For the generation of the sectional image it is necessary that the Baseline on the device's screen performs the same movement as the bundle of shields in the examined object.

Eine derartige Möglichkeit ist zunächst für den vereinfachten Fall , daß im Schallkqfrad nur ein System vorhanden wäre, in Fig. 3 dargestellt. Das Schallkopfrad 2 ist über eine Welle 8 mit den Schleifern eines sin/cos-Potentiometers 9 verbunden.One such possibility is initially for the simplified case that only one system would be present in the sound wheel, shown in FIG. That Sonic head wheel 2 is via a shaft 8 with the sliders of a sin / cos potentiometer 9 connected.

Ein Schleifer versorgt über eine Leitung 10 die Platten für die horizontale Ablenkung des Elektronenstrahles einer Kathodenstrahlröhre 13. Der zweite Schleifer führt über die Leitungen 11a und lib zu den Platten für die vertikale Ablenkung. In dieser Leitung befindet sich noch ein Potentiometer 12, mit dem den Platten eine zusätzliche Gleichspannurg aufgeprägt werden kann. Würde am Potentiometer 9 eine konstante Gleichspannung und am Potentiometer 12 keine Spannung angelegt, sq#nirde der Elektronenstrahl am Bildschirm der Kathodenstrahlröhre 13 einen konzentrischen Kreis zeichnen, dessen Radius der am sin/cos-Potentiometer 9 angelegten Spannung entspricht und dessen Umlauffrequenz mit der Umlauffrequenz des Schallkopfrades 2 übereinstimmt. Legt man jedoch an das sin/cos-Potentiometer 9 über eine Leitung 14 eine Kippspannung, deren Frequenz sehr hoch gegenüber der Umlauffrequenz des Schallkopfrades ist, so entsteht auf dem Bildschirm eine vom Mittelpunit ausgehende Linie, die sich synchron zum Schallkopfrad dreht und die die Basislinie für das Schnittbild bildet.A grinder supplies the plates for the horizontal via a line 10 Deflection of the electron beam from a cathode ray tube 13. The second grinder leads via lines 11a and 11b to the plates for vertical deflection. In this line there is also a potentiometer 12, with to the an additional DC voltage can be impressed on the plates. Would on the potentiometer 9 a constant DC voltage and no voltage applied to potentiometer 12, sq # the electron beam on the screen of the cathode ray tube 13 will not be concentric Draw a circle, the radius of which corresponds to the voltage applied to the sin / cos potentiometer 9 and its rotational frequency corresponds to the rotational frequency of the transducer wheel 2 matches. However, if you apply it to the sin / cos potentiometer 9 via a line 14 a breakover voltage, the frequency of which is very high compared to the rotational frequency of the If the transducer is a wheel, an emanating from the center point appears on the screen Line that rotates in synchronism with the transducer wheel and that is the baseline for the Forms sectional view.

Der Mittelpunkt der Drehung läßt sich durch die über das Potentiometer 12 zugeführte Gleichspannung in vertikaler Richtung und sogar bis außerhalb des Bildschirmes verlagern.The center of the rotation can be determined by using the potentiometer 12 supplied DC voltage in the vertical direction and even outside of the Move the screen.

Die erforderliche Kippspannung wird in einem Kippgenerator 15 erzeugt und dient außerdem zur Auslösung der Sendeimpulse.The required breakover voltage is generated in a breakover generator 15 and also serves to trigger the transmission pulses.

Da der Beginn der Kippspannung jeweils dem Mittelpunkt der Drehbewegung der Basislinie entspricht, der Sendeimpuls jedoch an den Schallkopfsystemen (4a bis 4 l) entsteht, die einen gewissen Abstand vom Mittelpunkt des Schallkopfrades 2 besitzen, ist es erforderlich, die Auslösung des Sendeimpulses gegenüber dem Beginn der Kippspannung so lange zu verzögern, als dies der Laufzeit eines Schallimpulses von dem Mittelpunkt des Schallkopfrades zu dessen Umfang entsprechen würde. Dies geschieht dadurch, daß die Kippspannung über eine Leitung 16 einem Verzögerungsglied 17 zugeführt wird und von dort über die Verbindung 18 den Impulssender 19 auslöst. Der elektrische Impuls gelangt über die Leitung 20 einerseits über den Schleifkontakt 7 und den Schleifring 6 zu den Schallkopfsystemen und anderseits zu einem Empfänger 21, der über die gleiche Leitung auch die Echosignale erhält, Nach entsprechender Verarbeitung werden diese Signale dann über die Leitung 22 zur Helligkeitssteuerung der Kathodenstrahlröhre benützt. Es ist denkbar, daß man die Verzögerung des Sendeimpulses über die Leitung 23 so steuert, daß der Impuls bei Verschiebung des Bildes immer am Bildschirm sichtbar bleibt.Since the beginning of the breakdown voltage is the center of the rotary movement corresponds to the baseline, but the transmission pulse at the transducer systems (4a up to 4 l), which is a certain distance from the center of the transducer wheel 2, it is necessary to trigger the transmission pulse opposite the beginning to delay the breakover voltage as long as the transit time of a sound pulse from the center of the transducer wheel would correspond to its circumference. this happens in that the breakover voltage via a line 16 to a delay element 17 is supplied and from there the pulse transmitter 19 triggers via the connection 18. The electrical impulse arrives via the line 20 on the one hand via the sliding contact 7 and the slip ring 6 to the transducer systems and on the other hand to a receiver 21, who also receives the echo signals over the same line, according to the corresponding processing these signals are then sent via line 22 to Brightness control of the cathode ray tube used. It is conceivable that the Delay of the transmission pulse on line 23 controls so that the pulse at Shift of the picture always remains visible on the screen.

Während bei Verwendung von nur einem Schallkopfsystem die Bildzeile (Basislinie) sich analog wie das Schallkopfrad immer um 3600 dreht, müßte bei Verwendung von mehreren Systemen die Bewegung der Basislinie anders verlaufen. In Fig. 4 ist ieser Bewegungsvorgang schematisch dargestellt. Whereas if only one transducer system is used, the image line (Baseline) analogously to how the transducer wheel always rotates by 3600, should be used when using of several systems the movement of the baseline will be different. In Fig. 4 is This movement process is shown schematically.

Die Basislinie schwenkt um den Drehpunkt 25, der zweckmäßigerweise außerhalb des Bildschirmes liegt. Die Linien 24 stellen die verschiedenen Lagen der Basislinie' dar, die sie nach und nach einnimmt, wobei jedoch der Winkelbereich zwischenawei aufeinanderfolgenden Linien viel größer gezeichnet ist, als dies der Wirklichkeit entspricht. Hat die Basislinie von rechts kommend sich um einen bestirniiten Betrag gedreht und den linken Bildrand erreicht, so müßte sie wieder auf die Anfangsstellung zurückspringen und die Bewegung von Neuem beginnen. Der Schwenkwinkel entspricht dabei dem Drehwinkel, den der Schallkopf vor dem Schallfenster beschreibt, das Zurückspringen entspricht der Umschaltung auf das nächste Schallkopfsystem, das in das Schallfenster eintritt. Eine Lösung dieses Problems könnte dadurch erreicht werden, daß sich auf der Achse 8 mehrere sin/cos-Potentiometer befinden, und zwar jedem Schallkopfsystem ein eigenes Potentiometer zugeordnet ist. Diese Potentiometer sind außerdem in ihrem Winkel gegeneinander so versetzt, wie die einzelnen Schallkopfsysteme. Gleichzeitig mit der Umschaltung eines Schallkopfsystemes erfolgt auch eine Umschaltung auf das entsprechende Potentiometer, was durch Umschaltkontakte, die von der Achse des Schallkopfrades aus gesteuert werden, bewirkt werden könnte.The base line pivots about the pivot point 25, which is expediently is off the screen. The lines 24 represent the different layers the baseline 'which it gradually adopts, but with the angular range between two successive lines is drawn much larger than this Corresponds to reality. Has the baseline coming from the right around one If the amount is rotated and reaches the left edge of the picture, it would have to go back to the starting position jump back and start the movement all over again. The swivel angle corresponds to the angle of rotation that the transducer describes in front of the sound window, the jumping back corresponds to switching to the next transducer system that is in the sound window entry. A solution to this problem could be achieved by relying on several sin / cos potentiometers are located on axis 8, specifically for each transducer system its own potentiometer is assigned. These potentiometers are also in yours Angle offset from one another in the same way as the individual transducer systems. Simultaneously When switching over a transducer system, there is also a switchover to the corresponding potentiometer, what by switching contacts, which from the axis of the transducer wheel controlled from, could be effected.

Die geschiilerte Anordnung entspricht zwar theoretisch den gestellten Bedingungen, dürfte jedoch in der Praxis nicht voll befriedigen, da sich die mechanisch betätigten Kontakte rasch abnützen und zu Störungen führen könnten. Zweckmäßiger scheint eine Steuerung ohne mechanisch bewegte Teile. Eine mögliche Lösung wird in der Folge geschildert: Jedesmal, wenn ein Schallkopfsystem in das Schallfenster eintritt, wird ein kurzer elektrischer Impuls erzeugt, so daß sich der in Fig. 5 (27) gezeigte Spannungsverlauf ergibt. Diese Spannungsimpulse werden zum Starten einer Kippspannung verwendet, die bis zum Eintreffen des nächsten Impulses ansteigt. Bei jedem Impuls wird der laufende Kippvorgang unterbrochen und ein neuer Kippvorgang begonnen. The described arrangement corresponds theoretically to the one given Conditions, however, should not be fully satisfactory in practice, since the mechanical activated contacts wear out quickly and lead to malfunctions. More expedient seems a control without mechanically moving parts. One possible solution will be Described below: Every time a transducer system enters the sound window occurs, a short electrical pulse is generated, so that the in Fig. 5 (27) results in the voltage curve shown. These voltage pulses are used to start a breakover voltage is used, which increases until the arrival of the next pulse. With each impulse the current tilting process is interrupted and a new tilting process is started began.

Es ergibt sich somit der in 28 gezeigte Spannungsverlauf.The voltage profile shown in FIG. 28 thus results.

Diese Kippspannung darf nicht mit der im Kippgenerator erzeugten Kippfrequenz für die Basislinie verwechselt werden.This breakover voltage must not match the breakover frequency generated in the breakover generator be mistaken for the baseline.

Sie besitzt eine Frequenz, die der Bildfolgefrequenz, also etwa 20 Hz, entspricht. Durch Vollweggleichrichtung wird aus dieser Kippspannung zunächst die in 29 gezeigte Dreieckspannung gewonnen. Nach einer Phasenumkehrung erhält man eine gegenläufige Spannung 30, die einem Funktionsgenerator zugeführt wird, der aus ihr eine cosinus-Spannung ableitet 31, die jedoch nicht dem cos von 00 bis 3600 entspricht, sondern dem Verlauf des cos von -Y bis +>>'und dann wieder bei -> beginnt. Unter x' ist dabei der halbe Winkel der Schwenkung zu verstehen, die ein Schallkopfsystem beim Vorbeilaufen am Schallfenster ausführt. Für den Erhalt der sin-Spannung wird wieder von der Kippspannung 28 ausgegangen.It has a frequency that corresponds to the frame rate, i.e. about 20 Hz. This breakover voltage initially becomes through full-wave rectification the triangle voltage shown in FIG. 29 is obtained. After a phase reversal one obtains an opposing voltage 30, which is fed to a function generator, the from it derives a cosine voltage 31, which however does not correspond to the cos from 00 to 3600 corresponds to, but the course of the cos from -Y to + >> 'and then again at -> begins. Here, x 'is to be understood as half the angle of the swivel, which a transducer system executes when walking past the sound window. For the receipt the sin voltage is again based on the breakover voltage 28.

Dieser Spannungsverlauf wird zunächst verstärkt, so daß eine Kippspannung gleicher Frequenz, jedoch größerer Amplitude entsteht 32. Durch eine Begrenzer -Schaltung werden die Spitzenwerte der Amplituden dieser verstärkten Kippspannung abgeschnitten, wodurch man den Spannungsverlauf 33 erhält.This voltage curve is first amplified, so that a breakover voltage same frequency, but greater amplitude 32. By a limiter circuit will the Peak values of the amplitudes of this amplified breakover voltage cut off, whereby the voltage curve 33 is obtained.

Durch Zusammenfügen der Spannungen 28 und 33 erhält man den in 34 dargestellten Spannungszug, der bereits eine gute Näherung für den Verlauf einer sin-Spannung zwischen und + ~ darstellt. Führt man diese Spannung wieder einem Funktionsgenerator zu, so kann man eine noch bessere Darstellung des Verlaufes der sinipannung zwischen - -< und + erreichen, wie sie in 35 gezeigt ist. Wählt man den Winkel nicht zu groß, so ist es sogar möglich, den Verlauf der sin-Spannung im Bereich zwischen - s und + recht gut durch eine einfache Gerade, also z.B. durch die Kippspannung 28 selbst zu ersetzen. Eine einfache Rechnung zeigt, daß für einen Winkelbereich von - 300 bis +300 der Fehler, der bei Verwendung einer einfachen Kippspannung an Stelle einer genau verlaufenden sin-Spannung auftritt, kleiner als 2% bleibt. Man muß nun noch auf die so erhaltenen sin- und cos-Spannungen die Kippfrequenz zur Erzeugung der Basislinie aufmodulieren und hat dann wieder die erforderlichen Ablenkspannungen.By combining the tensions 28 and 33, the one in FIG. 34 is obtained shown tension train, which is already a good approximation for the course of a represents sin voltage between and + ~. If this voltage is fed back to a function generator to, one can get an even better representation of the curve of the sinipension between - - <and + as shown in FIG. 35. If you don't choose the angle large, so it is even possible to trace the course of the sin voltage in the range between - s and + quite well through a simple straight line, e.g. through the tilting voltage 28 to replace yourself. A simple calculation shows that for a range of angles from - 300 to +300 the error that occurs when using a simple breakover voltage When a precisely running sin voltage occurs, it remains less than 2%. Man the sweep frequency must now still be applied to the sin and cos voltages obtained in this way Modulate generation of the baseline and then has the necessary deflection voltages again.

Für die einwandfreie Funktion ist es unbedingt notwendig, daß die auslösenden Impulse mit der Bewegung des Schallkopfrades synchron laufen. Eine Möglichkeit der Steuerung ist in Fig. 6 dargestellt. Auf der Welle 8 des Schallkopfrades 2 befindet sich eine Lochscheibe 36. Das von einer Glühlampe 37 ausgehende und auf ein lichtempfindliches Schaltelement 38 fallende Licht wird durch diese Lochscheibe entsprechend der Drehung des Schallkopfrades aufgeblendet und unterbrochen und es lassen sich dadurch leicht die erforderlichen Impulse gewinnen. For the correct function it is absolutely necessary that the The triggering impulses run synchronously with the movement of the transducer wheel. A possibility the control is shown in FIG. Located on the shaft 8 of the transducer wheel 2 a perforated disk 36. The one emanating from an incandescent lamp 37 and onto a light-sensitive one Switching element 38 falling light is through this perforated disk according to the rotation of the transducer wheel faded in and interrupted and it can thus be easily gain the necessary impetus.

Die beschriebenen Ausführungen können in vielen Details abgewandelt werden, ohne daß das Grundprinzip der Erfindung verlassen wird. So ist es möglich, die Verbindung der Schallkopfsysteme mit dem Ultraschallgerät nicht über Schleifkontakte, sondern über induktiv gekoppelte Spulen durchzuführen. Auch können die erwähnten, unterschiedlichen Empfindlichkeitsverteilungen innerhalb der Schallkopfsysteme einer Gruppe nicht nur durch Systeme unterschiedlicher Größe bewirkt werden, sondern auch durch Vorschalten von Schall-Linsen mit verschiedener Brennweite, Es ist auch möglich, an Stelle des beschriebenen lichtelektrischen Impuls-Gebers die erforderlichen Impulse auf kapazitivem oder induktivem Weg zu erzeugen. Diese und viele andere denkbare Variationen berühren den Grundgedanken nicht, daß man mehrere Schallkopfsysteme am Umfang eines sich drehenden Rades anordnet, die einzelnen Systeme jeweils dann in Betrieb nimmt, wenn sie an einem Schallfenster vorbeigleiten und daß eine der Bewegung des Schallbündels im untersuchten Objekt entsprechende Ablenkung der Baslslinie am Bildschirm erzeugt wird. Eine mögliche, abgewandelte Ausführung ist im Zusammenhang mit den Fig. 7 und 8 beschrieben. -rad Auf der Welle 8 ist wieder ein Schallkopf 2 angeordnet, In dem mehrere Schallsysteme 4a bis 4f mit gleichen Umfangsabständen angeordnet sind. Das Schallkopfrad 2 ist, wie schon beschrieben, in einem Gehäuse untergebracht. The designs described can be modified in many details without departing from the basic principle of the invention. So it is possible the connection the transducer systems with the ultrasound device not via sliding contacts, but via inductively coupled coils. Also the mentioned, different sensitivity distributions within the transducer systems of a group not just by systems of different sizes but also by connecting sound lenses with different Focal length, it is also possible to replace the photoelectric pulse generator described above to generate the necessary impulses in a capacitive or inductive way. These and many other conceivable variations do not affect the basic idea that one arranges several transducer systems on the circumference of a rotating wheel, the individual Systems start up when they slide past an acoustic window and that one corresponds to the movement of the sound beam in the examined object Deflection of the Baslslinie is generated on the screen. A possible, modified one The embodiment is described in connection with FIGS. 7 and 8. -rad on the shaft 8 a sound head 2 is again arranged, in which several sound systems 4a to 4f are arranged with the same circumferential distances. The transducer wheel 2 is like before described, housed in a housing.

Auf der Welle 8 ist ein Spulenkörper 39 fest angeordnet, der also mit dem Schallkopfrad 2 umläuft und in dem eine die Sekundärwicklung 40 eines Transformators bildende Wicklung angeordnet ist, mit der eine Primärwicklung 41 zusammenwirkt, die in einem feststehenden, zum Körper 39 konzentrischen Spulenkörper 42 gehalten ist. Durch die koaxiale Anordnung der Spulen bzti, v##icklungen 40, 41wird erreicht, oai, durch die Drehbeeg'g keine Induktion in der Spule 4C stattfindet. On the shaft 8, a coil body 39 is fixedly arranged, so the rotates with the sonic head wheel 2 and in which one the secondary winding 40 of a transformer forming winding is arranged, with which a primary winding 41 cooperates, which are held in a stationary bobbin 42 which is concentric to the body 39 is. Due to the coaxial arrangement of the coils bzti, v ## coils 40, 41 is achieved oai, no induction takes place in the coil 4C due to the rotating beeg'g.

Die Primärwicklung 41 ist über Leitungen 43 mit dem Schnittblldgerät verbunden; die über/die Leitungen 43 zugeführten Sendeimpulse werden über die einen Transörmator bildenden Wicklungen 40,41 übertragen und auf Leitungen 44,45 innerhalb des Rades gelegt. Zwischen diesen Leitungen 44,45 sind jeweils parallel zueinander Serienschaltungen je eines Schall systems 4a - 4f einer Abgleichspule 46a - 46f und eines Schalters 47a bis 47f angeordnet. Während des Durch laufes eines Schallsystemes durch das erwähnte Schallfenster wird der zugehörige Schalter, beim Ausführungabeispiel 47d, durch eine Zwangssteuerung geschlossen, so daß das Schallsystem die Sendeimpulse empfängt, in Schallimpulse umwandelt und in das Objekt einleitet, aus dem es ebenfalls während seiner Anschaltdauer Echos aufnimmt und in elektrische Impulse umwandelt, die über die Leitungen 44,45, den Transformator 40,41 und die Leitungen 43 zum Schnittbildgerät zurückgeführt und in weiterer Folge angezeigt werden. Beim Ausführungsbeispiel ist zur Steuerung der Schalter ein Dauermagnet 48 vorgesehen, durch dessen Magnetfeld die Schalter 47a bis 47f jeweils beim Vorbeigang geschlossen werden. Zum gleichen Zweck könnten auch gegebenenfalls verstellbare Elektromagnete oder mechanisch betätigbare Schalter vorgesehen werden, die z.B. The primary winding 41 is connected to the cutting device via lines 43 tied together; the transmission pulses supplied via / the lines 43 are transmitted via the one Transformer forming windings 40,41 and transferred to lines 44.45 placed inside the wheel. Between these lines 44, 45 are each parallel to each other series connections each of a sound system 4a - 4f of a balancing coil 46a-46f and a switch 47a to 47f. During the run of a Sound system through the mentioned sound window is the associated switch Embodiment 47d, closed by a forced control, so that the sound system receives the transmission impulses, converts them into sound impulses and introduces them into the object, from which it also picks up echoes while it is switched on and converts them into electrical ones Converts pulses via the lines 44,45, the transformer 40,41 and the Lines 43 returned to the slice image device and subsequently displayed will. In the exemplary embodiment, the switch is a permanent magnet for controlling 48 is provided, through the magnetic field of which switches 47a to 47f in each case when passing getting closed. For the same purpose, adjustable Electromagnets or mechanically operated switches can be provided, e.g.

an einer Schaltkulisse vorbeigeführt werden.be guided past a shift gate.

Die Abgleichspulen 46a bis 46f dienen zur Kompensation von allfälligen Unterschieden in der Kapazität einzelner Schallsysteme 4a bis 4f und sind dann nicht erforderlich, wenn identische Schallsysteme Verwendung finden. The adjustment coils 46a to 46f are used to compensate for any Differences in the capacity of individual sound systems 4a to 4f and then are not required if identical sound systems are used.

Claims

Patent claims:

CD Process for the display of moving cross-sectional images through objects according to the ultrasonic cross-sectional image method, wherein the object using a Scanned probe head with a call beam adjustable in the selected cutting plane and the echoes received from the object at the geometric location of their origin assigned position are displayed on a screen, characterized in that that the sound beam about an axis of rotation lying at a distance outside the object (25) is adjusted so that it has a trapezoidal area in its basic shape (26) brushed the cutting plane, with several to generate the sound beam Ultrasound systems are used that rotate around the common axis and each only during its passage through the path sector assigned to the object with the Ultrasound device are connected, the screen base line essentially is deflected synchronously to the movement of the sound beam in the examined area.

2. Apparatus for performing the method according to claim 1, with a a sound beam adjustment via a preselectable cutting plane enabling sound head and a display device having a screen, characterized in that the transducer, which can be placed on the object to be examined, is in its resting place Housing (1) rotatably drivable wheel (2) with separate sound systems (4a - 4 1), which with each rotation of the wheel via a switch (7, 47a - f) only while passing through a predetermined sector (8a to 8b) can be connected to the device, with the wheel and housing via a sound-conducting liquid are coupled and the deflection of the base line of the display device with the rotary movement of the transducer wheel or the sound systems when passing through the image window is synchronized.

Device according to claim 2, characterized in that the sound systems (4a to 4 1) arranged in a uniform distribution on the transducer wheel (2) are.

4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the distances neighboring ochall systems (4a to 4f resp.

4g to 4 1) approximately the width of the sound window in the direction of movement correspond.

5. Device according to one of claims 2 to 4, characterized in that that on the sound head wheel (2) sound systems with different properties, e.g. different diameters, near field areas, upstream sonic lenses or the like. are arranged

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the different Systems exhibiting properties are provided alternately and are each similar, Systems that can be selected via a preselector switch via the switching device can be connected to the device.

7. Device according to one of claims 2 to 6, characterized in that that the sound systems (4a to 4f) with the device via a transmitter, in particular a Transtrmator, one winding (40) of which rotates with the wheel (2) and is coaxial is arranged with a fixed winding (41), are coupled and preferably Each sound system in the bike has an externally positively controlled switch (47a to 47f) assigned.

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that a magnetic field actuatable switches (47a to 47f) are provided.

9. Apparatus according to claim 5, 6 and 7 or 8, characterized in that that on the wheel of each group of sound systems having the same properties own transmitter is assigned.

10. Apparatus according to claim 5, 6 and 7 or 8, characterized in that that the switches or switches rotating with it on the wheel

their flow organs different, for each group of sound systems with the same properties but have the same center distances.

11. Device nacil one of claims 2 to 10, characterized in that that the gap (3) between the transducer housing filled with sound-conducting liquid (1) and wheel (2) at least in the Eildeensterbereich small, in particular smaller than half the wavelength of the ultrasound is held in the ilüssieit.

12. Device according to one of claims 2 to 11, characterized in that that the transducer wheel (2) in an associated, circle-shaped cavity (3) of the transducer housing (1) is arranged eccentrically, so that the remaining free between the pad and the circumference of the cavity Gap is smallest in the image window area.

13. Device according to one of claims 2 to 12, characterized in that that the transducer housing (1) at least in the area of the image window (8a to 8b) from at least approximately the same sound resistance as the coupling fluid having material.

14. Device according to one of claims 2 to 13, characterized in that that the sonic head wheel (2) or a disc or the like that can be driven together with it. (36) forms a part of a pulse generator, each time a system enters (4a to 4 1) in the image window a synchronization pulse for a deflection voltage for the screen generating sin-cos generator or the like. gives away.

15. Apparatus according to claim 14, characterized in that the transducer wheel (2) or the disc (35) which can be driven together with it as in one against a light sensation Liches element (38) directed light beam arranged perforated disk with accordingly the sound systems arranged holes is formed, which the light beam in Modulated to generate the synchronization pulses via the light-sensitive element.

16. Device according to one of claims 2 to 15, characterized in that that a breakover voltage generator synchronized with the rotation of the transducer wheel is provided, which is one of the number of passages of the activated sound systems given by the picture window frame rate corresponding breakover voltage as Deflection voltage generated for the one pair of plates of the screen, their course to the waveform via converters provided in the generator itself or downstream from it a sine or. Cosine voltage (Fig. 5) in the given by the image section Angular range is adjustable.