DE2644543A1 - METHOD FOR RECORDING ULTRASONIC IMAGES - Google Patents

METHOD FOR RECORDING ULTRASONIC IMAGES

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DE2644543A1 DE19762644543 DE2644543A DE2644543A1 DE 2644543 A1 DE2644543 A1 DE 2644543A1 DE 19762644543 DE19762644543 DE 19762644543 DE 2644543 A DE2644543 A DE 2644543A DE 2644543 A1 DE2644543 A1 DE 2644543A1
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    • G—PHYSICS
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    • G01H3/00—Measuring characteristics of vibrations by using a detector in a fluid
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    • G—PHYSICS
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    • G03C—PHOTOSENSITIVE MATERIALS FOR PHOTOGRAPHIC PURPOSES; PHOTOGRAPHIC PROCESSES, e.g. CINE, X-RAY, COLOUR, STEREO-PHOTOGRAPHIC PROCESSES; AUXILIARY PROCESSES IN PHOTOGRAPHY
    • G03C5/00—Photographic processes or agents therefor; Regeneration of such processing agents
    • G03C5/04—Photo-taking processes

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen 2644543SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Our reference 2644543

Berlin und München ^ VPA 76 P 7 5 5 8 BRDBerlin and Munich ^ VPA 76 P 7 5 5 8 FRG

Verfahren zur Aufzeichnung von UltraschallbildernMethod for recording ultrasound images

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufzeichnung von Ultraschallbildern, insbesondere zum Sichtbarmachen von Inhomogenitäten in Festkörpern mittels Ultraschalloptik mit einem Bildschirm.The invention relates to a method for recording ultrasound images, especially for making inhomogeneities in solids visible by means of ultrasonic optics with a screen.

Es ist bekannt, Inhomogenitäten, beispielsweise Gaseinschlüsse in Festkörpern mit Ultraschall abzubilden. Hierzu kann der zu untersuchende Körper in eine Flüssigkeit eingetaucht und mit dem Ultraschallsender gekoppelt zur Schwingung angeregt werden. Die Ultraschallabstrahlung des Festkörpers wird über eine Ultraschalloptik Linse aus Kupferfolie, gefüllt, beispielsweise mit Xylol - gesammelt und z.B. (Pohlman Z.Phys. Bd.113 (1939) Seiten 697-709) in einer mit Xylol gefüllten Küvette, in welcher feinste Aluminiumflitter suspendiert sind, bildmäßig dargestellt. Dies geschieht dadurch, daß die im Ultraschallwellenfeld sich orientierenden Aluminiumflitter bei Lichteinstrahlung von außen je nach dem Grad ihrer Orientierung eine entsprechende Reflexionsintensität aufweisen, die mittels einer photographischen Kamera festgehalten werden kann. Dieses Verfahren ist aufwendig und durch die zusätzliche Benutzung einer optischen Kamera schwerfällig. Durch das relativ grobkörnige Raster der Aluminiumflitter leidet die Schärfe der Abbildung. Außerdem spricht der Pohlmann1sehe Ultraschallbildwandler nur auf relativ hohe Ultraschallintensitäten an.It is known to image inhomogeneities, for example gas inclusions in solids, with ultrasound. For this purpose, the body to be examined can be immersed in a liquid and, coupled with the ultrasonic transmitter, excited to vibrate. The ultrasound radiation of the solid is filled with an ultrasound lens made of copper foil, for example with xylene - and collected, for example (Pohlman Z.Phys. Vol. 113 (1939) pages 697-709) in a cuvette filled with xylene, in which the finest aluminum flakes are suspended are shown pictorially. This takes place in that the aluminum flakes orienting themselves in the ultrasonic wave field have a corresponding reflection intensity when light is irradiated from the outside, depending on the degree of their orientation, which can be recorded by means of a photographic camera. This process is complex and cumbersome due to the additional use of an optical camera. The sharpness of the image suffers due to the relatively coarse-grained grid of the aluminum flakes. In addition, the Pohlmann 1 see ultrasound image converter only responds to relatively high ultrasound intensities.

Td 21 Dm / 29.9.1976 -2-Td 21 Dm / 29.9.1976 -2-

8098K/02808098K / 0280

Es ist auch bekannt, Bilder von Ultraschallfeldern herzustellen durch "Belichten" einer photographischen Platte in Wasser mit Ultraschallwellen. Nach Entwicklung zeigen sie eine Schwärzung an den Stellen, die von Ultraschall getroffen wurden (Marinescu und Trillat CR, Acad.Sci. Paris Bd. 196; 1933; S.858 und Ernst J.Acoust. Soc. Amer. Bd.23» 1951; S.80-83 u. Bd.24; 1952; S.87; S.207-211). Der Nachteil dieser "Ultraschall-Sonographie" liegt insbesondere darin, daß sie nur bei verhältnismäßig intensiven Schallfeldern (einige hundert Watt/cm ) brauchbar ist und auch dann noch eine lange Expositionsdauer verlangt. Weiterhin muß die Aufnahme unter Lichtausschluß durchgeführt werden.It is also known to produce images of ultrasonic fields by "exposing" a photographic plate to water Ultrasonic waves. After development, they show a blackening in the areas hit by ultrasound (Marinescu and Trillat CR, Acad. Sci. Paris Vol. 196; 1933; P.858 and Ernst J.Acoust. Soc. Amer. Vol. 23 »1951; Pp. 80-83 and vol. 24; 1952; P.87; P.207-211). The disadvantage of this "ultrasound sonography" lies in the fact that it can only be used with relatively intense sound fields (a few hundred watts / cm) and even then, a long exposure time is required. Furthermore, the recording must be carried out with the exclusion of light.

Aufgabe der Erfindung ist, durch Ultraschall geortete Inhomogenitäten auf einfache Weise und bei Tageslicht in einem scharfen reproduzierbaren Bild sichtbar zu machen.The object of the invention is to locate inhomogeneities by means of ultrasound in a simple way and in daylight in a sharp to make reproducible image visible.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß als Bildschirm eine in Wasser oder in einem wasserhaltigen Lösungsmittel gequollene photographische Schicht verwendet wird und diese photographische Schicht in eine Küvette mit einem ultraschalldurchlässigen Fenster, gefüllt mit einem aromatischen Lösungsmittel oder einem halogenierten Kohlenwasserstoff eingebracht und die gesamte Aufarbeitung ohne Ausschluß von Tageslicht durchgeführt wird. Es wird gemäß der Erfindung die nasse photographische Schicht nach Exposition ebenfalls ohne Ausschluß von Tageslicht mit einem reaktiven Gas oder Dampf entwickelt und dann fixiert. Die Quellung der photographischen Schicht mit H2O erfolgt vorzugsweise bis zur Sättigung. Die bildmäßige Aufzeichnung des zu analysierenden Ultraschallwellenfeldes erfolgt direkt.The object is achieved according to the invention in that a photographic layer swollen in water or in a water-based solvent is used as the screen and this photographic layer is placed in a cuvette with an ultrasound-permeable window filled with an aromatic solvent or a halogenated hydrocarbon and the whole Work-up is carried out without excluding daylight. According to the invention, the wet photographic layer is developed after exposure, likewise without excluding daylight, with a reactive gas or steam and then fixed. The swelling of the photographic layer with H 2 O is preferably carried out to saturation. The image recording of the ultrasonic wave field to be analyzed takes place directly.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Wasserbehälter kann in ein Ultraschallwellenfeld eine Ultraschallfresnellinse oder eine Ultraschallflüssigkeitslinse sowie eine Küvette mit einem ultraschalldurchlässigen Fenster in geeigneter Weise eingebracht werden. In letzterer befindet sich in einem geeigneten aromatischen Lösungsmittel, beispielsweise Xylol, der mechanisch gut fixierte, in Wasser gequollene Film (Platte). Durch die Verwendung einer feuchten photographischen Schicht, beispielsweise eines Filmes oder einer Platte können auch noch kleinste Ultraschallin-To carry out the method according to the invention in a water tank In an ultrasonic wave field, an ultrasonic Fresnel lens or an ultrasonic liquid lens and a cuvette can be used an ultrasound-permeable window can be introduced in a suitable manner. The latter is in a suitable aromatic solvent, for example xylene, the mechanically well fixed film swollen in water (plate). By using a moist photographic layer, for example a film or a plate, even the smallest ultrasound

8098H/029Ö8098H / 029Ö

76 P 7 5 5 8 BRD76 P 7 5 5 8 FRG

tensitäten aufgezeichnet werden, da der Film (die Platte) integrierend auf die Ultraschallwellen wirkt. Der Pohlman'sche Ultraschallbildwandler spricht dagegen nur auf die Ultraschallintensitäten an, wirkt also nicht integrierend.intensities are recorded as the film (plate) integrates acts on the ultrasonic waves. The Pohlman's ultrasound image converter, on the other hand, only speaks to the ultrasound intensities on, so does not have an integrating effect.

Zum Füllen der x.livette geeignete aromatische Lösungsmittel sind z.B. Benzol, Xylol, Toluol. Geeignete halogen!erte Kohlenwasserstoffe sind z.B. Chloroform und Tetrachlorkohlenstoff.Suitable aromatic solvents are used to fill the x.livette e.g. benzene, xylene, toluene. Suitable halogenated hydrocarbons are e.g. chloroform and carbon tetrachloride.

Für die Entwicklung geeignete Gase sind z.B. Schwefelwasserstoff, Phosphin und Dämpfe von Mercaptanen.Gases suitable for development are e.g. hydrogen sulfide, phosphine and vapors of mercaptans.

Gemäß einer besonders günstigen Ausführungsform der Erfindung wird ein in Wasser bis zur Sättigung gequollener photographischer Film in eine Küvette, versehen mit einem Fenster aus 10 μ starker Kupferfolie und gefüllt mit Chloroform eingebracht und im zu untersuchenden Ultraschallwellenfeld exponiert und nachträglich bei Tageslicht mittels Schwefelwasserstoff entwickelt. Bei längeren Belichtungszeiten empfiehlt sich die Verwendung einer photographischen Platte besonders.According to a particularly favorable embodiment of the invention a photographic film swollen in water to saturation in a cuvette, provided with a window of 10 μ thick Copper foil filled with chloroform and exposed in the ultrasonic wave field to be examined and subsequently added Daylight developed by means of hydrogen sulfide. For longer exposure times, we recommend using a photographic one Plate especially.

Geeignete Filme sind Agfa-Gevaert 023 (der Wassergehalt soll den Sättigungswert erreichen).Suitable films are Agfa-Gevaert 023 (the water content should reach the saturation value).

Zur besseren Veranschaulichung der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen. In dieser sind sogenannte stehende akustische Wellen (Ultraschall) als konzentrische Ringe 2 in Chloroform 1Ofach vergrößert abgebildet. Im kreisförmigen Zentrum befindet sich der Sender 1.To better illustrate the invention, reference is made to the drawing referenced. In this, so-called standing acoustic waves (ultrasound) are enlarged 10 times as concentric rings 2 in chloroform pictured. The transmitter 1 is located in the circular center.

Das Verfahren eignet sich besonders zur Ortung von Materialfehlern in Festkörpern, beispielsweise von Ausscheidungen in sonst homogenen Legierungen sowie zur Aufzeichnung von Rissen und Lunkern in Festkörpern und in der Biologie und Medizin.The method is particularly suitable for locating material defects in solids, for example of precipitates in otherwise homogeneous alloys as well as for recording cracks and voids in Solids and in biology and medicine.

Die Erfindung wird anhand von Beispielen näher erläutert.The invention is explained in more detail by means of examples.

Beispielexample

Ein Ultraschallsender mit einer Schallfrequenz von 85 kHz wurde für diese Untersuchung bei Raumtemperatur in ein mit Chloroform gefülltes Gefäß eingetaucht. Ein passendes Stück Planfilm Agfa 023 wurdeAn ultrasonic transmitter with a sound frequency of 85 kHz was used for this test was immersed in a vessel filled with chloroform at room temperature. A suitable piece of sheet film Agfa 023 was made

8098U/02908098U / 0290

2 min in Wasser gequollen und mit der Schichtseite nach unten
schwimmend auf die Chloroform-Oberfläche aufgelegt und gegen Verdrehung und Bewegung fixiert.Swollen in water for 2 min and layer side down
Floating on the chloroform surface and fixed against twisting and movement.

Der Ultraschall3ender wurde etwa 5 min lang betrieben. Danach wurde der Planfilm zureichst von anhaftenden Chloroformresten befreit und sofort mit HpS-^-Gemisch etwa 20 see entwickelt und anschließend fixiert, gewässert und getrocknet.The ultrasonic transmitter was operated for about 5 minutes. After that it was the sheet film is sufficiently freed from adhering chloroform residues and developed immediately with HpS - ^ mixture for about 20 seconds and then fixed, watered and dried.

Das erhaltene Sonogramm wurde auf 10fach linear vergrößert (siehe Fig.). Man erkennt deutlich die konzentrischen Ringe mit vom
Zentrum nach außen abnehmender Intensität.The sonogram obtained was enlarged linearly to 10 times (see FIG.). You can clearly see the concentric rings with vom
Center of decreasing intensity outwards.

8 Patentansprüche
1 Figur8 claims
1 figure

809814/0290809814/0290

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Claims (8)

7RP 7 5 58 BRD7RP 7 5 58 FRG PatentansprücheClaims 1/ Verfahren zur Aufzeichnung von Ultraschallbildern, insbesondere zum Sichtbarmachen von Inhomogenitäten in Festkörpern mit Ultraschalloptik und einem aufzeichnenden (registrierenden) Bildschirm, dadurch gekennzeichnet, daß als Bildschirm eine im Wasser oder einem wasserhaltigen Lösungsmittel gequollene photographische Schicht verwendet wird, daß diese photographische Schicht in eine Küvette mit einem ultraschalldurchlässigen Fenster gefüllt mit einem aromatischen Lösungsmittel oder halogenierten Kohlenwasserstoff eingebracht wird und daß die gesamte Aufarbeitung ohne Ausschluß von Tageslicht und unter Verwendung eines reaktiven Gases oder Dampfes zum Entwickeln durchgeführt wird.1 / Method for recording ultrasound images, in particular for visualizing inhomogeneities in solids with ultrasonic optics and a recording (registering) screen, characterized in that the screen is one in the water or one aqueous solvent swollen photographic layer is used that this photographic layer is in a cuvette with an ultrasound permeable window filled with an aromatic Solvent or halogenated hydrocarbon is introduced and that the entire work-up without excluding Daylight and using a reactive gas or steam is carried out for developing. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit Wasser bis zur Sättigung gequollene photographische Schicht verwendet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that one with The photographic layer swollen to saturation with water is used. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch.gekennzeichnet, daß als photographische Schicht ein photographischer Film verwendet wird.3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that as photographic layer a photographic film is used. 4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als photographische Schicht eine photographische Platte verwendet wird.4. The method according to claim 1 and 2, characterized in that as photographic layer a photographic plate is used. 5· Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als reaktives Gas Schwefelwasserstoff verwendet wird.5 · The method according to claim 1 to 4, characterized in that as reactive gas hydrogen sulfide is used. 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß als aromatisches Lösungsmittel Xylol oder Toluol verwendet wird.6. The method according to claim 1 to 5 *, characterized in that as aromatic solvent xylene or toluene is used. 7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als halogenierter Kohlenwasserstoff Chloroform verwendet wird.7. The method according to claim 1 to 5, characterized in that as halogenated hydrocarbon chloroform is used. 8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als wasserhaltiges Lösungsmittel Glycerin oder Glykol mit einem Gehalt von mindestens 10 % Wasser verwendet wird.8. The method according to claim 1 to 7, characterized in that the aqueous solvent used is glycerol or glycol with a content of at least 10 % water. 809814/0290809814/0290
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