DE2644543B2 - - Google Patents

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DE2644543B2
DE2644543B2 DE2644543A DE2644543A DE2644543B2 DE 2644543 B2 DE2644543 B2 DE 2644543B2 DE 2644543 A DE2644543 A DE 2644543A DE 2644543 A DE2644543 A DE 2644543A DE 2644543 B2 DE2644543 B2 DE 2644543B2
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Heinz Dr.Rer.Nat. 8520 Buckenhof Kimmel
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    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/06—Visualisation of the interior, e.g. acoustic microscopy
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H3/00—Measuring characteristics of vibrations by using a detector in a fluid
    • G01H3/10—Amplitude; Power
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • 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

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, in particular for making them visible of inhomogeneities in solids using ultrasonic optics with a screen.

Es ist bekannt, Inhomogenitäten, beispielsweise Gaseinschlüsse in Festkörpern mit Ulraschall 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. (Pohlmann Z. Phys. Bd. 113 (1939) Seiten697-709) 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 Pohlmannsche Ultraschallbildwandler nur auf relativ hohe Ultraschallintensitäten an.It is known to map inhomogeneities, for example gas inclusions in solids, with ultrasound. For this purpose, the body to be examined can be immersed in a liquid and used with the ultrasound transmitter coupled to be excited to vibration. The ultrasonic radiation of the solid is via a Ultrasonic optics - lens made of copper foil, filled, for example with xylene - collected and z. B. (Pohlmann Z. Phys. Vol. 113 (1939) pages 697-709) in a cuvette filled with xylene, in which the finest Aluminum flakes are suspended, shown pictorially. This happens because the in the ultrasonic wave field orienting aluminum tinsel when exposed to light from outside depending on the degree of their Orientation have a corresponding reflection intensity, which by means of a photographic camera can be held. This process is complex and requires the additional use of a optical camera cumbersome. Due to the relatively coarse-grained grid of the aluminum tinsel, the suffers Sharpness of the figure. In addition, the Pohlmann ultrasound image converter only speaks at relatively high levels Ultrasound intensities.

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 T r i 1 -It is also known to produce images of ultrasonic fields by "exposing" a photographic one Plate in water with ultrasonic waves. After development, they show a blackening in the areas that Ultrasound were taken (Marinescu and T r i 1 -

Ό I a t C. R. Acad. Sei. Paris Bd. 196; 1933; S. 858 und Ernst ). A cο u s t. 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/cm2) brauchbar ist und auch dann noch eine lange Expositionsdauer verlangt. Weiterhin muß die Aufnahme unter Lichtausschluß durchgeführt werden.Ό I at CR Acad. May be. Paris Vol. 196; 1933; P. 858 and Ernst). A cο us t. Soc. Amer. Vol. 23; 1951; Pp. 80-83 and vol. 24; 1952; P.87; Pp. 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 2 ) and even then requires a long exposure time. 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 manner and in daylight visible in a sharp reproducible image.

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 odes 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.The object is achieved according to the invention in that a screen in water or in a aqueous solvent swollen photographic layer is used and this photographic Layer in a cuvette with an ultrasound-permeable window filled with an aromatic solvent odes introduced a halogenated hydrocarbon and the entire work-up without Exclusion of daylight is carried out. It becomes the wet photographic layer according to the invention also developed after exposure to a reactive gas or vapor without excluding daylight and then fixed. The swelling of the photographic layer with H2O is preferably carried out to saturation.

Die bildmäßige Aufzeichnung des zu analysierenden Ultraschallwellenfeldes erfolgt direkt.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 Ultraschall-Intensitäten aufgezeichnet werden, da der Film (die Platte) integrierend auf die Ultraschallwellen wirkt. Der Pohlmannsche Ultraschallbildwandler spricht dagegen nur auf die Ultraschallintensitäten an, wirkt also nicht integrierend.To carry out the method according to the invention in a water container, an ultrasonic wave field can be used an ultrasonic Fresnel lens or an ultrasonic liquid lens and a cuvette with a ultrasound-permeable window can be introduced in a suitable manner. The latter is in one suitable aromatic solvent, for example xylene, the mechanically well fixed, swollen in water Film (plate). By using a moist photographic layer, for example a film or a plate, even the smallest ultrasonic intensities can be recorded because the film (the Plate) has an integrating effect on the ultrasonic waves. The Pohlmann ultrasound image converter speaks against it only acts on the ultrasound intensities, so it does not have an integrating effect.

Zum Füllen der Küvette geeignete aromatische Lösungsmittel sind z. B. Benzol, Xylol, Toluol. Geeignete halogenierte Kohlenwasserstoffe sind z. B. Chloroform und Tetrachlorkohlenstoff.
Für die Entwicklung geeignete Gase sind z. B.Aromatic solvents suitable for filling the cuvette are e.g. B. benzene, xylene, toluene. Suitable halogenated hydrocarbons are, for. B. chloroform and carbon tetrachloride.
Suitable gases for development are e.g. B.

Schwefelwasserstoff, Phosphin und Dämpfe von Mercaptanen. Hydrogen sulfide, phosphine, and vapors from mercaptans.

Gemäß einer besonders günstigen Ausführungsform der Erfindung wird ein in Wasser bis zur Sättigung gequollener photographischer Film in eine Küvette,According to a particularly favorable embodiment of the invention, an in water is used up to saturation swollen photographic film in a cuvette,

6Γ) 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 6Γ) provided with a window made of 10 μ thick copper foil and filled with chloroform and exposed in the ultrasonic wave field to be examined and subsequently in daylight using hydrogen sulfide

entwickelt. Bei längeren Belichtungszeiten empfiehlt sich die Verwendung einer photographischen Platte besonders.developed. The use of a photographic plate is recommended for longer exposure times particularly.

Geeignete Filme sind Agfa-Gevaert 02} (der Wassergehalt soll den Sättigungswert erreichen).Suitable films are Agfa-Gevaert 02} (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 1Of ach vergrößert abgebildet. Im kreisförmigen Zentrum befindet sich der Sender 1.To better illustrate the invention, reference is made to the drawing. In this are so-called standing acoustic waves (ultrasound) as concentric rings 2 in chloroform enlarged 10 times 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 Precipitations 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 Schallfrequen/ vun 85 kl Iz wurde für diese Untersuchung bei Raumtempe-An ultrasonic transmitter with a sound frequency 85 kl Iz was used for this study at room temperature

■5 ratur in ein mit Chloroform gefülltes Gefäß eingetaucht. Ein passendes Stück Planfilm Agfa 023 wurde 2 min in Wasser gequollen und mit der Schichtseite nach unten schwimmend auf die Chloroform-Oberfläche aufgelegt und gegen Verdrehung und Bewegung fixiert.■ immersed 5 temperature in a vessel filled with chloroform. A suitable piece of Agfa 023 sheet film was swollen in water for 2 minutes and with the layer side down Floating on the chloroform surface and fixed against twisting and movement.

ίο Der Ultraschallsender wurde etwa 5 min lang betrieben. Danach wurde der Planfilm zunächst von anhaftenden Chloroformresten befreit und sofort mi! H2S—N2-Gemisch etwa 20 see entwickelt und anschließend fixiert, gewässert und getrocknet.ίο The ultrasonic transmitter was about 5 min long operated. Thereafter, the sheet film was first freed from adhering chloroform residues and immediately wed! H2S-N2 mixture developed for about 20 seconds and then fixed, watered and dried.

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

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (8)

Patentansprüche:Patent claims: 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. Procedure for recording ultrasound images, especially for making inhomogeneities in solids visible with ultrasonic optics and a recording screen, characterized in that as Screen a photographic swollen in water or a water-based solvent This photographic layer is used in a cuvette with an ultrasound permeable layer Windows filled with an aromatic solvent or halogenated hydrocarbon is introduced and that the entire work-up without excluding daylight and is carried out using a reactive gas or steam 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 water to saturation swollen photographic layer 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 a photographic layer 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 the 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 the reactive gas is 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 the 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 the 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 water-containing solvent Glycerine or glycol with a content of at least 10% water is used,
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