DE2923287B1

DE2923287B1 - Ultrasound device for sector scanning

Info

Publication number: DE2923287B1
Application number: DE19792923287
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Ing Buchheim; Christian Dipl-Ing Toop
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-06-08
Filing date: 1979-06-08
Publication date: 1980-02-14
Also published as: DE2923287C2

Description

Patentansprüche: 1. Ultraschallgerät für Sektorabtastung mit Ultraschallkopf, der mittels elektromechanischen Antriebs um eine Schwenkachse innerhalb eines vorgebbaren Winkelbereiches periodisch schwenkbar gehaltert ist dadurch gekennzeichnet, daß ein in Einzelsegmenten (I bis III) steuerbarer Rotor (3,7, 11) eines elektrischen Motors als Träger des Ultraschallkopfes (1) unmittelbar Schwenkantrieb des Schallkopfes ist. Claims: 1. Ultrasound device for sector scanning with an ultrasound head, by means of an electromechanical drive around a pivot axis within a predeterminable Angular range supported periodically pivotable is characterized in that one in individual segments (I to III) controllable rotor (3, 7, 11) of an electric Motor as carrier of the ultrasound head (1) directly swivel drive of the ultrasound head is.

2. Ultraschallgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (3, 7, 11) Bestandteil eines Drehstrom- oder Wechselstrommotors ist, der Erregungsspulen (4 bis 6 oder 8 bis 10 oder 16, 17) aufweist, die im Sinne der Bewegung des Rotors innerhalb des vorgebbaren Winkelbereichs erregbar sind. 2. Ultrasonic device according to claim 1, characterized in that the rotor (3, 7, 11) is part of a three-phase or alternating current motor which Has excitation coils (4 to 6 or 8 to 10 or 16, 17) in the sense of the movement of the rotor can be excited within the predeterminable angular range.

3. Ultraschallgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschallkopf (1) von einem Drehanker (3) getragen ist, der innerhalb der auszusteuernden Einzelsegmente (I bis III) von Erregungsspulen (4 bis 6) umgriffen ist 4. Ultraschallgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschallkopf (1) von einem Drehanker (7) getragen ist, dem Erregungsspulen (8 bis 10) zugeordnet sind, die innerhalb der Einzelsegmente (1 bis III) radial außerhalb des Ankers angeordnet sind. 3. Ultrasonic device according to claim 2, characterized in that the ultrasound head (1) is carried by a rotating armature (3) which is inside the Individual segments (I to III) to be controlled are encompassed by excitation coils (4 to 6) 4. Ultrasonic device according to claim 2, characterized in that the ultrasonic head (1) is carried by a rotating armature (7) assigned to the excitation coils (8 to 10) are arranged within the individual segments (1 to III) radially outside of the armature are.

5. Ultraschallgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschallkopf (1) von einem Anker (11) gehaltert ist, in dem Permanentmagnete (12, 13) eingelagert sind, denen zum Drehantrieb extern angeordnete Joche (14, 15) mit Erregerspulen (16,17) zugeordnet sind. 5. Ultrasonic device according to claim 1, characterized in that the ultrasound head (1) is held by an armature (11) in which permanent magnets (12, 13) are stored, to which yokes (14, 15) arranged externally for the rotary drive with excitation coils (16, 17) are assigned.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ultraschallgerät für Sektorabtastung mit Ultraschallkopf, der mittels elektromechanischen Antriebs um eine Schwenkachse innerhalb eines vorgebbaren Winkelbereichs periodisch schwenkbar gehaltert ist. The invention relates to an ultrasonic device for sector scanning with an ultrasonic head, which is driven around a swivel axis by means of an electromechanical drive is supported periodically pivotable within a predeterminable angular range.

Bei Ultraschallgeräten für Sektorabtastung der eingangs genannten Art kann der Antrieb des Ultraschallkopfes über Exzenter und Schubkurbel erfolgen. Ebensogut kann der Schallkopf als Drehwalze mit mehreren am Umfang angebrachten Einzelschwingern ausgebildet sein, welche Einzelschwinger bei Rotation der Walze zyklisch aufeinanderfolgend ein-und wieder ausgeschaltet werden. Schließlich besteht auch die Möglichkeit eines Antriebs nach dem Prinzip eines Drehspulinstruments. In the case of ultrasonic devices for sector scanning of the aforementioned The ultrasound head can be driven via an eccentric and crank. The transducer can just as well be used as a rotating cylinder with several attached to the circumference Individual oscillators be designed, which individual oscillators when the roller rotates cyclically switched on and off again. Finally there is also the possibility of a drive based on the principle of a moving coil instrument.

Alle diese möglichen Ausführungsformen sind jedoch technisch relativ aufwendig. However, all of these possible embodiments are technically relative laborious.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, ein Ultraschallgerät für Sektorabtastung aufzubauen, das mit einem technisch besonders einfachen elektromechanischen Antrieb auskommt. The object of the present invention is to provide an ultrasonic device for sector scanning to build that with a technically particularly simple electromechanical drive gets by.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein in Einzelsegmenten steuerbarer Rotor eines elektrischen Motors als Träger des Ultraschallkopfes unmittelbar Schwenkantrieb des Schallkopfes ist Beim Gerät nach der Erfindung bilden Träger des Ultraschallkopfes und Antrieb eine bauliche Einheit Bei geringstem technischen Aufwand ergibt sich somit Optimalsteuerung durch den Antrieb. Die Drehbewegung des Ultraschallkopfes wird dann also durch jeweils ein Segment hervorgerufen, welches einem Motorsegment entspricht. In Frage kommen Rotoren beispielsweise eines Drehstrommotors oder auch eines Wechselstrommotors. Für beide Motoren gilt, daß durch geeignete elektrische Ansteuerschaltungen Schwenkwinkel, Geschwindigkeit oder auch Anhalteposition in beliebigen Bereichen vorgewählt werden können. The object is achieved according to the invention in that a single segment controllable rotor of an electric motor as a carrier of the ultrasound head directly The swivel drive of the transducer is when the device according to the invention forms carriers the ultrasonic head and drive a structural unit with the least technical Effort thus results in optimal control by the drive. The rotation of the Ultrasound head is then caused by each segment, which corresponds to a motor segment. Rotors of a three-phase motor, for example, come into consideration or an AC motor. For both engines it applies that suitable electrical control circuits swivel angle, speed or stopping position can be preselected in any area.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung dreier Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung in Verbindung mit den Unteransprüchen. Es zeigt F i g. 1 das Prinzipdiagramm der Schwenkbewegung eines Ultraschallkopfes in einem vorgebbaren Winkelbereich, F i g. 2 eine Ausführungsform mit Anker und Steuerspulen, die den Anker umgreifen, F i g. 3 eine Ausführungsform mit Anker, wobei jedoch die Spulen radial außen angebracht sind, F i g. 4 ein Ausführungsbeispiel mit Permanentmagneten im Anker, die über Spulen an extern angebrachten Jochen ansteuerbar sind. Further advantages and details of the invention emerge from the following description of three exemplary embodiments with reference to the drawing in connection with the subclaims. It shows F i g. 1 the principle diagram of the Pivoting movement of an ultrasound head in a predeterminable angular range, F i G. 2 shows an embodiment with armature and control coils which grip around the armature, F i g. 3 shows an embodiment with an armature, but with the coils attached radially on the outside are, F i g. 4 an embodiment example with permanent magnets in the armature, which over Coils on externally attached yokes can be controlled.

In der F i g. 1 ist der Ultraschallkopf mit 1 angedeutet. In FIG. 1 the ultrasound head is indicated by 1.

Die Schwenkachse zum Schwenken des Schallkopfes ist mit 2 bezeichnet. Der Schwenkwinkelbereich ist mit d angedeutet. Damit ergibt sich ein Abtastsektor SF mit den äußeren Randabtastzeilen USs und US,> Dazwischen liegende Abtastzeilen sind z. B. mit U#, U53 etc.The pivot axis for pivoting the transducer is denoted by 2. The swivel angle range is indicated by d. This results in a scanning sector SF with the outer edge scanning lines USs and US,> scanning lines in between are z. B. with U #, U53 etc.

angedeutet.indicated.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel der F i g. 2 sitzt nun der Ultraschallkopf 1 an einem Motoranker 3 mit der Schwenkachse 2. Die Antriebselemente sind Spulen 4,5 und 6, die den Anker an den Segmentteilen l, II und III umgreifen Der Antrieb der Fig.2 arbeitet nach Art eines Drehstrommotors, d. h. der Anker 3 und damit auch der Ultraschallwandler 1 lassen sich innerhalb der Segmente I bis III um die Drehachse kontinuierlich schwenken. According to the embodiment of FIG. 2 the ultrasound head is now in place 1 on a motor armature 3 with the pivot axis 2. The drive elements are coils 4,5 and 6, which encompass the armature on the segment parts l, II and III The drive the Fig.2 works like a three-phase motor, d. H. the anchor 3 and thus also the ultrasonic transducer 1 can be within the segments I to III around the axis of rotation swivel continuously.

Das Ausführungsbeispiel der Fig.3 entspricht im Funktionsprinzip jenem der F i g. 2. Einziger Unterschied ist, daß die Spulen 8,9 und 10 den Anker 7 nicht umgreifen, sondern radial zum Anker 7 außen angeordnet sind. The embodiment of Figure 3 corresponds in the functional principle that of F i g. 2. The only difference is that the coils 8, 9 and 10 are the armature 7 do not reach around, but are arranged radially to the armature 7 on the outside.

Das Ausführungsbeispiel der F i g. 4 arbeitet nach dem Prinzip eines Synchronmotors. Im Anker 11 sind demnach Permanentmagnete 12, 13 eingelagert. Extern angeordnete Joche 14 15 mit Steuerspulen 16,. t7 erzeugen ein Magnetfeld, auf das sich die Magnete im Anker ausrichten. Durch Stromschieben zwischen den beiden Spulen kann der Anker exakt in jede Position geführt werden. The embodiment of FIG. 4 works on the principle of a Synchronous motor. Permanent magnets 12, 13 are therefore embedded in the armature 11. External arranged yokes 14 15 with control coils 16 ,. t7 generate a magnetic field on which align the magnets in the armature. By pushing current between the two coils the anchor can be guided exactly into any position.

Claims

The embodiments are characterized in that the The number of mechanically moving parts is optimally low. The transducer is also free pivotable, d. H. there are no parts in the area of the swivel angle (e. B. magnetic yokes), which can shade the radiation surface of the transducer. Of the The transducer can therefore be made very narrow, which is in the interests of good application is desirable.