NL8320320A

NL8320320A - Ultrasonde zend en -ontvangtransducer met inherente vertragingslijn.

Info

Publication number: NL8320320A
Application number: NL8320320A
Authority: NL
Original assignee: Stanford Res Inst Int
Priority date: 1982-10-25
Filing date: 1983-09-22
Publication date: 1984-09-03
Also published as: EP0122275A4; US4452084A; DE3390293T1; GB2138650A; GB8413840D0; IT8349199A0; WO1984001830A1; EP0122275A1; JPS59501921A

Description

N.0. 32468 /.-

Ultrasonde zend en -ontvangtransducer met inherente vertragingslijn.

De uitvinding heeft betrekking op ultrasone omzettermiddelen voor het in een voorwerp in een bundel uitzenden van ultrasone golven en/of voor het ontvangen van ultrasone golven die natuurlijk bekend zijn en vele toepassingen hebben waaronder de toepassing voor het ultrasoon 5 niet-destructief testen en inspecteren, het ultrasoon onderzoeken in het diagnostische medische gebied, en dergelijke. Vaak is een gefocus-seerde ultrasone bundel nodig evenals middelen voor het aftasten van de bundel. Het focusseren van akoestische golven door middel van akoestische lenzen, gekromde omzetterlichamen, akoestische focusseerspiegels, 10 en dergelijke zijn bekend evenals het mechanisch aftasten. Door omzet-tergroeperingen te gebruiken die een aantal afzonderlijke omzetterele-menten hebben zijn elektronische focusseer- en bundelaftastbewerkingen mogelijk. Verder zijn elektromechanische omzettere, die een of meer spiraalvormige elektroden hebben, bekend bijvoorbeeld uit de Amerikaan-15 se octrooischriften 1.957.063, 2.963.597, 3.059.130 en 3.114.849. Bij geen van deze bekende uitvoeringen echter wordt een inherente vertraging van de omzetter gebruikt voor focusseer- en/of aftastdoeleinden.

De uitvinding beoogt ultrasone omzettermiddelen te verschaffen van het type dat aan tegengestelde zijden daarvan elektroden heeft die een 20 vertragingslijn vormen voor een inherente vertraging in de voortplanting van de elektromagnetische golven daarlangs waardoor de richting van voortplanting en/of de focussering van akoestische golven daaruit beïnvloed wordt.

De uitvinding beoogt eveneens ultrasone omzettermiddelen te ver-25 schaffen van het bovenvermelde type waarin de impedantie van de vertragingsli jn ten behoeve van apodisatlebesturing van het ene eind van de lijn naar het andere eind varieert.

De uitvinding beoogt eveneens ultrasone omzettermiddelen te verschaffen van het bovenvermelde type dat een magnetische fluxveldbron 30 heeft voor het sturen van de impedantie van de vertragingslijn door besturing van de verdeelde zelfinductie daarvan.

De uitvinding beoogt eveneens verbeterde dynamisch gefocusseerde ultrasone omzettermiddelen te verschaffen waarmede een dynamische focussering wordt verkregen zonder dat afzonderlijke variabele vertra-35 gingslijnen of dergelijke nodig zijn in de verbinding van de omzetter-elektroden met de ultrasone zender en/of ontvangermiddelen.

Bovenvermelde doeleinden volgens de uitvinding worden verkregen door een uniform gepolariseerd piëzo-elektrisch lichaam te gebruiken 8320320 ) 2 voorzien aan tegengestelde vlakken daarvan van elektroden waarvan er tenminste een de vorm van een lange stripgeleider heeft. De elektroden vormen een vertragingslijn voor een inherente vertraging in de voortplanting van elektromagnetisch golven daarlangs door middel van de ver-5 deelde capaciteit en zelfinductie van de vertragingslijn. Het ene einde van de lange stripgeleider is verbonden met een ultrasone zender en/of ontvanger, en het andere einde daarvan is afgesloten in een belasting die aangepast is aan de belasting van de lijn op die plaats teneinde te verhinderen dat staande-golfsignalen zich als gevolg van misaanpassing 10 ontwikkelen. De belasting kan uit een afsluitweerstand bestaan die de elektroden aan tegengestelde vlakken van het piëzo-elektrische orgaan verbindt en/of de inherente akoestische belasting voorgesteld door het piëzo-elektrische orgaan aan het einde van de lange stripconductor. Een gefocusseerde ultrasone bundelomzetter wordt verkregen door een vlak 15 cilindrisch gevormd piëzo-elektrisch orgaan te gebruiken dat aan één vlak daarvan tenminste een spiraalvormige stripgeleider heeft. Wanneer de ultrasone zender en/of ontvanger over het buiteinde van de spiraalvormige stripelektrode en de elektrode aan het tegenover gelegen vlak van het piëzo-elektrische orgaan aangesloten is, verschaft de vertra-20 ging in de voortplanting van de elektromagnetische golf langs de vertragingsli jn een focussering van de omzetter.

Een magnetische fluxveldbron en materiaal van hoge permittiviteit kan naast de omzetter aangebracht zijn om de verdeelde zelfinductie van de vertragingslijn voor een akoestische focussering te besturen. Een 25 dynamische akoestische focussering wordt verkregen door de sterkte van het magnetische fluxveld tijdens het zenden en/of het ontvangen te variëren teneinde de vertraging van de lijn te variëren. Een gestuurde bundelomzetter wordt verkregen door een algemeen rechthoekig gevormd piëzo-elektrisch orgaan te gebruiken dat aan ëên vlak daarvan tenminste 30 een algemeen zigzagvormige stripgeleider heeft. Wanneer de ultrasone zender en/of ontvanger over een einde van de stripelektrode en de elektrode aan het tegenover gelegen vlak van het piëzo-elektrische orgaan aangesloten is, wordt een akoestisch bundelpatroon verkregen dat zich onder een hoek kleiner dan de normaal op het vlak van de omzetter uit-35 strekt. De bundel wordt bestuurd door een magnetische veldfluxbron te sturen die met een materiaal van hoge permittiviteit, zoals ferriet, samenwerkt die daardoor de verdeelde zelfinductie van de vertragingsli jn varieert teneinde de snelheid van voortplanting van de elektromagnetische golf daarlangs te sturen. Daar de omzettervertragingslijn een 40 inherent verlies heeft, zijn omzetters van het tegenwoordige type inhe- 8320320 3 7 rent geapodiseerd. Door een vertragingslijn toe te passen met een van het ene einde naar het tegengestelde einde daarvan toenemende lijnimpe-dantie wordt een besturing van de apodisatie verkregen. Een tapsgewijs toelopende lijn en/of een lijn, waarin de afstand tussen de geleiders 5 aan tegengestelde vlakken van het ene einde naar het tegengestelde einde varieert, kan gebruikt worden om de impedantie van de lijn en dientengevolge de apodisatie van de omzetter te sturen.

De uitvinding zal nader aan de hand van uitvoeringsvoorbeelden worden toegelicht met verwijzing naar de tekeningen, waarin dezelfde 10 referentietekens verwijzen naar dezelfde onderdelen in de verschillende figuren, en waarin:

Fig. 1 een blokschema geeft van een bekende ultrasone afbeeldings-inrichting voorzien van een concentrische ringvormige omzettergroepe-ring en variabele vertragingsmiddelen voor het sturen van het omzetter-15 brandpunt;

Fig. 2 een planaanzicht geeft van een ultrasone omzetter volgens de uitvinding;

Fig. 3 een dwarsdoorsnedeaanzicht geeft volgens de lijn 3-3 van fig. 2, en eveneens een blokschema geeft van een daarmede verbonden 20 zend-ontvangeenheid;

Fig. 4 een dwarsdoorsnedeaanzicht geeft overeenkomstig aan dat van fig. 3 maar van een gewijzigde uitvoeringsvorm van de uitvinding met evenwijdige lange stripgeleiders aan tegengestelde vlakken van het piëzo-elektrische orgaan; 25 Fig. 5 een dwarsdoorsnedeaanzicht geeft eveneens overeenkomstig aan dat van fig. 3 maar van een andere gewijzigde uitvoeringsvorm van de uitvinding, waarin de lange stripgeleider afgesloten is in de aangepaste akoestische impedantie van het piëzo-elektrische orgaan;

Fig. 6 een zendomzetter toont van het in fig. 5 aangegeven type 30 maar die vanaf het inwendige einde van de spiraalvormige elektrode aangedreven wordt om in plaats van een gefocusseerd golffront een uitzettend akoestisch golffront op te wekken;

Fig. 7 een planaanzicht geeft van een ultrasone omzetter overeenkomstig aan die van fig. 1 maar met een tapsgewijs toelopende elektrode 35 voor besturing van de apodisatie;

Fig. 8 een dwarsdoorsnedeaanzicht geeft volgens de lijn 8-8 van fig· 7;

Fig. 9 een dwarsdoorsnedeaanzicht geeft van een andere gewijzigde uitvoeringsvorm van de uitvinding met apodisatiecorrectie door progres-40 sieve verandering in de verdeelde capaciteit van de spiraalvormige ge- 8320320 4 i leider;

Fig. 10 een blokschema geeft van een ultrasone B-aftastafbeel-dingsinrichting die een dynamisch gefocusseerde omzetter van een type volgens de uitvinding heeft; 5 Fig. 11 golfvormdiagrammen toont van elektrische signalen die in verschillende plaatsen in de in fig. 10 aangegeven inrichting ontwikkeld worden en die voor de toelichting van de werking daarvan gebruikt worden;

Fig. 12 een planaanzicht geeft van een andere ultrasone omzetter 10 volgens de uitvinding met elektrisch parallel verbonden stripelektro-den;

Fig. 13 een dwarsdoorsnedeaanzicht geeft volgens de lijn 13-13 van fig. 12;

Fig. 14 een planaanzicht geeft van een andere ultrasone omzetter 15 volgens de uitvinding voor gebruik bij bundelaftasting; en

Fig. 15 een dwarsdoorsnedeaanzicht geeft volgens de lijn 15-15 van fig. 14.

Verwezen wordt nu eerst naar de bekende in fig. 1 aangegeven ultrasone inrichting van een gepulseerd A-aftaststelsel, dat elektrische 20 middelen heeft voor het variëren van het brandpunt van de daarin opgenomen ultrasone omzettergroepering 10. Om een en ander te illustreren is een omzettergroepering of array 10 van het ringvormige type schematisch aangegeven voorzien van een middenelement 10-1 en ringvormige buitenelementen 10-2 en 10-3. De elektroden van de omzetterelementen 25 zijn verbonden met een gepulseerde A-aftastzend-ontvangeenheid 12. De variabele vertragingseenheden 14-1 en 14-2 zijn respectievelijk opgenomen in de verbinding van de omzetterelementen 10-1 en 10-2 met de zend-ontvangeenheid.

Hoogfrequente herhalende energiepulsen worden door de zender toe-30 gevoerd aan de omzettergroepering 10 teneinde een niet aangegeven voorwerp met sonische pulsen aan te stralen. De focussering wordt verkregen door vertragingen in de elektrische signalen teweeggebracht door de vertragingseenheden 14-1 en 14-2. De ontvanger wordt na een vertra-gingsperiode volgend op de uitzending van een ultrasone puls gepoort 35 voor het opnemen van echosignalen uit een bereik van diepten langs de bundel binnen het voorwerp. De vertraging van de eenheden 14-1 en 14-2 wordt tijdens het ontvangdeel van de cyclus door de vertragingsstuur-eenheid 16 dynamisch gevarieerd teneinde een dynamische focussering te verschaffen. In de ontvanger worden de uitgangssignalen van de afzon-40 derlijke elementen van de omzettergroepering bij elkaar gevoegd en aan 8320320 5 r ( een weergeeforgaan 17 toegevoerd voor een A-aftastweergave daarop. Bij deze bekende elektrisch gefocusseerde stelsels bestaan er problemen voor wat betreft de moeilijke onderlinge aanpassing van de werking van de vertragingseenheden 14-1 en 14-2, de door deze eenheden opgewekte 5 ruis en signaalfiltering en de kosten ervan. Aanvraagster elimineert de behoefte aan vertragingselementen in de verbinding van de ultrasone omzetter met de zend-ontvangeenheid, en baseert zich in plaats daarvan op de inherente vertraging verkregen door de nieuwe omzetter volgens de uitvinding voor het vertragen van uitgezonden en/of ontvangen signalen 10 ten behoeve van het focusseren, bundelaftasten, of dergelijke.

In de fig. 2 en 3 is een uitvoeringsvorm van de ultrasone omzetter of transducer 18 volgens de uitvinding aangegeven die een vlak cilindervormig lichaam 20 van piëzo-elektrisch materiaal van willekeurig bekend type heeft. Bijvoorbeeld kan loodzirkonaat of een titanaatmate-15 riaal, zoals bariumtitanaat, gebruikt worden welk materiaal tijdens vervaardiging uniform gepolariseerd is loodrecht op de tegengestelde evenwijdige vlakken door het bloot te stellen aan een gericht elektrisch veld daarover terwijl het tot boven de Curie-temperatuur verhit wordt.

20 Aan tegengestelde vlakken van het omzetterlichaam zijn de elektro den 22 en 24 aangebracht waarvan er tenminste een de vorm heeft van een lange stripgeleider. In de in de fig. 2 en 3 aangegeven uitvoeringsvorm heeft de ene elektrode 22 de vorm van een spiraal met een buiteneinde 22-1 naast de buitenrand van het piëzo-elektrische orgaan 10 en een 25 binneneind 22-2 naast het midden daarvan. De elektrode 24 heeft een cirkelvorm en bedekt het tegengestelde vlak van het piëzo-elektrische orgaan 20. Met deze uitvoering van de elektroden vormen deze elektroden elementen van een vertragingslijn, waarbij de elektrode 24 het grondvlak voor de stripelektrode 22 vormt. Het piëzo-elektrische materiaal 30 20 is niet geleidend en vormt het diëlektricum van de vertragingslijn.

Zoals uit fig. 3 blijkt is de elektrode 24 van de vertragingslijn verbonden met aarde 26 en is het buiteneinde 22-1 van de stripelektrode 22 van de vertragingslijn verbonden met een zend-ontvangeenheid 28. Het binneneinde 22-2 van de stripelektrode is afgesloten in een belastings-35 impedantie die in wezen aangepast is aan de impedantie van de vertragingslijn daarbij. In de uitvoeringsvorm van fig. 3 omvat de belas-tingsimpedantie het weerstandselement 30, waarvan het ene einde elektrisch verbonden is met het binneneinde 22-2 van de stripelektrode en waarvan het andere einde verbonden is met de vlakke elektrode 24. Het 40 weerstandselement 30 is in een door het midden van het piëzo-elektri- 8320320 6 sche orgaan 20 lopend gat geplaatst. De weerstand 30 kan zoals aangegeven in fig. 3 integraal uitgevoerd zijn met het piëzo-elektrische orgaan 20. Ook kan zoals in fig. 4 aangegeven een discrete weerstand worden toegepast of kan de aanpassende belastingsimpedantie voor de strip-5 lijn eenvoudig uit de akoestische impedantie van het piëzo-elektrische orgaan 20 aan het binneneinde van de stripgeleider bestaan zoals aangegeven is in fig· 5 en verderop is toegelicht. In elk geval is de afsluiting van de vertragingslijn in een aanpassende impedantie gewenst om te verhinderen dat zich staande-golfsignalen ontwikkelen als gevolg 10 van misaanpassing in de afsluiting van de stripgeleider aan het binneneinde daarvan.

De zend-ontvangeenheid 28 heeft een pulszender 32 die via een zend-ontvangschakelaar 34 met het buiteneinde 22-1 van de stripelektro-de 22 is verbonden voor een herhalende pulsbekrachtiging van de omzet-15 ter. De geaarde buitenelektrode 24 is akoestisch verbonden met een te onderzoeken niet-aangegeven voorwerp. Bij het bekrachtigen van de omzetter door een uitgangssignaal van de zender wordt een elektromagnetische golf langs de striptransmissielijn voortgeplant. Een inherente vertraging in de voortplanting van de uitgezonden elektromagnetische 20 golf langs de stripgeleider brengt een focusseringsaktie teweeg voor de door de omzetter opgewekte akoestische golven. Een spiraal van constante breedte en constante steek, zoals aangegeven in de fig. 2 en 3, verschaft de tapsheid of koniciteit met wezenlijk kwadratische vertraging voor de ideale focussering van de uitgezonden akoestische golf. In fig. 25 3 is van de omzetter aangegeven dat deze in het punt F gefocusseerd is.

Reflecties van discontinuïteiten binnen het onderzochte voorwerp worden door de omzetter 18 opgenomen die een elektrisch signaal opwekt dat via de zend-ontvangschakelaar 34 wordt toegevoerd aan een in af-30 stand gepoorte ontvanger 36. De ontvanger 36 kan poortgewijs ingeschakeld worden voor het opnemen van signalen die van een bereik rond het brandpunt F ontvangen worden, en het uitgangssignaal van de ontvanger 36 wordt aan een weergeefeenheid 38 toegevoerd voor een A-aftastweerga-ve daarvan. Tijdens het ontvangen gaat de omzetter 18 voort met het fo-35 cusseren van de bundel in het brandpunt F als gevolg van de inherente vertraging in de overdracht van de elektromagnetische golfenergie langs de striplijngeleider 22. De vertraging en daarom het brandpunt van de omzetter 18 is afhankelijk van de verdeelde capaciteit en zelfinductie van de vertragingslijn bestaande uit het piëzo-elektrische lichaam 10 40 en de elektroden 22 en 24 aan de tegenovergestelde vlakken daarvan.

8520320 7

Voor de bekende ringvormige omzettergroeperingen, zoals schematisch in fig. 1 is aangegeven, is het vaak nodig dat de actieve midden en ringvormige elektroden aan de voorzijde van de groepering of array zijn geplaatst. Bij de nieuwe omzetter van aanvraagster kan de front-5 elektrode zoals aangegeven in fig. 3 geaard zijn. Wanneer de omzetter voor ultrasone diagnose van menselijke wezens wordt gebruikt, draagt de toepassing van een geaarde frontelektrode bij aan de veiligheid van de patiënt. Aanvullende voordelen van een geaarde frontelektrode zijn de verminderde elektrische interferentie en de minimisatie van de hoogfre-10 quentie interferentie. Ondanks deze voordelen kan wanneer gewenst het piëzo-elektrische vlak, dat de elektrode 22 draagt, als de voorzijde van de omzetter gebruikt worden terwijl de elektrode 24 zich aan de achterzijde van de omzetter bevindt.

Vele andere uitvoeringsvormen van ultrasone omzetters volgens de 15 uitvinding en verschillende systemen die deze uitvinding benutten zullen duidelijk zijn. Bijvoorbeeld kan het piëzo-elektrische lichaam uitgevoerd zijn met tegenovergestelde spiraalvormige elektroden zoals aangegeven in fig. 4. Daar is van het cilindervormige piëzo-elektrische lichaam 20 van de omzetter 40 aangegeven dat dit voorzien is van spi-20 raalvormige voor- en achterelektroden 42 en 22 die respectievelijk direct tegenover elkaar aan tegenovergestelde vlakken van het lichaam aangebracht zijn. Het buiteneinde 40-1 van de voorelektrode 40 is verbonden met aarde en het binneneinde 42-2 daarvan is verbonden met een weerstand 44. De andere klem van de weerstand 44 is verbonden met het 25 binneneinde 22-2 van de achterelektrode 22, en het buiteneinde 22-1 van de elektrode 22 kan aangesloten worden op een niet in fig. 4 aangegeven zend-ontvangeenheid. De discrete weerstand 44 is aangepast aan de impedantie van de vertragingslijn in het middeneinde daarvan teneinde staande golven tegen te gaan. De omzetter is in het brandpunt F gefo-30 cusseerd zowel voor het zenden als voor het ontvangen daarmede.

Bij een andere gewijzigde uitvoeringsvorm van de omzetter, die in fig. 5 is aangegeven, is de stripelektrode afgesloten in de akoestische impedantie van het piëzo-elektrische omzetterlichaam daarvan, welke aangepast is aan de impedantie van de striplijn daarbij. Daarbij bevat 35 de omzetter 50 een cilindervormig lichaam 52 met een striplijngeleider 22 aan het achtervlak daarvan en een geaarde vlakke elektrode 24 aan het tegenovergestelde voorvlak. Er is aan het binneneinde 22-2 van de spiraalvormige elektrode 22 geen belastingsweerstand nodig daar de mechanische belastingsimpedantie van het piëzo-elektrische lichaam aange-40 past of gelijk is aan de elektrische impedantie van de elektrode 22 in 8320320 8 het binneneinde 22-2 daarvan. Door de impedanties aan elkaar aan te passen of gelijk te maken wordt een misaanpassing in de afsluiting 22-2 van de stripgeleider 22 vermeden waardoor problemen met staande golven langs de vertragingslijn vermeden worden.

5 In plaats van een gefocusseerd golffront kan een uitzettend golf front teweeggebracht worden onder toepassing van een willekeurige van de in de fig. 2-5 aangegeven omzetters door eenvoudig deze vanaf het binneneinde van de spiraalvormige elektrode in plaats van aan het buiteneinde daarvan aan te drijven. Een dergelijke uitvoering is in fig. 6 10 aangegeven. Daar is een omzetter 50 van het in fig. 5 aangegeven type weergegeven samen met een zender 54 die verbonden is met het binneneinde 22-2 van de spiraalvormige elektrode 22. Het buiteneinde 22-1 van de elektrode 22 is verbonden met aarde 26 via een belastingsweerstand 56 die aangepast is aan de impedantie van de stripgeleider 22 aan het ein-15 de daarvan. Door de omzetter vanuit het midden aan te drijven wordt een akoestische golf met een door het verwijzingscijfer 58 aangeduid uitzettend golffront opgewekt als gevolg van de inherente vertraging in de voortplanting van de langs de geleider 22 van het binneneinde 22-2 naar het buiteneinde 22-1 daarvan voortlopende en aandrijvende elektromagne-20 tische golf.

Bij de voortplanting van elektromagnetische golven langs de vertragingsli jnelektroden van de onderhavige omzetters geraakt energie door straling van de ultrasone golven verloren. Eveneens wordt energie verloren in het piëzo-elektrische materiaal van het lichaam van de om-25 zetter. Als gevolg van deze energieverliezen varieert de werkzaamheid (of effectieve gevoeligheid) van de omzetter vanuit het midden naar de buitenzijde daarvan. Wanneer bijvoorbeeld de omzetters van de fig. 2-5 als gefocusseerde omzetters worden gebruikt, waarin de zender en/of de ontvanger met het buiteneinde van de spiraalelektrode verbonden is, is 30 dat deel van de omzetter naast de omtrek meer effectief dan het midden daarvan bij het opwekken en/of ontvangen van akoestische golven. Voor deze werking heeft de omzetter een zogenaamde "omgekeerde” (reverse) apodisatie.

Teneinde de energieverliezen van de vertragingslijn en de resulte-35 rende "omgekeerde” apodisatie te compenseren kan een tapsgewijze impe-dantievertragingslijn worden toegepast. Een middel voor het opwekken van een tapsgewijze impedantie is het uitvoeren van de spiraalelektrode of elektroden met een tapsgewijze breedte zoals aangegeven in de fig. 7 en 8. Daar is van de omzetter 60 aangegeven dat deze een cilindervormig 40 lichaam 62 van piëzo-elektrisch materiaal, een spiraalelektrode 64 aan 8320320 9 het ene vlak daarvan en een vlakke elektrode 66 aan het tegenovergestelde vlak daarvan heeft. Van de aanpassende belastingsweerstand 68 is schematisch aangegeven dat deze het binneneinde 64-2 van de elektrode 64 verbindt met de elektrode 66. Het buiteneinde 64-1 van de spiraal-5 elektrode kan verbonden worden met een zender en/of ontvanger. Zoals uit de tekeningen blijkt, verloopt de spiraalelektrode vanaf het buiteneinde naar het binneneinde daarvan tapsgewijs in breedte. Als gevolg hiervan verloopt de impedantie van de resulterende inherente vertra-gingslijn eveneens, waarbij de impedantie aan het buiteneinde een mini-10 mum en aan het binneneinde daarvan nabij het midden van de omzetter een maximum heeft. Bij een taps verlopende impedantie kan de elektromagnetische golfspanning lopend vanaf het buiteneinde van de spiraalelektrode naar het binneneinde daarvan constant gemaakt worden. Daarenboven wordt opgemerkt dat de steek van de tapsgewijze spiraalelektrode 64 15 vanaf het buiteneinde naar het binneneinde van de spiraal vermindert teneinde de bedekking door de elektrode van het piëzo-elektrische lichaam te vergroten in vergelijking met een spiraalelektrode-uitvoering met constante tapssteek. Met deze tapsgewijze impedantie en tapsgewijze steekuitvoering is de "omgekeerde" apodisatie van de omzetter 60 klei-20 ner dan die van de boven beschreven omzettere 20, 40 en 50, waardoor de omzetter 60 over het vlak van de omzetter een vlakkere akoestische responsie heeft.

Andere mogelijkheden om de impedantie van de inherente vertra-gingslijn taps te laten verlopen zijn mogelijk waaronder het variëren 25 van de ruimte tussen de lijngeleiders. In fig. 9 is van de zendomzetter 70 aangegeven dat deze een cilindervormig piëzo-elektrisch lichaam 72 met een vlakke elektrode 74 aan het voorvlak daarvan heeft. Een isola-tie-orgaan 76 met een concaaf achtervlak is bevestigd aan de achterzijde van het piëzo-elektrische orgaan 72 en een spiraalelektrode 78 met 30 uniforme breedte en steek is bevestigd aan het concave vlak van het isolatie-orgaan. Het buiteneinde 78-1 van de spiraalelektrode is verbonden met een zendeenheid en het binneneinde van de elektrode is afgesloten in de impedantie van de vertragingslijn daarbij. Bij het bekrachtigen van de elektrode door een ultrasoon elektrisch signaal van 35 de zender zal het duidelijk zijn dat ofschoon de elektromagnetische golfenergie bij het voortplanten langs de aan verlies onderhevige vertragingsli jn afneemt, er geen overeenkomstige afname in de elektrische veldgradiënt door het piëzo-elektrische orgaan optreedt daar de buitenwindingen van de spiraalelektrode verder van de grondvlakelektrode 74 40 liggen dan de binnenwindingen. Derhalve kan het elektrische veld E2 in 8320320 10 het midden van de omzetter in wezen gelijk gemaakt worden aan het elektrische veld El nabij de omtrek daarvan teneinde over het vlak van de omzetter een akoestische energie van gelijke sterkte op te wekken. Zoals bij de andere uitvoeringsvormen van de boven beschreven uitvinding 5 wordt een akoestische focussering verkregen als gevolg van de vertraging bij het voortplanten van de elektromagnetische golf langs de transmissielijnelektroden.

Zoals boven beschreven hangt het door de focusseeromzetters van de uitvinding verschafte brandpunt F onder andere af van de door de inhe-10 rente vertragingslijn verschafte tijdvertraging. Door de zelfinductie van de vertragingslijn te veranderen kan de vertraging en derhalve het akoestische brandpunt van de omzetter veranderd worden en door de zelfinductie dynamisch te veranderen kan het brandpunt van de omzetter dynamisch gevarieerd worden. In fig. 10 is een nieuwe dynamisch gefocus-15 seerde omzetter samen met een ultrasoon afbeeldingsstelsel, dat de omzetter toepast, aangegeven waarnaar nu verwezen wordt. Daarin is een ultrasone omzetter 80 aangegeven welke geplaatst is in een houder 82 die gevuld is met een akoestische koppelvloeistof 84. In de houder is een akoestisch transparant raam 86 aangebracht om de akoestische golven 20 naar een te onderzoeken voorwerp 88 te koppelen.

De omzetter 80 heeft een cilindervormig piëzo-elektrisch lichaam 90 met een spiraalelektrode 92 aan het achtervlak en een geaarde vlakke elektrode 94 aan het voorvlak daarvan. Het binneneinde 92-2 van de spiraalelektrode is via een belastingsimpedantie 96 verbonden met de voor-25 elektrode 94 om de inherente vertragingslijn af te sluiten in de impedantie van de lijn aan het binneneinde daarvan. Zoals tot nu toe is beschreven kan de omzetter van het boven beschreven en in de fig. 2 en 3 aangegeven type zijn.

De omzetter kan wanneer nodig voorzien zijn van een akoestische 30 lens zoals de in fig. 10 aangegeven lens 98. Door een akoestische lens-focussering te combineren met een inherente vertragingslijnfocussering is minder vertraging nodig voor het focusseren nabij de omzetter. Eveneens wordt de zelfinductie van de inherente vertragingslijn vergroot door een ferrietorgaan of plug 100 te gebruiken die aan de achterzijde 35 van de omzetter nabij de spiraallijn 92 is bevestigd. Zoals duidelijk is, hangt de vertraging van een lijn af van de verdeelde zelfinductie daarvan, waarbij de vertraging bij toename van de zelfinductie toeneemt. Daar de vertraging van de lijn door de toepassing van het ferrietorgaan 100 vergroot wordt, beweegt het brandpunt van de omzetter 40 dichter naar de omzetter toe door het ferrietorgaan op te nemen in de 8 5 2. 0 '/'· .? 0 11 omzetterconstructie.

De permeabiliteit y van het ferrietorgaan 100 wordt gestuurd door een magnetisch veld te gebruiken dat door een rond het ferrietorgaan gewikkelde aandrijfspoel 102 wordt opgewekt. Door de stroomdoorgang 5 door de spoel te sturen worden de permeabiliteit van het ferrietorgaan en de zelfinductie van de vertragingslijn gestuurd teneinde het brandpunt van de akoestische omzetter in te stellen. Wanneer de zelfinductie van de inherente vertragingslijn vergroot wordt, beweegt het brandpunt vanaf het punt Fl dichter naar de omzetter toe naar het punt F2. Opge-10 merkt wordt hier dat door het ferrietorgaan 100 aan de achterzijde van het omzetterlichaam te bevestigen de frequentiebandbreedte van de omzetter eveneens vergroot wordt als gevolg van de mechanische belasting van de omzetter door het ferrietorgaan zoals in de praktijk van omzet-ters bekend is. Dan zal blijken dat door een eenvoudige besturing van 15 de stroomdoorgang door de spoel 102 het brandpunt van de omzetter dynamisch geregeld wordt. In fig. 10 is een B-aftast ultrasoon afbeeldings-stelsel aangegeven dat voorzien is van de nieuwe omzetter.

Aan de spiraalelektrode 92 van de omzetter 80 wordt vanaf een ge-poorte signaalbron 104 via een versterker 106 breedbandige pulsen toe-20 gevoerd teneinde het voorwerp 88 met geluidspulsen te bestralen. De signaalbron 104 wordt herhaaldelijk poortgewijs ingeschakeld door een zendpoortgenerator 108 te gebruiken die door signalen van een tijd- en stuureenheid 110 gestuurd wordt. In het algemeen wordt een periodieke pulsbewerking toegepast ofschoon ook een aperiodieke en continue golf-25 modebewerking gebruikt kan worden.

Ultrasone pulsen die door grenzen en inwendige discontinuïteiten van het voorwerp of de persoon 88 worden gereflecteerd worden door de omzetter 80 opgenomen en de resulterende elektrische signalen worden aan een gepoorte versterker 112 toegevoerd die tijdens de ontvang- en 30 zenddelen respectievelijk van de werkcyclus poortgewijs in- en uitgeschakeld wordt onder besturing van de tijd- en stuureenheid 112. Vanzelfsprekend kan een zend-ontvangschakelaar zoals aangegeven in fig. 3 worden toegepast in de verbinding van de omzetter 80 met de signaalbron 104 en de signaalontvanger 114, welke schakelaar de noodzaak om de ver-35 sterker te poorten voor het verhinderen dat de ontvanger door de zend-pulsen wordt geblokkeerd kan wegnemen. De ontvanger 114 heeft een signaalprocessor 116 die een versterker met variabele versterking kan hebben waaraan de gepoorte-ontvangersignalen worden toegevoerd. De versterker met variabele versterking kan overeenkomstig de vanaf de laatst 40 uitgezonden puls verlopen tijd met een toenemende versterking ingesteld 8320320 12 worden In verhouding met de afstand zodanig dat het door akoestische absorptie in het voorwerp teweeggebrachte signaalverlies gecompenseerd wordt. De ontvanger kan een breedbandige compressieversterker hebben om de versterking van het uitgangssignaal van de versterker met variabele 5 versterking te comprimeren. Daarenboven kan in de ontvanger een omhul-lings- of andere detector toegepast worden voor een omhullingsdetectie van het uitgangssignaal van de compressieversterker. De boven beschreven signaalontvanger is van gebruikelijk ontwerp en er zal geen aanvullende beschrijving daarvan gegeven worden.

10 Voor een B-aftastbedrijf wordt het uitgangssignaal van de ontvan ger toegevoerd aan het stuurrooster van een kathodestraalbuisweergeef-inrichting 118 om de elektronenbundel in intensiteit te moduleren. Hierbij wordt opgemerkt dat ten behoeve van A-aftastbedrijf het uitgangssignaal van de ontvanger eenvoudig als een afbuigsignaal aan een 15 kathodestraalbuis kan worden toegevoerd om de bundel in een richting af te buigen terwijl een met de zendwerking gesynchroniseerd zaagtandsig-naal als afbuigsignaal wordt toegevoerd teneinde de bundel in een richting loodrecht daarop af te buigen.

Ten behoeve van de weergegeven B-aftastwerking wordt de omzetter 20 80 met een ten opzichte van het voorwerp 88 aftastende beweging bewo gen. In fig. 10 is van de omzetter 10 aangegeven dat deze via een mechanische verbinding 122 verbonden is met een aftastmechanisme 120. Een lineaire en/of sectorgewijze aftasting kan worden toegepast en om een en ander te illustreren is een lineaire aftasting over het voorwerp 88 25 in de richting van de met dubbele punt voorziene pijl 124 aangegeven. Het aftastmechanisme heeft een aftastpositie-informatieschakeling met een uitgang die verbonden is met de tijd- en stuureenheid 110. De uitgangssignalen van de tijd- en stuureenheid 110 worden gebruikt voor het synchroniseren van de zend-, ontvang- en weergeefaftastbewerkingen, en 30 voor het sturen van de werking van een afbuig- en onderdrukkingsgenera-tor 126. Een uitgangssignaal van de generator 126 is een afbuigspanning die evenredig is met de positie van de omzetter langs de aftastbaan, en een ander uitgangssignaal is evenredig met de tijd verlopen sinds de laatste uitgezonden puls. Het is duidelijk dat andere aftastuitvoerin-35 gen mogelijk zijn.

Ten behoeve van zowel A- als B-aftastbewerkingen, waarin de terug-keersignalen vanaf verschillende afstanden in een bereik in het voorwerp worden opgenomen, wordt de stroom door de spoel 102 in de tijd gevarieerd overeenkomstig de tijd welke verlopen is sinds de laatst uit-40 gezonden puls teneinde het brandpunt van de omzetter tussen de punten 8320320 13 F2 en F1 te variëren. Overeenkomstig de onderhavige uitvinding wordt de stroom door de spoel 102 en daarom de focussering van de omzetter 80 gevarieerd overeenkomstig het uitgangssignaal van een focusseerfunctie-generator 128. Tijdens ontvangbedrijf neemt het uitgangssignaal van de 5 generator 128 toe teneinde de stroomdoorgang door de spoel 102 te vergroten ten behoeve van een dynamische focussering van de omzetter vanaf het brandpunt F2 naar het brandpunt F1 toe. In de aangegeven uitvoeringsvorm wordt de spoelstroom tijdens de pulsuitzending gestuurd voor een focussering in een tussen de punten F2 en F1 gelegen punt F3.

10 Ofschoon de werking van het in fig. 10 aangegeven ultrasone af- beeldingsstelsel duidelijk blijkt uit de boven gegeven beschrijving zal nu een korte toelichting daarvan met verwijzing naar het tijddiagram van fig. 11 gegeven worden. De omzetter 80 wordt door het aftastmecha-nisme 120 over het voorwerp 88 bewogen in de richting van de pijl 124. 15 Door de aftastpositiestuurschakeling van het aftastmechanisme wordt een aftastpositiesignaal opgewekt en toegevoerd aan de tijd- en stuureen-heid 110, waarvan signalen voor het in de tijd sturen van de werking van de zender, ontvanger en kathodestraalbuisaftastmiddelen worden afgeleid. Tijdens de in fig. 11 aangegeven zendpulsperiode 130 worden 20 breedbrandige ultrasone golven met smalle bundel opgewekt, waarbij de zendpuls op het tijdstip Tl gestart en op het tijdstip T2 beëindigd wordt. De puls loopt door de lens 98 tot in het voorwerp 88 en wordt in het tussenvlak tussen het voorwerp en het raam 86 en op verschillende afstanden bij discontinuïteiten binnen het voorwerp gereflecteerd. Na 25 een tijdvertragingsperiode tussen de tijdstippen T2 en T4 wordt de versterker poortgewijs ingeschakeld om de echosignalen zoals aangegeven in 132 van fig. 11 te verwerken. Tijdens de werking van de ontvanger tussen de tijdstippen T4 en T5 neemt het door de kromme 134 aangeduide uitgangssignaal van de brandpuntfunctiegenerator 128 toe teneinde de 30 zelfinductie en dientengevolge de vertraging van de omzettervertra-gingslijn te verkleinen waardoor de brandpuntafstand van de omzetter naarmate echosignalen van grotere diepte binnen het voorwerp ontvangen worden groter wordt. Op het tijdstip T5 wordt de ontvangwerking beëindigd en wordt een andere zendpuls op het tijdstip T6 opgewekt en wordt 35 de boven beschreven cyclus herhaald. Tijdens de werking van de zender tussen de tijdstippen Tl en T2 ligt het uitgangssignaal van de brandpuntfunctiegenerator tussen de bovenste en onderste niveaus daarvan teneinde de pulsen van de omzetter in een tussen de punten Fl en F2 gelegen brandpunt F3 te focusseren. Het spreekt vanzelf dat een besturing 40 van de brandpuntstuurgenerator tijdens pulsuitzending om in enig ander (3, 9 9 f\ 7 9 .f..

9 > ' L L- <,/ i- u 14 niveau dan in het punt F3 te focusseren mogelijk is.

Een gewijzigde uitvoeringsvorm voor het focusseren van de omzetter onder toepassing van een aantal concentrische spiraalelektroden aan het ene vlak daarvan is aangegeven in de fig. 12 en 13 waarnaar nu verwezen 5 wordt. Daarin is van een focusseeromzetter 140 aangegeven dat deze een cilindervormig lichaam 142 van piëzo-elektrisch materiaal en een vlakke elektrode 144 aan het voorvlak daarvan heeft. Het achteroppervlak van het lichaam 142 is voorzien van een aantal concentrische elektroden, in dit geval de beide elektroden 146-1 en 146-2. De binneneinden van de 10 spiraalelektroden zijn samen verbonden en via een impedantie-aanpasbe-lastingsweerstand 148 met de elektrode 144. De buiteneinden van de spiraalelektroden zijn samen verbonden en met een zend-ontvangeenheid 150. Bij deze uitvoering, waarin de spiraalvormige vertragingslijnelektroden elektrisch parallel verbonden zijn, wordt de elektrische impedantie 15 verkleind waardoor een betere impedantie-aanpassing tussen de omzetter en de daarmede verbonden zender en/of ontvanger verkregen kan worden. Zoals bij de eerder beschreven omzetters van de uitvinding wordt een focussering van de omzetter 140 verkregen door middel van de inherente vertraging in de voortplanting van de elektromagnetische golven langs 20 de lijnen vanaf de omtrek van het piëzo-elektrische lichaam naar het midden daarvan toe.

De uitvinding is niet beperkt tot de toepassing van de inherente vertraging verkregen door de elektrodeconfiguratie van een ultrasone omzetter voor het focusseren van een bundel. Bij een andere in de fig. 25 14 en 15 aangegeven gewijzigde uitvoeringsvorm van de uitvinding is van een ultrasone-bundelaftastomzetter 160 aangegeven dat deze bestaat uit een rechthoekig gevormd piëzo-elektrisch lichaam 162 met een uniforme dikte voorzien van een stripelektrode 164 aan het ene vlak daarvan en een vlakke elektrode 166 aan het tegenovergestelde vlak daarvan. In de-30 ze uitvoeringsvorm heeft de elektrode 164 in plaats van de spiraalvorm een zig-zagvorm. Deze zig-zagvormige elektrode 164 loopt vanaf het ene einde van het piëzo-elektrische lichaamsorgaan naar het tegenovergestelde einde daarvan.

Het ene einde 164-1 van de zig-zagelektrode 164 kan verbonden wor-35 den met een niet aangegeven ultrasone zend- en/of ontvangeenheid, en het andere einde 164-2 daarvan is via een aanpasbelastingsweerstand 168 verbonden met aarde 26. Zoals bij de andere ómzetters volgens de uitvinding wordt een inherente vertraging gekregen in de voortplanting van de elektromagnetische golf langs de lange stripelektrode van de omzet-40 ter. Daar de zig-zagelektrode een in wezen constante steek heeft, zoals 8320320 15 de elektrode 164, wordt bij het bekrachtigen van de omzetter een akoestische golf met een wezenlijk vlak golffront 170 verkregen. Als gevolg van de vertraging in de voortplanting van de elektromagnetische golf langs de structuur van de vertragingslijnomzetter strekt het golffront 5 170 zich onder een hoek A met het oppervlak van de vlakke elektrode 166 uit en plant zich voort in de richting van de pijl 172.

Door de vertraging van de inherente vertragingslijn te sturen kan de richting van de akoestische golf ingesteld worden. Bij de uitvoering van de fig. 14 en 15 wordt een orgaan 174 met hoge permeabiliteit, zo-10 als een blok van ferriet, bevestigd aan de achterzijde van het piëzo-elektrische lichaam 162 nabij de zig-zagelektrode 164 die zoals boven beschreven de zelfinductie van de elektrode 164 vergroot. Rond de rand van het ferrietblok 174 is een spoel 176 aangebracht die verbonden kan worden met een niet aangegeven aftastfunctiegenerator die een variabele 15 stroom aan de spoel kan toevoeren om de permeabiliteit van het ferrietblok in te stellen. Bij groter wordende stroom door de spoel neemt de permeabiliteit van het ferrietblok 174 af waardoor de zelfinductie van de vertragingslijn afneemt. De snelheid van de voortplanting van de elektromagnetische golf langs de vertragingslijn wordt hierdoor ver-20 groot teneinde de vertraging van de lijn te verkleinen zodat het golffront van het akoestische golfveld in een positie dichter naar het vlak van het voorvlak van de omzetter wordt bewogen. Bij toenemende spoel-stroom wordt een akoestische energiegolf met een door het verwijzings-cijfer 170-1 aangeduid front opgewekt dat in de richting van de pijl 25 172-1 zich voortplant. Door aan de spoel 176 een variërende stroom toe te voeren wordt een aftastende beweging van de akoestische golf verkregen. Het aftasten van de akoestische golf zowel tijdens de ene of de andere of tijdens beide zend- en ontvangakties is natuurlijk mogelijk. Het zal duidelijk zijn dat de omzetter 160 met een akoestische lens ge-30 bruikt kan worden voor het focusseren van de daardoor uitgezonden en/of ontvangen akoestische energiegolf.

Het zal duidelijk zijn dat verschillende andere veranderingen en wijzigingen binnen het kader van de uitvinding mogelijk zijn. Bijvoorbeeld kan een ferriet steunorgaan of dergelijke aan de achterzijde van 35 de omzetter nabij de lange elektrode opgenomen worden om de zelfinductie van de vertragingslijn te vergroten zonder een spoel te gebruiken voor het naar wens variëren van de permeabiliteit van het orgaan wanneer een variabele vertraging niet nodig is. Ook kan de toepassing van permanente magneten voor het instellen van de permeabiliteit van het 40 ferriet steunorgaan overwogen worden. Ook zijn vele andere middelen 8320320 16 voor het beïnvloeden van de zelfinductie van de vertragingslijn mogelijk in aanvulling op de toepassing van een ferriet steunorgaan. De lange geleider kan bijvoorbeeld bekleed of bedekt worden met ferrietma-teriaal terwijl het resterende deel van de achterzijde van het piëzo-5 elektrische lichaam van de omzetter vrij blijft teneinde een "lucht-ge-dragen" omzetter te verkrijgen. Verschillende vervaardigingstechnieken waaronder dunne-film, dikke-film, fotolithografie en dergelijke technieken kunnen gebruikt worden bij de vervaardiging van de omzettere, in het bijzonder voor het vormen van de elektroden en ferrietneerslag in 10 "lucht-gedragen" toepassingen. Zoals boven opgemerkt kan elk willekeurig geschikt piëzo-elektrisch materiaal gebruikt worden waarbij de uitvinding niet tot enig bepaald type beperkt is. Daarenboven is de uitvinding niet beperkt tot het gebruik met de aangegeven spiraal en zigzagvormige elektroden. Andere lange elektrodeconfiguraties kunnen ge-15 bruikt worden waarin de door de lijn verschafte vertraging toegepast wordt voor het focusseren of andere akoestische bundelbesturingen. Eveneens kan de tapsheid en steek van de spiraalelektroden geselecteerd worden om aan de omzetter verschillende focusseereffecten te geven.

Daarenboven zal, ofschoon akoestische vloeistofkoppelmiddelen in 20 de tekeningen zijn aangegeven om de omzetter te koppelen met een te onderzoeken voorwerp, het duidelijk zijn dat alle vaste akoestische koppelmiddelen wanneer gewenst toegepast kunnen worden. Eveneens kunnen andere akoestische-golffocusseermiddelen dan de aangegeven lens bij de omzetter toegepast worden. Bijvoorbeeld kan het omzetterlichaam voor 25 het focusseren voorzien zijn van een gekromd in plaats van een vlak oppervlak. Ook kan langs de akoestische as van de omzetter een gekromde spiegel geplaatst zijn.

8320320

Claims

1. Ingetrokken.

1. Ultrasone zend- en/of ontvangomzetter voor het opwekken en/of ontvangen van akoestische compressiegolven voor gebruik bij het ultrasoon onderzoeken van een voorwerp, welke omzetter omvat een piëzo-elek- 5 trisch orgaan met eerste en tweede tegenovergestelde vlakken, op deze eerste en tweede vlakken respectievelijk aangebrachte eerste en tweede elektrodemiddelen, waarbij tenminste een van de elektrodemiddelen de vorm van een lange stripgeleider heeft die samen met de andere van de elektrodemiddelen een vertragingslijn vormt voor inherente vertraging 10 in de voortplanting van elektromagnetische golven daarlangs door de verdeelde capaciteit en zelfinductie van de vertragingslijn, en middelen voor het akoestisch koppelen van een vlak van het piëzo-elektrische orgaan met een voorwerp dat ultrasoon onderzocht wordt.

2. Inge trokken.

2. Ingetrokken.

2. Ultrasone omzetter volgens conclusie 1 voorzien van middelen 15 voor het afsluiten van een einde van de lange stripgeleider in een be- lastingsimpedantie die in wezen aangepast is aan de impedantie van de vertragingslijn in het ene einde teneinde te verhinderen dat staande-golfsignalen zich langs de vertragingslijn ontwikkelen.

3. Ingetrokken.

3. Ultrasone omzetter volgens conclusie 2, waarin de aanpasbelas-20 tingsimpedantie de akoestische impedantie omvat van het piëzo-elektrische orgaan aan het ene einde van de lange stripgeleider.

4. Ingetrokken.

4. Ultrasone omzetter volgens conclusie 2, waarin de aanpasbelas-tingsimpedantie elektrische weerstandsmiddelen omvat.

5. Ultrasone zend- en/of ontvangomzetter voor het opwekken en/of ontvangen van akoestische compressiegolven voor gebruik bij het ultrasoon onderzoeken van een voorwerp, welke omzetter gekenmerkt wordt door een piëzo-elektrisch orgaan met eerste en tweede tegenovergestelde 10 vlakken, op deze eerste en tweede vlakken respectievelijk aangebrachte eerste en tweede elektrodemiddelen, waarbij tenminste een van de elek-trodemiddelen de vorm van een lange stripgeleider heeft die samen met de andere van de elektrodemiddelen een vertragingslijn vormt voor een inherente vertraging in de voortplanting van elektromagnetische golven 15 daarlangs door middel van verdeelde capaciteit en zelfinductie van de vertragingslijn, en middelen die een gat door het piëzo-elektrische orgaan vormen voor elektrische weerstandsmiddelen, die de eerste en tweede elektroden doorverbinden.

5. Ultrasone omzetter volgens conclusie 4 voorzien van middelen 25 die een gat door het piëzo-elektrische orgaan vormen voor de elektrische weerstandsmiddelen, die de eerste en tweede elektroden doorverbinden.

6. Ingetrokken.

6. Ultrasone omzetter volgens conclusie 1, waarin het piëzo-elektrische orgaan een wezenlijk cilindrische vorm heeft, en de lange 30 stripgeleider een wezenlijke spiraalvorm heeft waarbij het binneneinde van de spiraalvormige geleider nabij het midden van het ene vlak van het piëzo-elektrische lichaam eindigt.

7. Ultrasone zend- en/of ontvangomzetter voor het opwekken en/of ontvangen van akoestisch compressiegolven voor gebruik bij het ultrasoon onderzoeken van een voorwerp, welke omzetter gekenmerkt wordt door een piëzo-elektrisch orgaan met eerste en tweede tegenovergestelde vlakken, op deze eerste en tweede vlakken respectievelijk aangebrachte 25 eerste en tweede elektrodemiddelen, waarbij tenminste een van de elektrodemiddelen de vorm van een lange stripgeleider heeft die samen met de andere van de elektrodemiddelen een vertragingslijn vormt voor een inherente vertraging in de voortplanting van elektromagnetische golven daarlangs door middel van verdeelde capaciteit en zelfinductie van de 30 vertragingslijn, middelen voor het akoestisch koppelen van een vlak van het piëzo-elektrische orgaan met een ultrasoon te onderzoeken voorwerp, welk piëzo-elektrische orgaan een wezenlijk cilindrische vorm en welke lange stripgeleider een wezenlijke spiraalvorm heeft, waarbij het binneneinde van de spiraalvormige geleider nabij het midden van een vlak 35 van het piëzo-elektrische orgaan eindigt, waarbij de breedte van de spiraalvormige geleider vanaf het ene einde naar het andere einde daarvan tapsgewijs verandert teneinde de vertragingslijnimpedantie te wijzigen naarmate de geleiderbreedte verandert voor besturing van apodisa-tie van de ultrasone omzetter.

7. Ultrasone omzetter volgens conclusie 6, waarin de breedte van de spiraalvormige geleider van het ene einde naar het andere einde 35 daarvan tapsgewijze verloopt teneinde de vertragingslijnimpedantie bij het veranderen van de geleiderbreedte te wijzigen.

8. Ultrasone omzetter volgens conclusie 7, waarin de steek van de 8 6 2 0 ö L u η tapsgewijze spiraalvormige geleider afneemt naarmate de breedte daarvan afneemt.

8. Ultrasone omzetter volgens conclusie 7, waarin de steek van de tapsgewijze spiraalvormige geleider afneemt naarmate de breedte daarvan afneemt.

9. Ultrasone omzetter volgens conclusie 8, waarin het binneneinde van de tapsgewijze spiraalvormige geleider een smallere breedte dan het 5 buiteneinde daarvan heeft.

9. Ultrasone omzetter volgens conclusie 8, waarin het binneneinde 8320320 van de tapsgewijze spiraalvormige geleider een smallere breedte dan het buiteneinde daarvan heeft.

10. Ingetrokken.

10. Ultrasone omzetter volgens conclusie 6 voorzien van middelen voor het verbinden van het buiteneinde van de spiraalvormige geleider 5 met zendmiddelen om de omzetter te bekrachtigen teneinde gefocusseerde ultrasone energie in het voorwerp te stralen.

11. Ultrasone zend- en/of ontvangomzetter voor het opwekken en/of ontvangen van akoestische compressiegolven voor gebruik bij het ultrasoon onderzoeken van een voorwerp, welke omzetter gekenmerkt wordt door 10 een piëzo-elektrisch orgaan met eerste en tweede tegenovergestelde vlakken, op deze eerste en tweede vlakken respectievelijk aangebrachte eerste en tweede elektrodemiddelen, waarbij tenminste een van de elek-trodemiddelen de vorm van een lange stripgeleider heeft die samen met de andere van de elektrodemiddelen een vertragingslijn vormt voor een 15 inherente vertraging in de voortplanting van elektromagnetische golven daarlangs door middel van verdeelde capaciteit en zelfinductie van de vertragingslijn, middelen voor het akoestisch koppelen van een vlak van het piëzo-elektrische orgaan met een ultrasoon te onderzoeken voorwerp, welk piëzo-elektrische orgaan een wezenlijke cilindrische vorm en welke 20 lange stripgeleider een wezenlijke spiraalvorm heeft, waarbij het binneneinde van de spiraalvormige geleider nabij het midden van een vlak van het piëzo-elektrische orgaan eindigt, middelen voor het verbinden van het buiteneinde van de spiraalvormige geleider met zendmiddelen voor het bekrachtigen van de omzetter om gefocusseerde ultrasone ener-25 gie in het voorwerp te stralen, en middelen met hoge permeabiliteit nabij de lange stripgeleider voor het vergroten van de verdeelde impedantie van de vertragingslijn teneinde daardoor de voortplantingssnelheid van elektromagnetische golven daarlangs te verminderen en het bundel-brandpunt dichter bij de omzetter te bewegen.

11. Ultrasone omzetter volgens conclusie 10 voorzien van middelen met hoge permeabiliteit nabij de lange stripgeleider om de verdeelde impedantie van de vertragingslijn te vergroten teneinde daardoor de 10 voortplantingssnelheid van de elektromagnetische golven daarlangs te verminderen en het bundelbrandpunt dichter naar de omzetter te bewegen.

12. Ultrasone omzetter volgens conclusie 11, voorzien van een mag netische fluxveldbron gekoppeld met de middelen met hoge permeabiliteit voor het instellen van de permeabiliteit daarvan en voor het daardoor sturen van de snelheid van voortplanting van elektromagnetische golven langs de vertragingslijn en van het bundelbrandpunt van de omzetter.

12. Ultrasone omzetter volgens conclusie 11, voorzien van een magnetische fluxveldbron gekoppeld met de middelen met hoge permeabiliteit 15 voor het instellen van de permeabiliteit daarvan en voor het daardoor sturen van de snelheid van voortplanting van elektromagnetische golven langs de vertragingslijn en van het bundelbrandpunt van de omzetter.

13. Ultrasone omzetter volgens conclusie 12, waarin de magnetische fluxveldbron een spoel omvat nabij de middelen met hoge permeabiliteit, en een met de spoel verbonden stroombron voor het bekrachtigen van de spoel. IA. Ultrasone omzetter volgens conclusie 13, waarin de stroombron 40 gevarieerd kan worden om de sterkte van het magnetische fluxveld en de q q; q .' q m η) permeabiliteit van de middelen met hoge permeabiliteit te variëren.

13. Ultrasone omzetter volgens conclusie 12, waarin de magnetische fluxveldbron een spoel omvat nabij de middelen met hoge permeabiliteit, 20 en een met de spoel verbonden stroombron voor het bekrachtigen van de spoel.

14. Ultrasone omzetter volgens conclusie 13, waarin de stroombron gevarieerd kan worden om de sterkte van het magnetische fluxveld en de permeabiliteit van de middelen met hoge permeabiliteit te variëren.

15. Ingetrokken.

15. Ultrasone omzetter volgens conclusie 6, waarin de andere van de elektrodemiddelen eveneens een wezenlijke spiraalvorm heeft en direct tegenover de ene spiraalvormige elektrodemiddelen is geplaatst.

16. Ingetrokken.

16. Ultrasone omzetter volgens conclusie 6, waarin de andere van de elektrodemiddelen een vlak geleidend orgaan omvat dat het andere 30 vlak van het piëzo-elektrische lichaam bedekt teneinde een grondvlak voor de stripgeleider te verschaffen.

17. Ultrasone zend- en/of ontvangomzetter voor het opwekken en/of 5 ontvangen van akoestische compressiegolven voor gebruik bij het ultrasoon onderzoeken van een voorwerp, welke omzetter gekenmerkt wordt door een piëzo-elektrisch orgaan met eerste en tweede tegenovergestelde vlakken, op deze eerste en tweede vlakken respectievelijk aangebrachte eerste en tweede elektrodemiddelen, waarbij tenminste een van de elek- 10 trodemiddelen de vorm van een lange stripgeleider heeft die samen met de andere van de elektrodemiddelen een vertragingslijn vormt voor een inherente vertraging in de voortplanting van elektromagnetische golven daarlangs door middel van verdeelde capaciteit en zelfinductie van de vertragingslijn, middelen voor het akoestisch koppelen van een vlak van 15 het piëzo-elektrische orgaan met een ultrasoon te onderzoeken voorwerp, en middelen met hoge permeabiliteit nabij de lange stripgeleider voor het vergroten van de verdeelde zelfinductie van de vertragingslijn teneinde daardoor de voortplantingssnelheid van elektromagnetische golven daarlangs te verminderen.

17. Ultrasone omzetter volgens conclusie 1 voorzien van middelen met hoge permeabiliteit nabij de lange stripgeleider om de verdeelde zelfinductie van de vertragingslijn te vergroten teneinde daardoor de 35 voortplantingssnelheid van elektromagnetische golven daarlangs te verminderen.

18. Ultrasone omzetter volgens conclusie 17, voorzien van een met de middelen met hoge permeabiliteit gekoppelde magnetische fluxveldbron voor het instellen van de permeabiliteit daarvan en voor het daardoor sturen van de voortplantingssnelheid van elektromagnetische golven langs de lijn.

18. Ultrasone omzetter volgens conclusie 17, voorzien van een met de middelen met hoge permeabiliteit gekoppelde magnetische fluxveldbron voor het instellen van de permeabiliteit daarvan en voor het daardoor 40 sturen van de voortplantingssnelheid van elektromagnetische golven 8320320 langs de lijn.

19. Ultrasone omzetter volgens conclusie 18, waarin de magnetische fluxveldbron een spoel omvat nabij de middelen met hoge permeabiliteit en een met de spoel verbonden stroombron voor het opwekken van een magnetisch fluxveld gekoppeld met de middelen met hoge permeabiliteit.

19. Ultrasone omzetter volgens conclusie 18, waarin de magnetische fluxveldbron een spoel omvat nabij de middelen met hoge permeabiliteit en een met de spoel verbonden stroombron voor het opwekken van een mag- 5 netisch fluxveld gekoppeld met de middelen met hoge permeabiliteit.

20. Ultrasone omzetter volgens conclusie 19 voorzien van middelen 30 om de stroombron in te stellen voor het variëren van het magnetische fluxveld.

20. Ultrasone omzetter volgens conclusie 19 voorzien van middelen om de stroombron in te stellen voor het variëren van het magnetische fluxveld.

21. Ultrasone omzetter volgens conclusie 17, waarin de middelen met hoge permeabiliteit ferriet omvatten.

21. Ultrasone omzetter volgens conclusie 17, waarin de middelen 10 met hoge permeabiliteit ferriet omvatten.

22. Ingetrokken.

22. Ultrasone omzetter volgens conclusie 1, voorzien van middelen nabij de lange stripgeleider voor het sturen van de tijdvertraging van de vertragingslijn.

23. Ingetrokken.

23. Ultrasone omzetter volgens conclusie 10, voorzien van bij de 15 omzetter behorende ultrasone-golffocusseermiddelen voor het veranderen van het brandpunt van de ultrasone energie van de omzetter.

24. Ingetrokken.

24. Ultrasone omzetter volgens conclusie 23, waarin de ultrasone-golffocusseermiddelen een akoestische lens omvatten.

25. Ingetrokken.

25. Ultrasone omzetter volgens conclusie 24, waarin de akoestische 20 lens bevestigd is aan het piëzo-elektrische orgaan tegenover de lange stripgeleider.

26. Ingetrokken.

26. Ultrasone omzetter volgens conclusie 6, voorzien van middelen voor het verbinden van het binneneinde van de spiraalvormige geleider met de zendmiddelen voor het bekrachtigen van de omzetter teneinde een 25 uitzettende ultrasone energiebundel in het voorwerp uit te stralen.

27. Ingetrokken.

27. Ultrasone omzetter volgens conclusie 1, waarin de ene lange stripgeleider een zig-zagvorm heeft.

28. Ingetrokken. 8320320 (')

28. Ultrasone omzetter volgens conclusie 27, voorzien van middelen voor het verbinden van het ene einde van de zig-zagvormige geleider met 30 zendmiddelen voor het bekrachtigen van de omzetter en voor het opwekken van een ultrasone energiebundel met een golffront dat zich onder een andere hoek uitstrekt dan de nulhoek ten opzichte van het ene vlak van het piëzo-elektrische orgaan.

29. Ingetrokken.

29. Ultrasone omzetter volgens conclusie 28, voorzien van middelen 35 voor het sturen van de tijdvertraging van de vertragingslijn om de hoek in te stellen.

30. Ingetrokken.

30. Ultrasone omzetter volgens conclusie 1, waarin het piëzo-elektrische orgaan een wezenlijk cilindrische vorm heeft en de ene elektro-demiddelen een aantal concentrische spiraalvormige geleiders omvatten.

31. Ultrasone zend- en/of ontvangomzetter voor het opwekken en/of ontvangen van akoestische compressiegolven voor gebruik bij het ultra- 5 soon onderzoeken van een voorwerp, welke omzetter gekenmerkt wordt door een piëzo-elektrisch orgaan van in wezen cilindrische vorm en voorzien van eerste en tweede tegenovergestelde vlakken, op deze eerste en tweede vlakken respectievelijk aangebrachte eerste en tweede elektrodemid-delen, waarbij tenminste een van de elektrodemiddelen de vorm van een 10 lange stripgeleider heeft die samen met de andere van de elektrodemiddelen een vertragingslijn vormt voor een inherente vertraging in de voortplanting van elektromagnetische golven daarlangs door middel van verdeelde capaciteit en zelfinductie van de vertragingslijn, waarbij een der elektrodemiddelen een aantal concentrische spiraalvormige ge-15 leiders heeft, middelen voor het akoestisch koppelen van een vlak van het piëzo-elektrische orgaan met een ultrasoon te onderzoeken voorwerp, en middelen voor het elektrisch parallel verbinden van de concentrische spiraalvormige geleiders waarbij de buiteneinden daarvan elektrisch doorverbonden en de binneneinden daarvan elektrisch doorverbonden 20 zijn.

31. Ultrasone omzetter volgens conclusie 30, voorzien van middelen ^ 9 0 3 2 0 Γ voor het elektrisch parallel verbinden van de concentrische spiraalvor-mige geleiders.

32. Ingetrokken.

32. Ultrasoon stelsel voor het onderzoeken van het inwendige van voorwerpen, zoals lichaamsdelen, van het type dat een werkend stelsel 5 heeft voorzien van zend- en ontvangmiddelen, verder voorzien van bij de zend- en ontvangmiddelen behorende ultrasone omzettermiddelen die eerste en tweede elektroden hebben aan tegenovergestelde vlakken van een piëzo-elektrisch orgaan, waarbij tenminste een van de elektroden een lange stripgeleider omvat, waarbij de omzetterelektroden geleiders vor- 10 men van een vertragingslijn voor een inherente vertraging in de voortplanting van elektromagnetische golven daarlangs, en middelen voor het variëren van de vertraging van de vertragingslijn teneinde het bundel-patroon van de omzettermiddelen te wijzigen.

33. Ingetrokken.

33. Ultrasoon stelsel volgens conclusie 32, waarin de middelen 15 voor het variëren van de vertragingslijn in de tijd variabel zijn teneinde het bundelpatroon te variëren.

34. Ultrasoon stelsel voor het onderzoeken van het inwendige van voorwerpen, zoals lichaamsdelen, van het type dat voorzien is van een 25 werkstelsel omvattende zend- en ontvangmiddelen, welke verbetering gekenmerkt wordt door ultrasone omzettermiddelen behorend bij de zend- en ontvangmiddelen, welke ultrasone omzetter omvat eerste en tweede elektroden aan tegenovergestelde vlakken van het piëzo-elektrische orgaan, waarbij tenminste een van de elektroden een lange stripgeleider omvat, 30 waarbij de omzetterelektroden geleiders van een vertragingslijn omvatten voor een inherente vertraging in de voortplanting van elektromagnetische golven daarlangs, en middelen voor het variëren van de vertraging van de vertragingslijn om het bundelpatroon van de omzettermiddelen te veranderen, waarbij de middelen voor het variëren van de vertra-35 ging van de vertragingslijn een orgaan met hoge permeabiliteit nabij de lange stripgeleider omvatten.

34. Ultrasoon stelsel volgens conclusie 32, waarin de middelen voor het variëren van de vertraging een orgaan met hoge permeabiliteit nabij de lange stripgeleider omvatten.

35. Ultrasoon stelsel volgens conclusie 34, voorzien van een aandrijf spoel bij het orgaan met hoge permeabiliteit, en een met de aan-drijfspoel verbonden variabele-stroombron voor het sturen van de per- 40 meabiliteit van het orgaan met hoge permeabiliteit en de tijdvertraging 8320320 ƒ/ (s) van de vertragingslijn.

35. Ultrasoon stelsel volgens conclusie 34, voorzien van een aan drijf spoel bij het orgaan met hoge permeabiliteit, en een met de aan-drijfspoel verbonden variabele-stroombron voor het sturen van de permeabiliteit van het orgaan met hoge permeabiliteit en de tijdvertraging van de vertragingslijn.

36. Ingetrokken.

36. Ultrasoon stelsel volgens conclusie 32, waarin het piëzo-elek- trische orgaan een cilindervorm en de lange stripgeleider een spiraalvorm heeft.

37. Ingetrokken.

37. Ultrasoon stelsel volgens conclusie 36, waarin het werkende stelsel verbonden is met het buiteneinde van de spiraalvormige elektro- 30 de teneinde aan de omzetter een gefocusseerd bundelpatroon te verschaffen.

38. Ingetrokken.

38. Ultrasoon stelsel volgens conclusie 37, voorzien van een bij de omzetter behorende akoestische focusseerlens voor een akoestische focussering van de omzetter.

39. Ingetrokken.

39. Ultrasoon stelsel volgens conclusie 36, waarin de zender van het werkende stelsel verbonden is met het binneneinde van de spiraalvormige elektrode teneinde aan de omzetter een uitzettend bundelpatroon te verschaffen.

40. Ingetrokken.

40. Ultrasoon stelsel volgens conclusie 32, waarin de lange strip- 40 geleider een zig-zagvorm heeft. o J L Vs t l τ

41. Ingetrokken.

41. Werkwijze voor het niet-invasief onderzoeken van het inwendige van een voorwerp, welke werkwijze omvat de stappen van het sonisch bestralen van tenminste een deel van het voorwerp met een bundel van akoestische energie, en het opnemen van akoestische energie vanuit het 5 voorwerp en het omzetten hiervan in elektrische signalen in vertra-gingslijnelektroden van een ultrasone omzetter, waarvan het bundelpa-troon afhankelijk is van de tijdvertraging daarvan.

42. Werkwijze voor het niet-invasief onderzoeken van het inwendige van een voorwerp volgens conclusie 41, omvattende de stap van het in de 10 tijd variëren van de tijdvertraging van de omzetter teneinde het bun-delpatroon daarvan in de tijd te variëren.

43. Ingetrokken.

43. Werkwijze voor het niet-invasief onderzoeken van het inwendige van een voorwerp volgens conclusie 41, waarin de ultrasone omzetter een gefocusseerd bundelpatroon heeft.

44. Werkwijze voor het niet-invasief onderzoeken van het inwendige van een voorwerp volgens conclusie 43, waarin akoestische echosignalen vanuit het inwendige van het voorwerp opgenomen worden door de omzetter, welke werkwijze omvat de stap van het in de tijd variëren van de tijdvertraging van de omzetter in betrekking tot de diepte van waaruit 20 de echosignalen worden opgenomen teneinde in wezen te focusseren in het niveau van waaruit de echosignalen worden opgenomen. I I I I I I I e * 2 0 3 2 o r-U- Öj GEWIJZIGDE CONCLUSIES

44. Ingetrokken. I I I I II I 8320320