NO147006B - Ultrasonisk deteksjonssystem. - Google Patents

Ultrasonisk deteksjonssystem. Download PDF

Info

Publication number
NO147006B
NO147006B NO78784116A NO784116A NO147006B NO 147006 B NO147006 B NO 147006B NO 78784116 A NO78784116 A NO 78784116A NO 784116 A NO784116 A NO 784116A NO 147006 B NO147006 B NO 147006B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
transducers
ultrasonic
detection system
converters
ultrasonic detection
Prior art date
Application number
NO78784116A
Other languages
English (en)
Other versions
NO147006C (no
NO784116L (no
Inventor
Kiyomi Minohara
Akira Sugiyama
Hiroshi Nakai
Masajiro Iida
Hideharu Morimatsu
Yuzo Kobayashi
Original Assignee
Furuno Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Furuno Electric Co filed Critical Furuno Electric Co
Publication of NO784116L publication Critical patent/NO784116L/no
Publication of NO147006B publication Critical patent/NO147006B/no
Publication of NO147006C publication Critical patent/NO147006C/no

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52017Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
    • G01S7/52046Techniques for image enhancement involving transmitter or receiver
    • G01S7/52047Techniques for image enhancement involving transmitter or receiver for elimination of side lobes or of grating lobes; for increasing resolving power
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/89Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S15/8906Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques
    • G01S15/8909Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using a static transducer configuration
    • G01S15/8915Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques using a static transducer configuration using a transducer array
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S367/00Communications, electrical: acoustic wave systems and devices
    • Y10S367/905Side lobe reduction or shading

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Description

Oppfinnelsen angår et ultrasonisk deteksjonssystem omfattende et antall ultralydomformere som er anordnet med samme innbyrdes avstand og nær hverandre slik at deres aktive overflater holdes innbyrdes fiksert for å danne ultrasoniske strålebuntmaksima (sløyfer) i bestemte preferanseretninger ved utvelgelse av en spesiell gruppe omformere fra det nevnte antall ultralydomformere og/eller anvendelse av passende faseforskyvninger på de signaler som skal tilføres til hver av omformerne, eller på de signaler som skal frembringes fra hver av omformerne.
Et sådant system anvendes eksempelvis i et såkalt elektronisk avsøkende sonarsystem som installeres på skip og benyttes for observasjon av undervannsomgivelsestilstander ved deteksjon av mål av interesse, såsom fiskestimer på sjø-bunnen, og ved fremvisning av de returnerte signaler på systemets indikator.
Slik det er velkjent, er det tilgjengelig forskjellige typer av oppstillinger av ultralydomformere for ultrasoniske deteksjonssystemer. Disse omfatter for eksempel: (1) En lineær oppstilling hvor et antall omformere er tett og regelmessig anbrakt med samme avstandsintervaller på en slik måte at utstrålings- eller mottagningsflaten for hver av omformerne holdes på en rett linje, (2) en ikke-lineær oppstilling, herunder en sirkulær, hvor et antall omformere er tett og regelmessig anbrakt på en krum linje, (3) en plan oppstilling hvor et antall omformere er tett og regelmessig anbrakt i et plan, (4) en ikke-plan oppstilling hvor et antall omformere er tett og regelmessig anbrakt i et krumt plan, og (5) en sylindrisk oppstilling hvor et antall omformere er tett og regelmessig anbrakt og anordnet på en slik måte at deres utstrålings- eller mottagningsflater holdes slik at de berører innersiden av en sylinderomkrets.
Metoden for forming av en mottagningsstrålebunt
med for eksempel en lineær oppstilling av ultralydomformere er velkjent. Dersom det antas at alle de mottagende omformere i en oppstilling energiseres samtidig, blir ekkosignaler som kommer tilbake fra en retning perpendikulært på linjen av omformere, avfølt av omformerne, slik at det dan-
nes en mottagningsstrålebunt i denne retning. Grunnen til at en rettet mottagningsstrålebunt dannes i den perpendiku-lære retning, er at ekkosignalene som returneres fra denne retning, adderes algebraisk slik at de forsterker hverandre. Ekkosignaler fra andre retninger adderes imidlertid algebraisk slik at de opphever hverandre.
Det er også velkjent at når for eksempel et antall mottagende omformere i en lineær oppstilling energiseres samtidig, blir sidesløyfer som peker i uønskede retninger uunngåelig dannet på begge sider av en hoved-mottagningsstrålebunt som peker i en bestemt søkerretning. Dersom disse sidesløyfer er forholdsvis store i forhold til stråle-bunten, blir ekkosignalene fra andre uønskede retninger såvel som fra en bestemt søkerretning mottatt og indikert på PPI-skjermen (planindikatorens fremvisningsskjerm). Alter-nativt blir falske signaler indikert i retninger hvor det i virkeligheten ikke eksisterer noen mål. Store sidesløyfer gjør det således meget vanskelig å oppnå signaler som nøyak-tig representerer omgivelesestilstander under vann, og er således en viktig grunn til operatørfeil når det gjelder å skjelne signalene fra ønskede mål på en indikator.
Det er således meget ønskelig at sidesløyfer blir undertrykket i størst mulig grad og holdt så små som mulig i forhold til en hovedstrålebunt.
Den samme type problemer oppstår også ved utsen-delse av ultralyd-bølgeenergi i en strålebuntform ved samtidig eksitering av et antall omformere i en lineær oppstilling. Dersom det på begge sider av en hoved-transmisjons-strålebunt dannes store sidesløyfer som peker i uønskede retninger, kommer ekkosignalene som skriver seg fra utsendt energi, tilbake fra uønskede retninger såvel som en søker-retning. Dette gjør det vanskelig å oppnå de signaler som nøyaktig representerer omgivelsestilstander under vann, i mottagningsmodusen. Store sidesløyfer forårsaker dessuten at mye strålingsenergi går tapt, og energiøkonomi for systemet blir følgelig ikke effektivt opprettholdt.
De samme tekniske problemer oppstår også når hvilken som helst av de ikke-lineære, sirkulære, plane, ikke-plane og sylindriske oppstillinger av ultralydomformere benyttes for å danne mottagnings- eller transmisjonsstrålebun-ter.
Sidesløyfer eller under-strålebunter blir frem-brakt på grunn av elektromagnetiske forstyrrelser mellom tilstøtende omformere. Det er tidligere kjent forskjellige anordninger for eliminasjon av forstyrrelser ved å begrense forplantningen av akustisk energi, dvs. begrense den akustiske kopling av akustisk energi som utstråles fra tilstø-tende omformere (US-PS 3 210 724 og 3 851 300 og DE-AS 2 718 772) . Ved anordningen ifølge US-PS 3 210 724 blir vegger av stål, som er elektrisk ledende, holdt på plass, ikke mellom tilstøtende omformere, men mellom strålingsele-menter som er koplet til omformerne. Stålet tjener altså ikke til å eliminere eventuelle elektromagnetiske forstyrrelser som frembringes mellom tilstøtende omformere. Ved anordningen ifølge US-PS 3 851 300 og DE-AS 2 718 772 opp-rettholdes henholdsvis balsatre og luft mellom tilstøtende omformere. Både balsatreet og luften tjener til å forbedre de akustiske egenskaper mellom omformerne, og eliminerer således ikke elektromagnetiske forstyrrelser derimellom.
Det er således et formål med oppfinnelsen å til-veiebringe et ultrasonisk deteksjonssystem som har en oppstilling av ultralydomformere som er konstruert slik at de undertrykker og holder dannede sidesløyfer på det lavest mulige nivå i forhold til en hovedstrålebunt.
Ovennevnte formål oppnås med et ultrasonisk deteksjonssystem av den innledningsvis angitte type som ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at en avskjermingsanordning som er dannet av et elektrisk ledende og/eller magnetisk materiale, er anbrakt mellom hvilke som helst av to tilgrensende omformere, for å undertrykke sidesløyfer i det nevnte strålebuntmønster.
Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgen-de i forbindelse med utførelseseksempler under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser et skjematisk blokkdiagram av et kjent, elektronisk avsøkende sonarsystem hvor den foreliggende oppfinnelse kan anvendes, fig. 2 viser et skjematisk planriss av et arrangement av en ultralydomformer-oppstilling som kan benyttes i det elektronisk avsøkende sonarsystem som er vist på fig. 1, og som skal benyttes for å forklare systemets virkemåte for dannelse av en mottagningsstrålebunt, fig. 3A og fig. 3B viser henholdsvis et planriss og et frontriss av en tidligere kjent omformeroppstillingsmontasje som kan benyttes i det elektronisk avsø-kende sonarsystem ifølge fig. 1, fig. 4A og 4B viser henholdsvis et frontriss og et sideriss av en innkapslet, magnetostriktiv ultralydomformer som kan benyttes for å danne den tidligere kjente omformeroppstillingsmontasje som er vist på fig. 3, fig. 5A og 5B viser henholdsvis et frontriss og et sideriss av en innkapslet, magnetostriktiv omformerenhet ifølge oppfinnelsen som kan benyttes for å danne en omformeroppstillingsmontasje som vist på fig. 3, fig. 6 viser en skjematisk representasjon av rettede eller- direktive mottagningsresponser eller strålemønstre for benyttelse for å forklare fordelaktige virkninger som oppnås ifølge oppfinnelsen, fig. 7A og 7B viser skjematiske representasjoner av direktive mottagningsresponser og fasekarakteristikkurver som er oppnådd med henholdsvis en tidligere kjent omformeroppstillingsmontasje og med et system ifølge oppfinnelsen, fig. 8A og 8B viser henholdsvis et planriss og et frontriss av en annen magnetostriktiv omformeroppstillingsmontasje som kan benyttes i det elektronisk avsøkende sonarsystem ifølge fig. 1, og fig. 9A og 9B viser henholdsvis et frontriss og et sideriss av en innkapslet, magnetostriktiv omformerenhet med en magnetisk avskjermingsplate på den ene side for benyttelse for å danne en omformerop<p>stillingsmontasje som vist på fig. 8. 1 alle figurer er samme henvisningstall benyttet for like komponenter.
Idet det nå henvises til fig. 1, 2 og 3, kanen oppstilling av omformere 1 (som vi^t på fig. 3) omfatte tjueto magnetostriktive ultralydomf ormere T-^, T2, T^, .... T__ som er tett og regelmessig anordnet langs omkretsen, av en bue som danner i hovedsaken halvparten av en sirkel. Hver av omformerne T-^, T2, T^, , T,- og Tg er koplet til inngangene til en faseinnstiller D-^. Hver av omformerne T2, T3, T^, T,-, Tg og T^ er koplet til inngangene til en f aseinnstiller D2. Hver av omformerne T3, T4, Tg, Tg, T7 og Tg er koplet til inngangene til en faseinnstiller D3. På samme måte er hver av omformerne (T4, T5, Tg, T?, Tg og Tg), (T5, Tg, T7# Tg, T9 og T1Q), (Tg, T?, Tg, Tg, T1Q og T^) ... (<T>1?,<T>l8, <T>19' T20' T21 og <T>22^ koPlet tii respektive av faseinnstillerne D^, D^, Dg, ... D-^-
Faseinnstillerne D-^, D2, ... D^ er av samme krets-utforming og kan være av den type som er vist på fig. 2 i US-PS 4 045 766 som ble utgitt 30. august 1977. Det henvises herved til beskrivelsen av denne krets (spalte 2, linje 47 til spalte 3, linje 11) i den grad en større for-ståelse av kretsens konstruksjon og virkemåte er nødvendig. Hver av faseinnstillerne fungerer slik at de anvender passende faseforsinkelser på ekkosignalene som oppfanges av hver av de seks omformere, for å bringe disse i fase, slik at det dannes en snever, rettet mottagningsstrålebunt. For eksempel forsinker faseinnstilleren D^ de ekkosignaler som oppfanges av den magnetostriktive ultralydomformer T^, i en tid som svarer til avstanden d-^ (som vist på fig. 2) mellom omformerne T^ og T^, og den forsinker også de av omformeren T^ mottatte ekkosignaler med det samme beløp. Den tidsfor-sinker også de ekkosignaler som oppfanges av omformerne T2 og T^, med det beløp som svarer til avstanden d2 (som vist på fig. 2) mellom henholdsvis omformerne T2 og T^ og omformerne T5 og Tg.
Utgangssignalene fra faseinnstilleren D^ inneholder følgelig bare de ekkosignaler som kommer tilbake fra en retning Følgelig dannes en mottagningsstrålebunt i retnin-gen 9-^. På nøyaktig samme måte danner faseinnstillerne D2, D^, .... D^ direktive mottagningsstrålebunter i respektive av retningene 62, 63, ... ^17* Faseinnstillernes D-^, D2, ... D-j^ utgangsklemmer er koplet til respektive innganger til forsterkere A^, A2, .... A^. Forsterkernes A^, A2, .... A, 7 utgangsklemmer er koplet til respektive av tilsvarende inngangsklemmer til en omkoplingskrets 2. Omkoplingskretsen 2 avleder fortløpende de signaler som fremkommer på hver av dennes innangsklemmer og overfører signalene via en forsterker 3 til lysstyrkemodulasjonsklemmen i et katodestrå-lerør CRT.
En pulsgenerator 4 frembringer periodisk en kort-varig puls med ultralydfrekvens og eksiterer samtidig alle omformere T-^, T2, .... T22' slik at det dermed utstråles ultralydbølgeenergi i et vidt område av retninger. Pulsgene-ratorens 4 utgang er koplet til inngangen til en avbøynings-bølgegenerator 5. Den ene utgang fra avbøyningsbølgegenera-toren 5 er koplet til en inngang til omkoplingskretsen 2, og de andre utganger er koplet til en avbøyningsanordning 6 for katodestrålerøret. Avbøyningsanordningen 6 omfatter horisontal- og vertikal-avbøyningsplater. Avbøyningsbølgegenerato-ren 5 frembringer sinus- og cosinusbølger hvis amplituder økes trinnvis ved hver syklus, og kopler disse bølger til henholdsvis horisontal- og vertikalavbøyningsplatene. Dette gjør det mulig for en elektronstråle å sveipe over PPI-indi-katorens skjerm i konsentriske sirkler med radier som fort-løpende økes trinnvis.
Katodestrålerøret CRT er innrettet til å lyse opp en flekk når et mottatt signal tilføres til lysstyrkemodulasjonsklemmen, på et tilsvarende parti over katodestrålerør-skjermen. Avbøyningsbølgegeneratoren 5 frembringer også og kopler et startsignal til omkoplingskretsen 2 for hver full-førelse av én sirkelavsøkning av katodestrålerørets elektronstråle .
Omkoplingskretsen 2 starter en omkoplingsoperasjon når ett av startsignalene tilføres til denne, og avleder suksessivt utgangssignalene fra forsterkerne A^, A,,, .... Avsøkningsoperasjonen i PPI-indikatoren utføres således i synkronisme med omkoplingskretsens"2 omkoplingsoperasjon, slik at retursignaler fra en retning fremvises i den tilsvarende retning og i det tilsvarende område over katodestråle-rørskjermen. Det skal bemerkes at respektive forforsterkere er innsatt mellom faseinnstillerne D^, D2, .... D^7 og omformerne, selv om disse for oversiktens skyld ikke er vist på fig. 1. For eksempel blir ekkosignalene som mottas av de seks omformere T-^, T2, ....Tg, først forsterket av forfor-
sterkerne og deretter tilført til f aseinnstilleren D-^.
Under drift blir det i synkronisme med hver utsen-delse av søkepulser av pulsgeneratoren 4 suksessivt og gjen-tatt dannet rettede mottagningsstrålebunter i respektive av retningene 9-^, 92, •••• eiv Ekkosignalene som forårsakes av den utstrålte energi, oppfanges av disse mottagningsstrålebunter og fremvises på PPI-indikatoren.
Idet det nå henvises til fig. 3 og 4, skal kon-struksjonen av en tidligere kjent, magnetostriktiv omformer-oppstillingsmontas je beskrives. En magnetostriktiv omformer 9 med viklede eksiteringsspoler (ikke vist) er innkapslet i form av et rektangulært parallellepiped ved benyttelse av urethanskum på en slik måte at dens utstrålings- eller mot-tagningsf late forblir udekket. Tjueto innkapslede omformere 8 er tett og regelmessig anbrakt rundt omkretsen av en bue som i hovedsaken danner en halvsirkel i en kappe (ikke vist), og er bundet i kappen ved anvendelse av Rho-C-gummi. Bin-dingen utføres på en slik måte at omformerne blir solid fast-holdt, og deres overflater dekkes av Rho-C-gummien som har samme transmisjonsegenskaper som sjøvann og som isolerer omformerne fra sjøvannet. På denne måte konstrueres en kjent omformeroppstillingsmontasje som vist på fig. 3.
Når denne konvensjonelle type oppstillingsmontasje benyttes i et elektronisk avsøkende sonarsystem som vist på fig. 1, og de seks omformere T-^, T2, T^, T^, T^, Tg som et eksempel energiseres samtidig, oppnås mottagnings-responskurver som vist med helt opptrukne linjer på fig. 6. På fig. 6 representerer den horisontale akse asimutvinklene og den vertikale akse representerer relativ respons. Sidesløyfer 16 fremkommer her på begge sider av en hovedmottagningsstrå-lebunt 15, og disse er som vist forholdsvis store i forhold til hovedstrålebunten 15. Slik som allerede omtalt, forårsaker sådanne store sidesløyfer ulemper ved utnyttelsen av systemet.
Idet det nå henvises til fig. 3 og 5, skal kon-struksjonen av en magnetostriktiv omformeroppstillingsmon-tas je som utnyttes i et deteksjonssystem ifølge oppfinnelsen, forklares. På samme måte som i den tidligere kjente anordning blir først en magnetostriktiv omformer 9 ved benyttelse av urethanskum først innkapslet i form av et rektangulært parallellepiped med sin strålings- eller mottagningsflate udekket. På den ene side av den innkapslede omformerenhet 10 blir en magnetisk avskjermingsplate 11 som er laget av permalloy, anbrakt og festet til omformerenheten. Deretter blir de innkapslede omformere med magnetiske avskjermingsplater 11 tett og regelmessig anbrakt i kappen langs omkretsen av en bue, og bindes i kappen ved benyttelse av Rho-C-gummi på en slik måte at omformerne 9 og de mellomliggende av-sk jermingsplater 11 holdes fiksert, og deres utstrålings-eller mottagningsflater dekkes av Rho-C-gummi.
Når en sådan omformeroppstillingsmontasje med magnetiske avskjermingsplater (fig. 3) benyttes i et elektronisk avsøkende sonarsystem som vist på fig. 1, og de seks omformere T-^, <T>2, <T>3, <T>4, T,. og Tg energiseres samtidig, oppnås mottagningsresponskurver som vist på fig. 6. En hoved-mottagningsstrålebunt er her den samme som den strålebunt 15 som dannes ved hjelp av det konvensjonelle system, men side-sløyfene 17 er representert ved stiplede linjer. Reduksjo-nen i amplitude av sidesløyfene er åpenbar. Det er blitt eksperimentelt bekreftet at toppen av responskurvene 17 med stiplede linjer kan holdes 3 - 4 dB lavere sammenliknet med toppen av de tilsvarende sidesløyferesponskurver med heltrukne linjer for anordningen ifølge den kjente teknikk.
Ifølge oppfinnelsen kan således sidesløyfer under-trykkes i større grad i forhold til en hovedstrålebunt enn de sidesløyfer som oppnås i de tidligere kjente systemer. Deteksjonssystemet ifølge oppfinnelsen kan således effektivt eliminere uvedkommende retursignaler og motta bare ønskede retursignaler, og gjør det således mulig å oppnå en mer nøy-aktig indikasjon av undervanns-omgivelsestilstander.
Ytterligere eksperimentelle målinger for oppnåelse av karakteristiske kurver er vist på fig. 7. På fig. 7 representerer horisontalaksen asimutvinklene og vertikalaksen representerer relative respons- og faseverdier. Fig. 7A illustrerer en mottagningsresponskurve 18 og en fasekarak-teristikkurve 19 som er oppnådd med en omformer som er innbygget i en konvensjonell omformeroppstillingsmontasje. Fig. 7B illustrerer en mottagningsresponskurve 20 og en fasekarak-teristikkurve 21 som er oppnådd med en omformer som har faste magnetiske avskjermingsplater innbygget i en omformeroppstil-lingsmontas je for benyttelse i et deteksjonssystem ifølge oppfinnelsen. Det er også blitt bekreftet at respons- og fasekarakteristikkurver som vist på fig. 7B oppnås når en eneste magnetostriktiv omformer som ikke er innbygget i en oppstillingsmontasj e, energiseres.
Det faktum at de karakteristiske kurver på fig. 7A er noe forvrengt og kurvene på fig. 7B er jevne uten noen forvrengning, fører til den slutning at det eksisterer en viss gjensidig interferens- eller forstyrrelsesvirkning mellom to tilstøtende omformere i en konvensjonell"omformeropp-stillingsmontas je . Sådan gjensidig interferensvirkning mellom to tilstøtende omformere elimineres i omformeroppstil-lingsmontas jen som benyttes i deteksjonssystemet ifølge oppfinnelsen. Generelt blir mottagningsresponskurver som er vist som eksempel med heltrukne linjer 15, 16 på fig. 6, oppnådd ved å kombinere et antall individuelle responskurver som oppnås med hver av en gruppe omformere. Forbedringen i undertrykkelse av sidesløyfer kan derfor anses å være et resultat av eliminasjon av gjensidig interferens mellom til-støtende omformere ved anordning av magnetiske avskjermingsplater derimellom.
Idet det nå henvises til fig. 8 og 9, skal kon-struksjonen av en omformeroppstillingsmontasje som benyttes i et elektronisk avsøkende sonarsystem som vist på fig. 1, forklares. Fire magnetostriktive omformere 9 anordnes i lengderetningen og på regelmessig måte på en linje, og inn-kapsles i form av et rektangulært parallellepiped ved benyttelse av urethanskum for å danne en omformerenhet 23. Trans-misjons- eller mottagningsflaten for hver omformer er udekket. På den ene side av den innkapslede omformerenhet blir en magnetisk avskjermingsplate 11 som er fremstilt av permalloy, plassert og festet til enheten. Eksiteringsspoler (ikke vist) som er viklet på hver av de fire omformere, er seriekoplet, og begge ender av de seriekoplede eksiteringsspoler er koplet til tilsvarende faseinstillere via forforsterkere. Tjueto innkapslede omformerenheter 23 med av-sk jermingsplater 11 anbringes tett bg regelmessig i et hus eller en kappe langs omkretsen av en bue som i hovedsaken danner en halvsirkel, og bindes i kappen ved benyttelse av Rho-C-gummi på en slik måte at omformerenhetene og avskjer-mingsplatene derimellom holdes fast på plass, og deres utstrålings- eller mottagningsflater dekkes av Rho-C-gummien.
Når det gjelder omformere som er innrettet langs
en rett linje, kan faseforskyvning av det mottatte signal oppnås ved benyttelse av den krets som er vist på fig. 1 i US-PS 4 117 487 med titelen "Electronically Scanned Echo Pulse Receiver". Faseforskyvning av det overførte signal
kan lett utføres ved benyttelse av forsinkelseskretser som er velkjente på området.
Omformeroppstillinger som skal benyttes i detek-sjohssystemer ifølge oppfinnelsen, er ikke begrenset til de som ér vist på fig. 3 og 9. Det kan også benyttes en lineær oppstilling, en ikke-lineær oppstilling, deriblant en sirkulær eller en ikke-plan oppstilling, deriblant en sylindrisk.
Avskjermingsplater fremstilt av permalloy som er anbrakt mellom to tilstøtende magnetostriktive omformere i de omformeroppstillingsmontasjer som benyttes i et system ifølge oppfinnelsen, kan erstattes av andre magnetiske eller ledende avskjermingsplater som er fremstilt av ferritt, kobber eller aluminium. Sådanne avskjermingsmaterialer i korn-form kan også benyttes og anbringes mellom hvilke som helst av to tilstøtende omformere.
Den foreliggende oppfinnelsen kan også benyttes i en ultrasonisk senderanordning-i et ultrasonisk deteksjonssystem. Den ultrasoniske senderanordning ifølge oppfinnelsen kan undertrykke sidesløyfer i større grad, og kan følge-lig effektivt utstråle ultralydenergi og effektivt motta de ønskede ekkosignaler fra forventede retninger. Dette fremmer nøyaktig fremvisning av undervanns-omgivelsestilstander på indikatoren. Hvilken som helst type av omformeroppstilling kan også benyttes i senderanordninger.
Den magnetostriktive omformeroppstilling som benyttes i overensstemmelse med oppfinnelsen i et elektronisk avsøkende sonarsystem ifølge fig. 1, kan erstattes av elek-trostriktive omformeroppstillinger av vilkårlig art. Forholdsvis store sidesløyfer som frembringes ved dannelse av et utstrålings- eller mottagnings-strålebuntmønster, kan anses å være et resultat av elektrostatisk, gjensidig interferens mellom hvilke som helst av to tilstøtende, elektro-striktive omformere i en omformeroppstilling. Forbedringen med hensyn til undertrykkelse av sidesløyfer til et lavere nivå frembringes ved innføring av elektrostatiske skjermer som er sammensatt av ledende materialer, såsom kobber eller aluminium, mellom hvilke som helst av to tilstøtende omformere. Det er kjent at magnetiske skjermer som er sammensatt av f.eks. permalloy og ferritt, også tjener som elektrostatiske skjermer.
I de foran omtalte utførelser er skjermer anbrakt bare på begge sider av en ultralydomformer, men skjermer kan også anbringes på over- og undersidene av en omformer, eller de kan anordnes for å omslutte omformeren.

Claims (6)

1. Ultrasonisk deteksjonssystem omfattende et antall ultra.lydomformere som er anordnet med samme innbyrdes avstand og nær hverandre slik at deres aktive overflater holdes innbyrdes fiksert for å danne ultrasoniske strålebuntmaksima (sløyfer) i bestemte preferanseretninger ved utvelgelse av en spesiell gruppe omformere fra det nevnte antall ultralydomformere og/eller anvendelse av passende faseforskyvninger på de signaler som skal tilføres til hver av omformerne, eller på de signaler som skal frembringes fra hver av omformerne, karakterisert ved at en avskjermingsanordning (11) som er dannet av et elektrisk ledende og/eller magnetisk materiale, er anbrakt mellom hvilke som helst av to tilgrensende omformere (9), for å undertrykke sidesløyferi det nevnte strålebuntmønster.
2. Ultrasonisk deteksjonssystem ifølge krav 1, karakterisert ved at det nevnte antall ultra-lyd omformere (9) er tett og regelmessig anbrakt langs omkretsen av en sirkel eller en bue på en slik måte at deres aktive overflater berører innersiden av dennes omkrets, og at avskjermingsanordningen omfatter et antall avskjermings-elementer som i hovedsaken fyller mellomrommet mellom tilgrensende ultralydomformerelementer.
3. Ultrasonisk deteksjonssystem ifølge krav 1, karakterisert ved at ultralydamformerne (9) er tett og regelmessig anbrakt langs omkretsen av i det minste en del av en sylinder på en slik måte at deres aktive overflater holdes i berøring med innersiden av dennes.omkrets, og at avskjermingsanordningen i hovedsaken fullstendig fyller mellomrommene mellom de individuelle ultralydomformerelementer .
4. Ultrasonisk deteksjonssystem ifølge krav 1, karakterisert ved at flere ultralydomformere (9) er tett og regelmessig anbrakt langs en rett linje, og at mellomrommene mellom de individuelle omformerelementer er i hovedsaken fullstendig fylt av den nevnte avskjermingsanordning.
5. Ultrasonisk deteksjonssystem ifølge ett av kravene 1-4, karakterisert ved at magnetostriktive ultralydomformere er benyttet som de nevnte ultralydomformere.
6. Ultrasonisk deteksjonssystem ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at omformerne (9) er stablet på hverandre for å danne en opp-stillingsenhet (f.eks. 23) ved hjelp av den omgivende av-sk jermingsanordning (11) innenfor en omformergruppe (fig. 9A, 9B) .
NO78784116A 1977-12-16 1978-12-07 Ultrasonisk deteksjonssystem. NO147006C (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15219577A JPS5483856A (en) 1977-12-16 1977-12-16 Ultrasonic wave transmitterrreceiver

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO784116L NO784116L (no) 1979-06-19
NO147006B true NO147006B (no) 1982-10-04
NO147006C NO147006C (no) 1983-01-12

Family

ID=15535129

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO78784116A NO147006C (no) 1977-12-16 1978-12-07 Ultrasonisk deteksjonssystem.

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4271490A (no)
JP (1) JPS5483856A (no)
CA (1) CA1116739A (no)
DE (1) DE2853857C3 (no)
GB (1) GB2013341B (no)
NO (1) NO147006C (no)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4409982A (en) * 1980-10-20 1983-10-18 Picker Corporation Ultrasonic step scanning utilizing curvilinear transducer array
US4460841A (en) * 1982-02-16 1984-07-17 General Electric Company Ultrasonic transducer shading
US4692908A (en) * 1982-03-24 1987-09-08 Schlumberger-Doll Research Method and apparatus for investigating stand-off in a borehole
US4460987A (en) * 1982-04-22 1984-07-17 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Variable focus sonar with curved array
JPS607296A (ja) * 1983-06-24 1985-01-16 Furuno Electric Co Ltd 水中探知用超音波送受波器
FR2553895B1 (fr) * 1983-10-25 1986-02-07 Thomson Csf Systeme transducteur de sonar pour imagerie
JPS61109556A (ja) * 1984-11-05 1986-05-28 富士通株式会社 コンベックス型超音波診断装置
US4733380A (en) * 1984-12-26 1988-03-22 Schlumberger Technology Corporation Apparatus and method for acoustically investigating a casing set in a borehole
GB2173068B (en) * 1985-02-08 1989-06-07 Furuno Electric Co Beam forming device
FR2614747B1 (fr) * 1987-04-28 1989-07-28 Dory Jacques Generateur d'impulsions elastiques ayant une forme d'onde predeterminee desiree et son application au traitement ou au diagnostic medical
US5363344A (en) * 1987-08-10 1994-11-08 Sofen Michael E Acoustic sensor having a shell-mounted transducer
JPH0345250A (ja) * 1989-07-13 1991-02-26 Yokogawa Medical Syst Ltd 超音波探触子
JP2548150Y2 (ja) * 1991-01-09 1997-09-17 日本無線株式会社 超音波振動子遮音用コルク成形体
US6050361A (en) * 1998-09-17 2000-04-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Cavitation-resistant sonar array
ES2272965T3 (es) 2002-04-15 2007-05-01 Epos Technologies Limited Metodo y sistema para obtener datos de posicion.
US6856579B1 (en) * 2003-09-29 2005-02-15 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Broadband towed line array with spatial discrimination capabilities
KR101161005B1 (ko) 2004-05-17 2012-07-09 에포스 디벨롭먼트 리미티드 위치 검출 시스템 및 방법
US7703327B2 (en) * 2004-09-16 2010-04-27 The Boeing Company Apparatus and method for area limited-access through transmission ultrasonic inspection
WO2006035443A2 (en) * 2004-09-29 2006-04-06 Tel Hashomer Medical Research Infrastructure And Services Ltd. Monitoring of convection enhanced drug delivery
US7367944B2 (en) 2004-12-13 2008-05-06 Tel Hashomer Medical Research Infrastructure And Services Ltd. Method and system for monitoring ablation of tissues
WO2006100682A2 (en) * 2005-03-23 2006-09-28 Epos Technologies Limited Method and system for digital pen assembly
JP2010521861A (ja) * 2007-03-14 2010-06-24 エポス ディベロップメント リミテッド Memsマイクロホン
US9181555B2 (en) * 2007-07-23 2015-11-10 Ramot At Tel-Aviv University Ltd. Photocatalytic hydrogen production and polypeptides capable of same
CN102695456B (zh) * 2010-11-09 2015-03-25 柯尼卡美能达株式会社 波束形成方法、超声波诊断装置、集成电路

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB395081A (en) * 1932-03-03 1933-07-13 Otto Kurt Kolb Improvements in and relating to apparatus for ascertaining the direction of sounds
US2703396A (en) * 1944-11-11 1955-03-01 Stanley R Rich Underwater echo range and bearing apparatus
US2925581A (en) * 1950-08-30 1960-02-16 Reginald A Hackley Scanning systems
US3210724A (en) * 1962-09-13 1965-10-05 Aeroprojects Inc Vibratory energy radiating system
US3618006A (en) * 1966-06-13 1971-11-02 Boeing Co Flush-mounted transducer array sonar system
US3851300A (en) * 1971-11-03 1974-11-26 Us Navy Transducer
JPS52131676A (en) * 1976-04-27 1977-11-04 Tokyo Shibaura Electric Co Probe for ultrasonic diagnostic device

Also Published As

Publication number Publication date
GB2013341B (en) 1982-06-03
JPS5748750B2 (no) 1982-10-18
CA1116739A (en) 1982-01-19
JPS5483856A (en) 1979-07-04
GB2013341A (en) 1979-08-08
DE2853857C3 (de) 1981-03-12
NO147006C (no) 1983-01-12
NO784116L (no) 1979-06-19
DE2853857A1 (de) 1979-06-21
US4271490A (en) 1981-06-02
DE2853857B2 (de) 1980-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO147006B (no) Ultrasonisk deteksjonssystem.
CA1074898A (en) Ultrasonic imaging system
US4596007A (en) Interferometric sonar in non-linear acoustics
US4237737A (en) Ultrasonic imaging system
US4180792A (en) Transmit-receive transducer array and ultrasonic imaging system
US4254662A (en) Multiple acoustic beamformer step scanner
US4545251A (en) Electronic scanning type ultrasonic non-destructive testing apparatus
KR101231829B1 (ko) 트랜시버 모듈을 구비하는 음향 시스템에 대한 방법 및장치
US3953825A (en) Electronically focused imaging system and method
US4493064A (en) Sonar System
US3967233A (en) Sonar system for classifying submerged objects
US3719922A (en) Digital camera
US4119938A (en) Methods and devices for ultrasonic imaging
US4119940A (en) Underwater viewing system
GB2099582A (en) Ultrasonic image methods and apparatus
JPS5857706B2 (ja) ヒハカイシケンキヨウサ−チソウチ
EP0605722A1 (en) Received wave beam former of ultrasonic diagnosis device
US6585648B1 (en) System, method and machine readable program for performing ultrasonic fat beam transmission and multiline receive imaging
CN101329397B (zh) 一种多波束快速探测方法及装置
US6873569B2 (en) Method, system and probe for obtaining images
US3875550A (en) Electronically focused acoustic imaging system and method
GB900924A (en) New or improved method of radio scanning
US5029144A (en) Synthetic aperture active underwater imaging system
US4065748A (en) Transmitting and receiving multipath sonar antenna utilizing a single acoustic lens
US4794574A (en) Broad band interference sonar having compressed emission