NO169248B

NO169248B - REINFORCED RUBBER LINING FOR CENTRIFUGAL PUMP HOUSES.

Info

Publication number: NO169248B
Application number: NO862305A
Authority: NO
Inventors: Eugene J Grisz
Original assignee: Baker Int Corp
Priority date: 1985-06-10
Filing date: 1986-06-09
Publication date: 1992-02-17
Also published as: DE3677262D1; EP0206031A1; FI92860B; AU602308B2; CA1267039A; ATE60648T1; AU5851486A; ZA864326B; NO862305L; FI862379A; JPS61294189A; NO862305D0; FI862379A0; FI92860C; EP0206031B1; NO169248C; BR8602677A

Abstract

A half-shell rubber lining for a centrifugal pump reinforced in selective regions of its outer surface with a fabric mesh impregnated with a thermoset resin is disclosed.

Description

Ultralyd-holograf i. Ultrasound holograph i.

Den foreliggende oppfinnelse vedrbrer ultralydavbildning ved bblgefrontrekonstruksjon. Mer spesielt vedrbrer <len frembringelsen av tredimensjonale "hilder ved å danne et hologram av et objekt med ultralydenergi og å rekonstruere et tredimensjonalt bilde av objektet fra hologrammet. The present invention relates to ultrasound imaging in bubble front reconstruction. More particularly, it relates to the production of three-dimensional images by forming a hologram of an object with ultrasound energy and reconstructing a three-dimensional image of the object from the hologram.

Ultralyd er blitt anvendt for ikke-destruktiv undersbkelse av metallplater og -ror med hensyn til sprekker, studering av ma-terialets elastiske egenskaper,og videre for undersbkelse av biologiske prover. Det meste av det foreliggende arbeide hvor ultralyd er blitt anvendt, medfbrer anvendelsen av pulsekkotek-nikken og som sådan produserer et endimensjonalt monster som krever betraktelig erfaring for riktig interpretasjon. Mange metoder for avbildning av ultralyd er blitt utviklet, men ingen anvendes i noen særlig utstrekning på grunn av enten de hbye om-kostninger, langsom avsbkningshastighet, liten opplbsning, lav fblsomhet eller andre iboende begrensninger. Ultrasound has been used for non-destructive weakening of metal plates and tubes with regard to cracks, studying the material's elastic properties, and further for weakening biological samples. Most of the current work where ultrasound has been used involves the use of the pulse echo technique and as such produces a one-dimensional monster that requires considerable experience for correct interpretation. Many methods for imaging ultrasound have been developed, but none are used to any particular extent due to either the high costs, slow reduction speed, low resolution, low sensitivity or other inherent limitations.

Bblgefrontrekonstruksjon ved anvendelse av koherent stråling er beskrevet i detalj i U.S. patent 3.506.327, i det franske tilleggs-patent 91.031, i U.S. patentansbkning 361.977, inngitt 23. april 1964 og i U.S. patentansbkning 503.993, inngitt 23. oktober 1965. Holografi eler bblgefrontrekonstriiksjonsprosessen inkluderer i Bblgefront reconstruction using coherent radiation is described in detail in U.S. Pat. patent 3,506,327, in the French supplemental patent 91,031, in the U.S. patent application 361,977, filed April 23, 1964 and in U.S. patent application 503,993, filed October 23, 1965. The holography or bubble front reconstruction process includes in

sin enkleste form rettingen av en fbrste koherent lysstråle på in its simplest form the direction of a first coherent light beam onto

et objekt og plasering av en detektor (vanligvis en fotografisk plate) for å motta lyset som strbmmer tilbake fra objektet. En andre lysstråle, koherent med hensyn på den fbrste stråle, rettes i en viss vinkel i forhold til det fra objektet tilbakestrbmmende lys og på nevnte detektor, hvorved lyset fra objektet og lyset fra den andre stråle (kalt en referansestråle) bringes til å an object and placing a detector (usually a photographic plate) to receive the light that is reflected back from the object. A second light beam, coherent with respect to the first beam, is directed at a certain angle in relation to the light returning from the object and onto said detector, whereby the light from the object and the light from the second beam (called a reference beam) are brought to

danne et monster av interferensfrynser i detektoren, hvilket detektoren registrerer. Fra dette monster av interferensefrynser (kalt et akseforskjbvet hologram) kan det rekonstrueres et tredimensjonalt reelt bilde eller virtuelt bilde av det originale objektet. Rekonstruksjonen oppstår når det akseforskjbvede hologram belyses med koherent lys (ved noen metoder for hologram-dannelse kan rekonstruksjonen utfores med inkoherent lys).• Re-elle og virtuelle bilder kan rekonstrueres i aksen eller for-skjøvet i forhold til aksen med hensyn på det akseforskjbvede hologram, avhengig av valget av vinkelen for lyset som belyser hologrammet. Hvis det aksefbrskjbvéde hologram rekonstrueres med koherent lys, er det mulig å forandre stbrrelsen av bildet ved rekonstruksjon med en bølgelengde for lyset (eller strålingen) form a monster of interference fringes in the detector, which the detector registers. From this monster of interference fringes (called an off-axis hologram) a three-dimensional real image or virtual image of the original object can be reconstructed. The reconstruction occurs when the axis-shifted hologram is illuminated with coherent light (with some methods of hologram formation, the reconstruction can be carried out with incoherent light). hologram, depending on the choice of the angle of the light that illuminates the hologram. If the axis-shifted hologram is reconstructed with coherent light, it is possible to change the direction of the image by reconstruction with a wavelength of the light (or radiation)

som er forskjellig fra lyset som anvendes for frembringelsen av hologrammet. Bblgefrontrekonstruksjonsprosessen er ikke begrenset til synlig lys ettersom man kan anvende gammastråler, rontgenstråler, ultraviolett lys, synlig lys, infrarodt lys og mikrobblgestråling, d.v.s. hele det elektromagnetiske spektrum. Selv om ultralyd som bblgefenomen jr forskjellig fra de elektromagnetiske bblger, anvendes det ifblge den foreliggende opp- which is different from the light used to produce the hologram. The bubble front reconstruction process is not limited to visible light as one can use gamma rays, X-rays, ultraviolet light, visible light, infrared light and micro-bubble radiation, i.e. the entire electromagnetic spectrum. Although ultrasound as a wave phenomenon is different from the electromagnetic waves, according to the present op-

finnelse ultralydenergi for å frembringe bilder, basert på prinsippene for bblgefrontrekonstruksjon. invention of ultrasound energy to produce images, based on the principles of bblgefront reconstruction.

I samsvar med dette er det et formål med den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe bilder ved å frembringe et hologram ved hjelp av ultralydenergi og å rekonstruere et syling tredimensjonalt bilde fra ultralydhologrammet. Accordingly, it is an object of the present invention to provide images by producing a hologram using ultrasound energy and to reconstruct a three-dimensional image from the ultrasound hologram.

Et annet formål med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en fremgangsmåte og et apparat for anvendelse ved, innbe-fattende men ikke begrenset til, ikke-destruktiv undersbkelse, metallurgisk forskning og medisinsk forskning og stilling av diagnoser. Another object of the present invention is to provide a method and an apparatus for use in, including but not limited to, non-destructive examination, metallurgical research and medical research and making diagnoses.

Kort beskrevet innbefatter den foreliggende oppfinnelse i et væskemedium to ultralydstråler som faller inn i omtrent det samme området av overflaten av væskemediat, hvilken overflate kan være en grenseflate mellom to væsker, melom væske og luft, eller en spesiell detektor. Et objekt er plasert i en av ultralydstrålene slik at ultralydstråleri modifiseres av objektet slik at det dannes en objektbærende ultralydstråle. Den umodifiserte stråle, referansestrålen, intefererer med den objektbærende stråle, hvorved det dannes et monster av stående bblger {unntatt i det tilfelle hvor det anvendes spesielle detektorer, hvilket beskrives nedenfor) på overflaten av væskemediet. Monsteret for -de stående bblger utgj br en type av transient Tiologram, fra hvilket det deretter med lys rekonstrueres et synlig tredimen^ sjonalt bilde av objektet. Briefly described, the present invention includes in a liquid medium two ultrasound beams that fall into approximately the same area of the surface of the liquid medium, which surface can be an interface between two liquids, between liquid and air, or a special detector. An object is placed in one of the ultrasound beams so that the ultrasound beam is modified by the object so that an object-carrying ultrasound beam is formed. The unmodified beam, the reference beam, interferes with the object-carrying beam, whereby a monster of standing bubbles is formed (except in the case where special detectors are used, which is described below) on the surface of the liquid medium. The monster for the standing bubbles produces a type of transient Theologram, from which a visible three-dimensional image of the object is then reconstructed with light.

Lyset som anvendes for hologramrekonstruksjonen, må ikke nød-vendigvis være koherent lys selv om koherent lys (som f.eks. lyset fra en laser) er tilfredsstillende. Kravene til spektral renhet for lyset eir ikke store. tJfiltrert lys fra en ordinær lyspære, strammende gjennom et lite hull ("hullobjektiv") er også en tilfredsstillende lyskilde. Således lean man si at lyset er virkelig inkoherent eller i de fleste tilfelle kvasikoherent. The light used for the hologram reconstruction does not necessarily have to be coherent light, even if coherent light (such as, for example, the light from a laser) is satisfactory. The requirements for spectral purity for the light are not great. Filtered light from an ordinary light bulb, shining through a small hole ("pinhole lens") is also a satisfactory light source. Thus, one can say that the light is truly incoherent or, in most cases, quasi-coherent.

Mange materialer, fullstendig opake med hensyn på lys, er transparente i varierende grad med hensyn på ultralyd. Som en folge av dette er en fordel med den foreliggende oppfinnelse at det er mulig å undersbke den indre struktur av forskjellige materialer og gjenstander uten å bdelegge disse. Many materials, completely opaque with regard to light, are transparent to varying degrees with respect to ultrasound. As a consequence of this, an advantage of the present invention is that it is possible to examine the internal structure of various materials and objects without exposing them.

Et annet formål med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe midler for registrering av det transiente ultralydhologram som en permanent registrering. Another object of the present invention is to provide means for recording the transient ultrasound hologram as a permanent recording.

Videre er det et formål med den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe midler for detektering av ultralyd-interferensmbnsteret for derved å frembringe et ultralydhologram. Furthermore, it is an object of the present invention to provide means for detecting the ultrasound interference pattern in order thereby to produce an ultrasound hologram.

Ytterligere et formål med den foreliggende oppfinnelse er fra ultralydhologrammet å rekonstruere et synlig, anvendelig bilde. A further purpose of the present invention is to reconstruct a visible, usable image from the ultrasound hologram.

Andre formål og fordeler ifblge den foreliggende oppfinnelse vil fremgå av beskrivelsen som folger under henvisning til de vedlagte tegninger, hvorpå Other purposes and advantages according to the present invention will be apparent from the description that follows with reference to the attached drawings, whereupon

fig. 1 viser et diagram for en utfbrelse av en fremgangsmåte og et apparat for tilveiebringelse av et bilde med ultralydholografi, fig. 1 shows a diagram of an embodiment of a method and apparatus for providing an image with ultrasound holography,

fig. 2 viser et diagram for en fremgangsmåte og et apparat for registrering av et ultralydhologram, fig. 2 shows a diagram of a method and apparatus for recording an ultrasound hologram,

fig. 3 viser et diagram for en annen utfbrelse av en fremgangsmåte og et apparat for registrering av et ultralydhologram, fig. 3 shows a diagram for another embodiment of a method and apparatus for recording an ultrasound hologram,

fig. 4 viser et diagram for en fremgangsmåte og et apparat for rekonstruksjon av et bilde fra et registrert ultralydhologram, fig. 4 shows a diagram of a method and apparatus for reconstructing an image from a recorded ultrasound hologram,

fig. 5 viser et diagram for en fremgangsmåte og et apparat for direkte betraktning av ultralydhologrammet, fig. 5 shows a diagram of a method and apparatus for direct viewing of the ultrasound hologram,

fig. 6 viser et diagram for en andre utfbrelse av en fremgangsmåte og et apparat for tilveiebringelse av et bilde ved hjelp fig. 6 shows a diagram of a second embodiment of a method and apparatus for providing an image using

av ultralydholqgrafi, of ultrasound hollography,

fig. 7 viser en tegning av et apparat for detektering av et ultralydinterferensmbnster for frembringelse av et ultralydholo-^ gram, fig. 7 shows a drawing of an apparatus for detecting an ultrasound interference pattern for producing an ultrasound hologram,

fig. 8 viser en tegning av en annen utfbrelse for et apparat for detektering av et ultralydinterferensmbnster for å tilveiebringe et ultralydhologram, fig. 8 shows a drawing of another embodiment of an apparatus for detecting an ultrasound interference barrier to provide an ultrasound hologram,

fig. 9 viser en tegning for en annen utfbrelse for et apparat for detektering av et ultralydinterferensmbnster for å tilveiebringe et ultralydhologram, og fig. 9 shows a drawing of another embodiment of an apparatus for detecting an ultrasound interference barrier to provide an ultrasound hologram, and

fig. 10 viser ét diagram for en fremgangsmåte og et apparat som anvender detektorene ifblge figurene 7, 8 og 9. fig. 10 shows a diagram for a method and an apparatus that uses the detectors according to figures 7, 8 and 9.

På tegningene anvendes de samme referansenummer for identiske deler i alle utfbrelser, og slike identisk nummererte deler er i det vesentlige identiske i struktur, funksjon og anvendelse. For derved å eliminere forvirrende gjentagelse vil disse deler, deres innbyrdes sammenheng og deres funksjon bli beskrevet kun i forbindelse med en enkelt utfbrelse, hvorved denne gjelder alle utfbrelser hvor disse deler forefinnes. In the drawings, the same reference numbers are used for identical parts in all versions, and such identically numbered parts are essentially identical in structure, function and application. In order to thereby eliminate confusing repetition, these parts, their interrelationship and their function will only be described in connection with a single embodiment, whereby this applies to all embodiments where these parts are present.

Fig. 1 viser ét relativt forenklet arrangement for dannelsen av et bilde ved anvendelse av uitralydholografi. Fortrinnsvis er to ultralyd-transduktorer 11 og 13 anordnet i et væskemedium 15, og en fbrste stråle 17 med ultralydenergi er rettet mot væske-luft-grenseflaten 19 (overflaten av væskemediet 15). En andre stråle 21 med ultralydenergi er også rettet mot grenseflaten 19 slik at de to stråler 17 og 21 overlapper hverandre der de motes på grenseflaten 19. objektet 23 som skal avbildes er plasert i en av strålene 17 og 21. Straks objektet 23 pla-seres i en av disse stråler, modifiseres strålen av objektets 23 struktur. I diagrammet ifblge fig. 1 er objektet 23 plasert i ultralydstrålen 21 som derved frembringer en objektbærende stråle 25. Ultralydstrålen 17 utgjor referansestrålen. De to ultralydstråler 17 og 25 interfererer på grenseflaten 19 slik at det dannes et monster av stående bblger eller et hologram 27. Fig. 1 shows a relatively simplified arrangement for the formation of an image using ultrasound holography. Preferably, two ultrasound transducers 11 and 13 are arranged in a liquid medium 15, and a first beam 17 with ultrasound energy is directed towards the liquid-air interface 19 (the surface of the liquid medium 15). A second beam 21 with ultrasound energy is also directed towards the boundary surface 19 so that the two beams 17 and 21 overlap each other where they meet on the boundary surface 19. The object 23 to be imaged is placed in one of the beams 17 and 21. Immediately the object 23 is placed in one of these beams, the beam is modified by the object's 23 structure. In the diagram according to fig. 1, the object 23 is placed in the ultrasound beam 21, which thereby produces an object-carrying beam 25. The ultrasound beam 17 forms the reference beam. The two ultrasound beams 17 and 25 interfere on the interface 19 so that a monster of standing bubbles or a hologram 27 is formed.

Den foretrukkede fremgangsmåte for dannelse av hologrammet 27 består i å anvende to separate transduktorer for å generere strålene 17 og 21. Det er imidlertid mulig å danne hologrammet 27 med kun en transduktor ved å erstatte en av transduktorene, f.eks. transduktoren 13, med en ultralydreflektor. Strålen 17 reflekteres da fra grenseflaten til ultralydreflektoren som er plasert i samme posisjon som transduktoren 13, og videre reflek-tert gjennom objektet 23 slik at det dannes en objektbærende stråle 25 som interfererer med strålen 17 for derved å frembringe hologrammet 27. The preferred method of forming the hologram 27 is to use two separate transducers to generate the beams 17 and 21. However, it is possible to form the hologram 27 with only one transducer by replacing one of the transducers, e.g. the transducer 13, with an ultrasound reflector. The beam 17 is then reflected from the interface of the ultrasound reflector which is placed in the same position as the transducer 13, and further reflected through the object 23 so that an object-carrying beam 25 is formed which interferes with the beam 17 to thereby produce the hologram 27.

En annen faktor som må tas i betraktning og som ikke er åpenbar ut fra tegningene, er kraftkilden for transduktorene 11 og 13. Begge transduktorer kan forbindes til samme kraftkilde, i hvilket tilfelle frekvens, fase og intensitet for strålene 17 og 21 vil være i det vesentlige like. Hologrammet 27 forbedres noe hvis referansestrålen 17 har en noe mindre intensitet enn den andre stråle 21. Dette oppnås enten ved å innsette en attenuator i referansestråle-transduktorens 11 krets eller ved å anvende separate signalgeneratorer. I alle tilfelle opprettholdes de to stråler i det vesentlige i fase. Den bnskede dempningsgrad er avhengig av transduktoren som anvendes og objektets natur. Another factor that must be taken into account and which is not obvious from the drawings is the power source for the transducers 11 and 13. Both transducers can be connected to the same power source, in which case the frequency, phase and intensity of the beams 17 and 21 will be in substantially similar. The hologram 27 is somewhat improved if the reference beam 17 has a somewhat lower intensity than the second beam 21. This is achieved either by inserting an attenuator in the reference beam transducer's 11 circuit or by using separate signal generators. In all cases, the two beams are maintained essentially in phase. The required degree of attenuation depends on the transducer used and the nature of the object.

Selv om det er vanligvis bnskelig å ha to stråler med identiske frekvenser og et visst faseforhold, kan utmerkede hologrammer dannes selv om det foreligger en viss uoverensstemmelse mellom strålenes 17 og 21-frekvenser. Although it is usually desirable to have two beams of identical frequencies and some phase relationship, excellent holograms can be formed even if there is some mismatch between the 17 and 21 frequencies of the beams.

Når væskemediet 15 er begrenset til en tank (som vist i de fblgende figurer), kan det oppstå overflateforstyrrelser hvis tanken har en relativt liten stbrrelse. En metode for å redusere ubnskede effekter av overflatedeformasjoner består i å anvende en pulssignalgenerator for derved å pulse transduktorene slik at det frembringes et hologram 27 for korte tidsintervaller. Det pulsede hologram fotograferes eller betraktes (hvis tids-intervallet mellom pulsene er kort rtok, vil byets netthinntreg-het forårsake at hologrammet aldri synes å forsvinne. Andre metoder for å redusere overflateforstyrrelsene er å anvende spesielle detektorer (figurene 7, 8 og 9), å tilveiebringe en dempningseffekt.ved anvendelse av to væskemedier (fig. 6) eller å dekke overflaten av væskemediet 15 med et tynt sjikt av et andre væskemedium, hvilket har en dempende effekt,, f.,eks. olje på vann (ikke vist.) ... When the liquid medium 15 is confined to a tank (as shown in the following figures), surface disturbances can occur if the tank has a relatively small vertical movement. A method for reducing unwanted effects of surface deformations consists in using a pulse signal generator to thereby pulse the transducers so that a hologram 27 is produced for short time intervals. The pulsed hologram is photographed or viewed (if the time interval between the pulses is short, the city's retinal inertia will cause the hologram to never seem to disappear. Other methods to reduce the surface disturbances are to use special detectors (figures 7, 8 and 9), to provide a damping effect by using two liquid media (Fig. 6) or to cover the surface of the liquid medium 15 with a thin layer of a second liquid medium, which has a damping effect, eg oil on water (not shown). ) ...

Rekonstruksjonen fra hologrammet 27 skjer ved belysning av hologrammet med en lysstråle 29 fra en lyskilde 31. Hologrammet 27 spalter lysstrålen 29 i to fbrste ordens avbbyede stråler 33 og 35, hvilke hver bærer et bilde 37 av objektet 23 (kun et bilde 37 er vist i fig. 1). En stråle av null-orden er også til stede The reconstruction from the hologram 27 takes place by illuminating the hologram with a light beam 29 from a light source 31. The hologram 27 splits the light beam 29 into two first-order deflected beams 33 and 35, each of which carries an image 37 of the object 23 (only an image 37 is shown in Fig. 1). A zero-order beam is also present

(ikke vist i fig. 1). Lyskilden 31 behbver ikke å være mere koherent enn hva er tilfelle med et lite hull ("hullobjektiv") som belyses av en vanlig lyspære. Et delvis forsblvet (half-silvered) speil virker som en strålesplitter 39, slik at belysningsstrålen 29 rettes mot hologrammet 27 og slik at de avbbyede stråler 33 og 35 adskilles fra belysningsstrålen 29. Adskillel-sen av de avbbyde stråler 33 og 35 er for anskuelighetens skyld i fig. 1 vist med en betydelig mellomliggende vinkel. I virke-ligheten er dette ikke vanligvis tilfelle, og derfor er ytter-ligere trinn nbdvendig, som vist i de fblgende figurer, for å kunne betrakte bildet 37. (not shown in Fig. 1). The light source 31 does not need to be more coherent than is the case with a small hole ("pinhole lens") which is illuminated by an ordinary light bulb. A half-silvered mirror acts as a beam splitter 39, so that the illumination beam 29 is directed towards the hologram 27 and so that the deflected beams 33 and 35 are separated from the illumination beam 29. The separation of the deflected beams 33 and 35 is for visibility fault in fig. 1 shown with a significant intermediate angle. In reality, this is not usually the case, and therefore further steps are necessary, as shown in the following figures, in order to view the image 37.

Fig. 2 viser en fremgangsmåte og et apparat for registrering av ultralydhologrammet 27 for påfblgende rekonstruksjon. En tank 41 inneholder et væskemedium 15. Ultralydhologrammet 27 er Fig. 2 shows a method and an apparatus for recording the ultrasound hologram 27 for subsequent reconstruction. A tank 41 contains a liquid medium 15. The ultrasound hologram 27 is

frembragt på samme måte som ifblge fig. 1 og deretter belyst med en lysstråle 43 fra en lyskilde 45 som overhodet ikke behbver å være koherent. Bildet av ultralydhologrammet 27 registreres ved hjelp av det fra strålesplitteren 39 reflekterte lys av et kamera 47 etter å ha blitt fokusert av linsen 49. Det regi-strerte hologrammet har form av et transparent bilde og er fortrinnsvis i stbrrelse redusert med en faktor på ca. forti for å frembringe en finere linjestruktur enn den av det transiente hologram 27. produced in the same way as according to fig. 1 and then illuminated with a light beam 43 from a light source 45 which does not need to be coherent at all. The image of the ultrasound hologram 27 is recorded using the light reflected from the beam splitter 39 by a camera 47 after being focused by the lens 49. The recorded hologram has the form of a transparent image and is preferably reduced by a factor of approx. forti to produce a finer line structure than that of the transient hologram 27.

En annen fremgangsmåte for å registrere ultralydhologrammet 27 er vist 1 fig. 3. En lyskilde 31 (som f.eka. den som er beskrevet i fig. 1) sender en, belysningsstråle 29 gjennom strålesplitteren 39- til hologrammet 27. Be avbbyde fbrste= ordens stråler 33- og 35 og null-ordens strålen Sl reflekteres mot en linse 49 som bringer alle strålene 33,. 35 og 51 (som overlapper hverandre) til et punktfokus^ på et filter 53=. Null-ordens strålen 51 stoppes, og fbrste ordens stråler 33 og 35 tillates å passere, ved hjelp av skjermen eller filteret 53 frem til en fotografisk film 55 hvor de registreres, fortrinnsvis som et transparent bilde 55'. Another method for recording the ultrasound hologram 27 is shown in Fig. 1. 3. A light source 31 (such as e.g. the one described in Fig. 1) sends an illumination beam 29 through the beam splitter 39 to the hologram 27. The first-order beams 33 and 35 and the zero-order beam Sl are reflected towards a lens 49 which brings all the rays 33,. 35 and 51 (which overlap each other) to a point focus^ on a filter 53=. The zero-order beam 51 is stopped, and the first-order beams 33 and 35 are allowed to pass, by means of the screen or filter 53, to a photographic film 55 where they are recorded, preferably as a transparent image 55'.

Fra det transparente hologrammet 55', frembragt som vist i figurene 2 eller 3, kan det foretas en rekonstruksjon ved å plasere det i en belysningsstråle 29' fra en lyskilde 31 l, hvilket er vist i fig. 4. Heller ikke her er det nbdvendig at lyskilden 31' er mere koherent enn lyset fra en vanlig lyspære, hvilket lys passerer gjennom et lite hull. Det transparente hologrammet 55' spalter belysningsstrålen 29 i to fbrste ordens stråler 33 og 35. De to fbrste ordens stråler 33 og 35 og den uavbbyde null-ordens stråle 51 bringes til et fokalpunkt på et filter 53'. Filteret 53' utelukker en av fbrste ordens strålene (i diagrammet fig. 4 utelukkes strålen 33) og null-ordens strålen 51. Bildet fra fbrste ordens strålen (strålen 35 i fig. 4) betraktes gjennom linsesystemet 59. From the transparent hologram 55', produced as shown in figures 2 or 3, a reconstruction can be made by placing it in an illumination beam 29' from a light source 31l, which is shown in fig. 4. Here too, it is not necessary that the light source 31' is more coherent than the light from an ordinary light bulb, which light passes through a small hole. The transparent hologram 55' splits the illumination beam 29 into two first-order beams 33 and 35. The two first-order beams 33 and 35 and the unabsorbed zero-order beam 51 are brought to a focal point on a filter 53'. The filter 53' excludes one of the first-order rays (in the diagram fig. 4, ray 33 is excluded) and the zero-order ray 51. The image from the first-order ray (ray 35 in fig. 4) is viewed through the lens system 59.

Fig. 5 viser en fremgangsmåte for betraktning av bildet av objektet 23 direkte fra det transiente ultralydhologrammet 27. Hologrammet 27, frembragt på en ovenfor angitt måte (som i fig.l), belyses av en lysstråle 29 fra en lyskilde 31 (som f.eks. den som er beskrevet i forbindelse med fig. 1). De avbbyde stråler 33 og 35 og null-ordens strålen 51 reflekteres av strålesplitteren 39 til en linse 49 og bringes til et fokalpunkt ved filteret 53'. Filteret 53' avbryter alle bortsett fra en fbrste ordens stråle (35), og bildet betraktes direkte ved hjelp av betraktningslinsesystemet 59 (fortrinnsvis i form av et teleskop). Fig. 5 shows a method for viewing the image of the object 23 directly from the transient ultrasound hologram 27. The hologram 27, produced in the manner indicated above (as in Fig. 1), is illuminated by a light beam 29 from a light source 31 (such as eg the one described in connection with Fig. 1). The diffracted beams 33 and 35 and the zero-order beam 51 are reflected by the beam splitter 39 to a lens 49 and brought to a focal point by the filter 53'. The filter 53' cuts off all but a first order beam (35), and the image is viewed directly by means of the viewing lens system 59 (preferably in the form of a telescope).

En grenseflate 19' mellom to væsker kan også anvendes for å frembringe ultralydhologrammet 27, hvilket er vist i fig. 6. Transduktoren 11 er anordnet i en fbrste væske (eller væske A) og sender en ultralydstråle gjennom objektet 33 slik at det dannes en objektbærende stråle 25. Transduktoren 13 (som også kan an-ordnes som ifblge figurene .1, 2, 3 eller 5) er plasert i en andre væske 15' (eller væske B) som har mindre tetthet enn og ikke er blandbar med den fbrste væsken 15. Transduktoren 13 frembringer referansestrålen 17 som rettes slik at den interfererer med den objektbærende stråle 25 på grenseflaten 19' mellom væskene 15 An interface 19' between two liquids can also be used to produce the ultrasound hologram 27, which is shown in fig. 6. The transducer 11 is arranged in a first liquid (or liquid A) and sends an ultrasound beam through the object 33 so that an object-carrying beam 25 is formed. The transducer 13 (which can also be arranged as shown in figures .1, 2, 3 or 5) is placed in a second liquid 15' (or liquid B) which has a lower density than and is not miscible with the first liquid 15. The transducer 13 produces the reference beam 17 which is directed so that it interferes with the object-carrying beam 25 on the interface 19' between the liquids 15

og 15'. Interferensmbnsteret av ultralydstrålene 17 og 25 danner hologrammet 27. Fig. 6 viser også en kraft-balanserende anordning, ifblge hvilken ref eransestrålen 17 reflekteres fra grenseflaten 19' til en ultralydreflektor 61, hvorfra den reflekteres tilbake til grenseflaten 19'. Den objektbærende stråle 25 reflekteres også fra grenseflaten 19' til en ultralydreflektor 63, hvorfra den reflekteres tilbake mot grenseflaten 19'. and 15'. The interference pattern of the ultrasound beams 17 and 25 forms the hologram 27. Fig. 6 also shows a force-balancing device, according to which the reference beam 17 is reflected from the boundary surface 19' to an ultrasound reflector 61, from which it is reflected back to the boundary surface 19'. The object-carrying beam 25 is also reflected from the boundary surface 19' to an ultrasound reflector 63, from which it is reflected back towards the boundary surface 19'.

Hologrammet 27 ifblge fig. 6 kan registreres (som i figurene 2 og 3) eller betraktes direkte (som i fig. 5). Det oppstår imidlertid ubnskede refleksjoner fra væskens 15' overflate 65. For å eliminere slike refleksjoner er det på væskeoverflaten 65 med en svak helning plasert et vindu 67 av et hensiktsmessig materi-ale som f.eks. glass. Belysningsstrålen 29 (eller 43) passerer strålesplitteren 39, vinduet 67 og væsken 15' til hologrammet 27. En billedstråle 69 reflekteres fra strålesplitteren 39 og kan fotograferes, filtreres og registreres, eller betraktes direkte som beskrevet ovenfor. To typiske væsker er FreonV The hologram 27 according to fig. 6 can be registered (as in figures 2 and 3) or viewed directly (as in fig. 5). However, unwanted reflections from the surface 65 of the liquid 15' occur. To eliminate such reflections, a window 67 of a suitable material such as e.g. glass. The illumination beam 29 (or 43) passes the beam splitter 39, the window 67 and the liquid 15' to the hologram 27. An image beam 69 is reflected from the beam splitter 39 and can be photographed, filtered and recorded, or viewed directly as described above. Two typical fluids are FreonV

for væsken 15 og vann for væsken 151. for the liquid 15 and water for the liquid 151.

Fig. 7 viser et apparat for isolering av ultralydhologrammet 27 fra overflaten 19 for væskemediet. Detektoren 71 innbefatter en ramme 73 som er delvis neddykket i væskemediets overflate-sjikt. Et gjennomsiktig vindu 77, f.eks. glass, er anordnet inne i rammen 73 slik at det dannes en forsenkning 79 under vinduet 77. En væskefilm 81, som f.eks. olje, tilfores forsenkningen Fig. 7 shows an apparatus for isolating the ultrasound hologram 27 from the surface 19 of the liquid medium. The detector 71 includes a frame 73 which is partially immersed in the surface layer of the liquid medium. A transparent window 77, e.g. glass, is arranged inside the frame 73 so that a recess 79 is formed under the window 77. A liquid film 81, which e.g. oil, is supplied to the countersink

79 gjennom en åpning 83 i rammen 73. En beholder 85 leverer væsken 87 for filmen 81 som fores til åpningen 83 gjennom et ror 89. Tykkelsen av filmen 81 kan reguleres ved nivået for væsken 87 i beholderen 85. Fig. 8 viser en detektor 71' svarende til den ifblge fig. 7. Istedenfor å tilfore væsken fra en beholder, er imidlertid væskeftimen 81. innesperret i forsenkningen 79 ved hjelp av en tynn membran 9JE._ Væskefilroen 81 påvirkes av ultralydenergien slik at den deformerer til et monster av stående bblger^ hvilket monster danner et hologram 2T. Fig. 9 viser en detektor 81" som gjor bruk av de enestående egenskaper for substanser kjent som "væskekrystaller'1. Eh egenskap ved et kolesterisk væskekrystall er at det er optisk aktivt, d.v.s. at det roterer polarisasjonsplanet for det lys som gjennomstrømmer det samme. Rotasjonen kan være så stor som 18 000 grader pr. millimeter tilbakelagt strekning av lyset. 79 through an opening 83 in the frame 73. A container 85 supplies the liquid 87 for the film 81 which is fed to the opening 83 through a rudder 89. The thickness of the film 81 can be regulated by the level of the liquid 87 in the container 85. Fig. 8 shows a detector 71 ' corresponding to the one according to fig. 7. However, instead of supplying the liquid from a container, the liquid filter 81 is confined in the depression 79 by means of a thin membrane 9JE. The liquid filter 81 is affected by the ultrasonic energy so that it deforms into a monster of standing bblgers^ which monster forms a hologram 2T . Fig. 9 shows a detector 81" which makes use of the unique properties of substances known as "liquid crystals'1. Eh property of a cholesteric liquid crystal is that it is optically active, i.e. that it rotates the plane of polarization of the light that flows through it. The rotation can be as great as 18,000 degrees per millimeter distance traveled by the light.

På fig. 9 har rammen 73 et glassvindu 77 som ligger an mot et fremspring 93 på den indre vegg. En andre gjennomsiktig plate 95 ligger an mot et andre fremspring 97 på den samme ramme 73. Væskekrystallet 99, som f.eks. kolesterolklorid, er anordnet mellom platene 77 og 95. Når væskekrystallsjiktet 99 bestråles av to ultralydstråler, utvikles det tykkelsesvariasjoner i samsvar med variasjonene i ultralydintensiteten. Planpolarisert lys sendes gjennom det bestrålte tynne væskekrystallsjiktet 99, og variasjonen i rotasjonen av polarisasjonsplanet oppstår i samsvar med intensitetfordelingen i de interfererende ultralydstråler, hvilket fremkaller avbbyning av det gjennomstrålte lys. In fig. 9, the frame 73 has a glass window 77 which rests against a projection 93 on the inner wall. A second transparent plate 95 rests against a second projection 97 on the same frame 73. The liquid crystal 99, which e.g. cholesterol chloride, is arranged between the plates 77 and 95. When the liquid crystal layer 99 is irradiated by two ultrasound beams, thickness variations develop in accordance with the variations in the ultrasound intensity. Plane-polarized light is transmitted through the irradiated thin liquid crystal layer 99, and the variation in the rotation of the plane of polarization occurs in accordance with the intensity distribution in the interfering ultrasound beams, which causes deflection of the transmitted light.

Optisk aktivitet er ikke væskekrystallenes eneste egenskap som kan anvendes ved ultralydholografi. Molekylstrukturen for et kolesterisk væskekrystall er i meget fin likevekt og kan lett forstyrres. Enhver liten forstyrrelse, f.eks. bestråling med ultralyd, forstyrrer de svake krefter mellom molekylene som fremkaller markerte forandringer i slike optiske egenskaper som refleksjon, transmisjon, dobbeltbrytning, sirkulær dikroisme, optisk aktivitet og farge, således forårsaker interferensen av to' ultralydstråler skiftende områder i væskekrystallfilmen 99, hvori væskekrystallmaterialet omdannes til en væske som ikke oppviser noen optisk aktivitet. Polarisert lys som har passert gjennom det omdannede fijmsjikt, avbbyes tilfredsstillende for avbildning av et objekt som er plasert i en av ultralydstrålene. Fig. 10 viser detektoren 71 (eller 71') i anvendelse. Tanken 41' er konstruert for opphengning av detektoren 71 akkurat under overflaten 19 av væskemediet 15. Referansestrålen 17 og den objektbærende stråle 25 bringes til å interferere i væskefiImen 81. En belysningsstråle 29 fra en lyskilde 31 rettes gjennom ' strålesplitteren 39 til hologrammet 27 (som er dannet i væske-filmen 81), og en billedstråle 69 reflekteres fra strålesplitteren 39. Refleksjonen fra hologrammet 27 kan registreres som et transparent bilde (i-samsvar med figurene 2 og 3) eller re-konstruert (i samsvar med fig. 5). Fig. 11 viser detektoren 71" i anvendelse. Apparatet for frembringelse av ultralydinterferensmonsteret er anordnet som ovenfor beskrevet. Detektoren 71" er plasert i tanken 41' i det område hvor ultralyd-referansestrålen 17 og den objektbærende ultralydstråle 25 krysser hverandre. Et vindu 101 er anbragt i tanken 41'.. Lyset fra en lyskilde 31 (som f.eks. en lyspære 103 og et lite hull 105) rettes gjennom en polariseringsplate 107 og kollimeres av en linse 491. Den innfallende stråle 109 forlbper gjennom væskemediet 15 og transmitteres gjennom hologrammet 27. De avbbyde stråler gjennomlbper en polariseringsplate 111 og bringes ved hjelp av en linse 49 til et fokalpunkt i filteret 53'. En fbrste ordens stråle (33) stoppes ute sammen med null-ordens strålen 51 slik at bildet av den andre fbrste ordens stråle (35) kan betraktes i linsesystemet 59. Hologrammet 27 kan også registreres på en film (som i figurene Optical activity is not the only property of liquid crystals that can be used in ultrasound holography. The molecular structure of a cholesteric liquid crystal is in very fine equilibrium and can be easily disturbed. Any small disturbance, e.g. irradiation with ultrasound disrupts the weak forces between the molecules which induce marked changes in such optical properties as reflection, transmission, birefringence, circular dichroism, optical activity and color, thus the interference of two ultrasound beams causes changing areas in the liquid crystal film 99, in which the liquid crystal material is converted into a liquid that exhibits no optical activity. Polarized light that has passed through the converted film layer is deflected satisfactorily for imaging an object placed in one of the ultrasound beams. Fig. 10 shows the detector 71 (or 71') in use. The tank 41' is designed to suspend the detector 71 just below the surface 19 of the liquid medium 15. The reference beam 17 and the object-carrying beam 25 are brought to interfere in the liquid film 81. An illumination beam 29 from a light source 31 is directed through the beam splitter 39 to the hologram 27 (as is formed in the liquid film 81), and an image beam 69 is reflected from the beam splitter 39. The reflection from the hologram 27 can be registered as a transparent image (in accordance with figures 2 and 3) or reconstructed (in accordance with fig. 5) . Fig. 11 shows the detector 71" in use. The apparatus for producing the ultrasound interference sample is arranged as described above. The detector 71" is placed in the tank 41' in the area where the ultrasound reference beam 17 and the object-carrying ultrasound beam 25 cross each other. A window 101 is placed in the tank 41'. The light from a light source 31 (such as a light bulb 103 and a small hole 105) is directed through a polarizing plate 107 and collimated by a lens 491. The incident beam 109 proceeds through the liquid medium 15 and is transmitted through the hologram 27. The diffracted rays pass through a polarizing plate 111 and are brought by means of a lens 49 to a focal point in the filter 53'. A first-order beam (33) is stopped together with the zero-order beam 51 so that the image of the second first-order beam (35) can be viewed in the lens system 59. The hologram 27 can also be recorded on a film (as in the figures

.2 eller 3) når dette er hensiktsmessig. .2 or 3) when this is appropriate.

Det skal bemerkes at et antall materialer er tilgjengelige for væskemediet. Utvalget avhenger av deres ledningsevne (for varmeoverfbring fra ultralydtransduktorene), deres evne til å lede ultralyd, deres refleksjonsevne på overflaten og deres evne til å danne stående bblger, d.v.s. overflatespenning. Valget er avhengig av den beste kombinasjon av de ovenfor nevnte karakteristikker. F.eks. kan i noen medier de stående bblger være utpregede mens varmeledningen kan være dårlig. It should be noted that a number of materials are available for the liquid medium. The selection depends on their conductivity (for heat transfer from the ultrasound transducers), their ability to conduct ultrasound, their reflectivity on the surface and their ability to form standing bbls, i.e. surface tension. The choice depends on the best combination of the above-mentioned characteristics. E.g. in some media the standing bubbles may be pronounced while the heat conduction may be poor.

Claims

1-Procedure for producing three-dimensional images using ultrasound energy, characterized in that a first ultrasound energy beam is directed at an object and then at a hologram detection surface, that a second ultrasound energy beam that has essentially the same frequency as the first ultrasound energy beam is directed towards the hologram detection surface in order to interfere with the first ultrasound energy beam and thereby produce an interference barrier serving as an ultrasound hologram and that a three-dimensional image of the object is reconstructed using the ultrasound hologram either at the same time as this is produced or after a registration of this.

2. Method as stated in claim 1, characterized in that the hologram detection surface is produced by the surface of a liquid medium.

3. Method as stated in claim 1 or 2, characterized in that the ultrasound hologram is recorded on a photographic film.

4. Method as specified in claim 1 or 2, characterized in that the three-dimensional image is reconstructed simultaneously with the production of the ultrasound hologram by illuminating it with light, whereby the light is split by diffraction in the ultrasound hologram into two diffraction beams of the first order and one diffraction beam of the zeroth order and in that one of the diffraction beams of the first order and the diffraction beam of the zeroth order is shielded, whereby the three-dimensional image can be viewed in the remaining diffraction beam of the first order.

5. Method as stated in claims 1 and 3, characterized in that the interference barrier is illuminated with light during the generation of the interference barrier, whereby the diffraction rays of the first and zeroth order are caused to be reflected by the interference barrier against a filter that filters out the zeroth order beam and that the rays of first order is focused on and recorded on a film to provide a transparent "hologram".

6. Method as stated in one of claims 1-5, characterized in that "the hologram detection surface is formed by the interface between a first and a second liquid medium of which the second liquid medium has a lower density than and is not miscible with the first liquid medium.

7. Method as stated in claim 6, characterized in that both the first and the second ultrasound energy beam are maintained in said first liquid medium.

8. Method as stated in claim 6, characterized in that both the first and the second ultrasound energy beam are maintained in said second liquid medium.

9. Method as stated in claim 6, characterized in that the first and second ultrasound energy beams are maintained in each of said liquid media.

10. Method as stated in claim 9, characterized in that the first and second ultrasound energy beams' reflexes from the boundary surface are reflected back towards the boundary surface by means of ultrasound reflectors.

11. Apparatus for developing the method according to one of the preceding claims, characterized by) devices .{11,13) for providing ultrasound energy, which devices are immersed in a liquid medium (15, 15') and are arranged to provide two ultrasound energy -gi beams (17., 25) which are directed to interfere with each other at the surface of the liquid medium, b) devices for placing an object (23) in one of the two ultrasound energy beams, and c) a detector (71,71',71" ) which is immersed in the surface of the liquid medium and which is arranged to receive the interference maxima and minima of the two ultrasound energy beams to provide an ultrasound hologram in the form of a monster of standing bubbles.

12. Apparatus as stated in claim 11, characterized in that the devices for providing ultrasound energy consist of one or more ultrasound transducers (11,13).

13. Apparatus as specified in claim 11 or 12, characterized in that the detector comprises a deformable liquid layer f81.99K

14. Apparatus as stated in claim 13, characterized in that the deformable liquid layer is a. thin oil film (81).

15. Apparatus as stated in claim 13, characterized in that the deformable liquid layer is a liquid crystal (99).

16. Apparatus as set forth in claim 13, characterized in that the deformable liquid layer is a thin liquid film (81) located between a glass plate (77) and a thin membrane (91).

17. Apparatus as stated in one of the claims 11-16, characterized in that it comprises partly a point light source (31) which is arranged to illuminate the hologram (27) of standing bubbles, partly a lens (49) which is arranged to focus the light reflected by the illuminated hologram, partly devices (53') for shielding a focused beam of the first order and one of the zeroth order (33,51), and partly viewing devices for viewing the three-dimensional image of the object in the remaining, unshielded ray of the first order.