RU2705943C1 - Method and apparatus for ultrasonic imaging of objects in high-temperature liquid media - Google Patents

Method and apparatus for ultrasonic imaging of objects in high-temperature liquid media Download PDF

Info

Publication number
RU2705943C1
RU2705943C1 RU2019104849A RU2019104849A RU2705943C1 RU 2705943 C1 RU2705943 C1 RU 2705943C1 RU 2019104849 A RU2019104849 A RU 2019104849A RU 2019104849 A RU2019104849 A RU 2019104849A RU 2705943 C1 RU2705943 C1 RU 2705943C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
acoustic
waveguide
waveguides
output
acoustic waveguide
Prior art date
Application number
RU2019104849A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Дарьевич Свет
Сергей Алексеевич Цысарь
Сурен Арутюнович Петросян
Олег Анатольевич Сапожников
Original Assignee
Виктор Дарьевич Свет
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 Виктор Дарьевич Свет filed Critical Виктор Дарьевич Свет
Priority to RU2019104849A priority Critical patent/RU2705943C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2705943C1 publication Critical patent/RU2705943C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor

Abstract

FIELD: ultrasonic visualization of objects.
SUBSTANCE: use for ultrasonic visualization of objects located in liquid media. Summary of invention consists in the fact that first acoustic waveguide 16 and waveguide matrix 18 are partially placed in the analyzed aggressive medium 1 (all other elements are placed in nonaggressive medium 6). At that, the first output end 17 and the second inlet ends 2 should be located in aggressive medium 1, the first input end 15 and the second output ends 7 in non-aggressive medium 6, and interface of media 5 should be located between first input end 15 and first output end face 17 and between second input ends 2 and second output ends 7. First acoustic waveguide 16 and waveguide array 18 are oriented by first outlet end face 17 and second input ends 2 towards intended location of object, wherein first output end 17 and second input ends 2 are located as close as possible to expected location of object. Typically, first acoustic waveguide 16 and waveguide array 18 are arranged on one side of the intended location of the object. If this was not done in advance, then at the second output ends 7 there installed is the device for determination of displacements 8, at the first input end 15 radiator 14 is installed, and emitter 14, generator 13, switch 12, sync generator 11, device for determination of displacements 8, processing unit 9 and display unit 10.
EFFECT: possibility of simplifying the design.
4 cl, 2 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к устройствам ультразвуковой визуализации (УЗВ) объектов, расположенных в жидких средах, в том числе и высокотемпературных типа расплавленных металлов.The invention relates to devices for ultrasonic imaging (ultrasound) of objects located in liquid media, including high-temperature type of molten metals.

Уровень техникиState of the art

Большинство известных ультразвуковых (УЗ) технологий визуализации объектов, расположенных в жидких средах, основаны на использовании способа пьезоэлектрического преобразования акустических сигналов в электрические. Такие преобразователи получили название «гидрофоны» или «пьезодатчики», которые могут быть выполнены в виде сканирующих одиночных датчиков, либо матричных датчиков (линейных или двумерных), которые помещаются в жидкую среду, либо контактируют с ней. Практическая реализация таких устройств, предназначенных для получения УЗ изображений объектов, расположенных в высокотемпературных жидкостях и расплавленных металлах, сопряжена с необходимостью решения следующих технологических проблем.Most of the known ultrasonic (US) technologies for visualizing objects located in liquid media are based on the use of the method of piezoelectric conversion of acoustic signals into electrical ones. Such transducers are called "hydrophones" or "piezoelectric sensors", which can be made in the form of scanning single sensors, or matrix sensors (linear or two-dimensional), which are placed in a liquid medium or in contact with it. The practical implementation of such devices designed to obtain ultrasound images of objects located in high-temperature liquids and molten metals is associated with the need to solve the following technological problems.

Для получения УЗ изображений с высоким разрешением необходимо использовать высокие частоты ультразвука, обычно в диапазоне от 2 до 5 МГц. Если принять скорость распространения УЗ в жидкостях (в среднем) 1500 м/с, то соответствующие длины волн получаются равными λ = (0,75 – 0,3) мм, а для получения достаточно большого сектора обзора (порядка 100 градусов) размеры датчиков должны быть не более половины длины волны, (0,37 – 0,15) мм или равными длине волны при секторе обзора порядка 45 градусов. Такие малые размеры пьезодатчиков, (особенно собранных в матрицы) приводят к необходимости использования прецизионной лазерной сварки для обеспечения электрического контакта датчика с проводниками, в процессе которой часто нарушается структура пьезоматериала.To obtain ultrasound images with high resolution, it is necessary to use high frequencies of ultrasound, usually in the range from 2 to 5 MHz. If we take the propagation speed of ultrasound in liquids (on average) 1500 m / s, then the corresponding wavelengths are obtained equal to λ = (0.75 - 0.3) mm, and to obtain a sufficiently large viewing sector (of the order of 100 degrees), the sensors must be no more than half the wavelength, (0.37 - 0.15) mm or equal to the wavelength with a viewing sector of the order of 45 degrees. Such small sizes of piezoelectric sensors (especially assembled into arrays) lead to the necessity of using precision laser welding to ensure electrical contact between the sensor and the conductors, during which the structure of the piezomaterial is often violated.

Хотя высокотемпературная пьезокерамика и существует, её чувствительность на порядок и более меньше, чем у пьезокерамики, работающей при обычных температурах, в связи, с чем ухудшается контраст УЗ изображений и их разрешающая способность, возрастает влияние перекрёстных помех (влияние пьезоэлементов друг на друга). Все эти факторы приводят к невысокому качеству изображений. Although high-temperature piezoceramics exist, their sensitivity is an order of magnitude or less than that of piezoelectric ceramics operating at ordinary temperatures; therefore, the contrast of ultrasound images and their resolution deteriorates, the influence of crosstalk increases (the effect of piezoelectric elements on each other). All these factors lead to poor image quality.

Размещение пьезоэлементов в среде с высокой температурой с учётом их низкой чувствительности требует использования дополнительных электронных устройств, которые в свою очередь, требуют принудительного охлаждения. Это приводит к сложным и дорогим техническим решениям.Placing piezoelectric elements in a high-temperature environment, taking into account their low sensitivity, requires the use of additional electronic devices, which in turn require forced cooling. This leads to complex and expensive technical solutions.

Наиболее близким техническим решением (прототип) является устройство ультразвуковой визуализации объектов в жидких средах (изобретение RU 2650348, дата публикации 11.04.2018). Устройство содержит установленные в герметичном корпусе лазер, систему линз и зеркал, приёмную матрицу и диск с отверстиями, в которых расположены волноводы, а также расположенные за пределами корпуса генератор, излучатель, блок обработки, дисплей. Корпус с внутренними элементами и излучатель размещают в исследуемой среде (обычно агрессивной), при помощи излучателя генерируют акустическое излучение, которое при достижении границы раздела сред (обычно поверхность какого-либо объекта) отражается и воздействует на волноводы. Торцы волноводов и одна из линз образуют оптический интерферомерт Фабри-Перо, с помощью которого и остальных линз и зеркал, а также приёмной матрицы, получают электрический сигнал, содержащий в себе информацию об продольных смещениях торцов волноводов. После обработки сигнала в блоке обработки на дисплее формируют изображение объекта, расположенного в исследуемой среде.The closest technical solution (prototype) is an ultrasonic imaging device for objects in liquid media (invention RU 2650348, publication date 04/11/2018). The device contains a laser installed in an airtight housing, a system of lenses and mirrors, a receiving matrix and a disk with holes in which the waveguides are located, as well as a generator, emitter, processing unit, and a display located outside the housing. The housing with internal elements and the emitter are placed in the medium under investigation (usually aggressive), using the emitter generate acoustic radiation, which, upon reaching the interface between the media (usually the surface of an object) is reflected and acts on the waveguides. The ends of the waveguides and one of the lenses form the Fabry-Perot optical interferometer, with which the other lenses and mirrors, as well as the receiving matrix, receive an electrical signal containing information about the longitudinal displacements of the ends of the waveguides. After processing the signal in the processing unit, an image of an object located in the medium under study is formed on the display.

Недостатком известного технического решения является сложность устройства, обусловленная небольшой длиной волноводов и необходимостью размещения в среде помимо волноводов системы линз и зеркал, лазера и излучателя. Размещение в среде линз, зеркал и лазера требует наличия герметичного корпуса. Кроме того, все элементы, контактирующие со средой должны быть выполненными стойкими к воздействию исследуемой среды, что дополнительно усложняет как элементы по отдельности, так и устройство в целом. Дополнительно использование волноводов небольшой длины приводит к невысокому качеству получаемого изображения, что связано с влиянием изгибных мод в волноводах. Это объясняется тем, что при небольшой длине волноводов изгибные моды, имеющие скорость распространения меньшую, чем у продольных мод, достигают выходных торцов волноводов незначительно позже продольных мод, влияние которых наиболее предпочтительно использовать для получения изображения.A disadvantage of the known technical solution is the complexity of the device, due to the short length of the waveguides and the need to place in the medium, in addition to waveguides, a system of lenses and mirrors, a laser and a radiator. Placing lenses, mirrors and a laser in an environment requires a sealed enclosure. In addition, all elements in contact with the medium must be made resistant to the influence of the studied medium, which further complicates both the elements individually and the device as a whole. Additionally, the use of small waveguides leads to low quality of the resulting image, which is associated with the influence of bending modes in the waveguides. This is explained by the fact that, with a short waveguide length, bending modes having a propagation velocity lower than that of the longitudinal modes reach the output ends of the waveguides slightly later than the longitudinal modes, the effect of which is most preferable to use for image acquisition.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является упрощение конструкции.The technical result of the invention is to simplify the design.

Указанный технический результат достигается за счёт того, что в способе ультразвуковой визуализации объектов в жидких средах, включающем излучение акустического сигнала в жидкую среду, размещение входных торцов акустических волноводов в зоне распространения отражённого акустического сигнала, передачу акустического сигнала посредством соответствующих акустических волноводов, длина которых выбрана обеспечивающей временное разделение сигналов различных мод этих акустических волноводов на соответствующих их выходных торцах, измерение смещений указанных выходных торцов, вычисление пространственно-временного распределения сигнала, соответствующего изображению объекта, при этом вычисление пространственно-временного распределения сигнала, соответствующего изображению объекта, осуществляется последовательным выполнением операций: получения комплексного частотного спектра в заданном временном окне для каждого сигнала с соответствующего выходного торца соответствующего акустического волновода путём дискретного преобразования Фурье, полосовой фильтрации сигналов с частотной характеристикой, определяемой параметрами излучающей и регистрирующей систем, численного обращения волнового фронта путём операции комплексного сопряжения спектральных функций для каждого элемента, численного обратного распространения каждой спектральной линии от соответствующего выходного торца соответствующего акустического волновода к соответствующему входному торцу этого акустического волновода путём фазового сдвига, определяемого дисперсионной характеристикой используемых соответствующих акустических волноводов и их длиной, расчёта углового спектра поля на плоскости, образованной соответствующими входными торцами акустических волноводов, для каждой спектральной линии с использованием двумерного пространственного преобразования Фурье, численного обратного восстановления поля в жидкости в пространственном окне наблюдения перед соответствующими входными торцами акустических волноводов для каждой спектральной линии путём свёртки с функцией Грина, осуществления обратного двумерного преобразования Фурье в двумерном пространстве волновых чисел для получения пространственного распределения акустического поля в окне наблюдения, осуществления обратного двумерного преобразования Фурье в частотном пространстве для восстановления полного пространственно-временного распределения поля в заданных трёхмерном пространственном и временном окнах, построения изображения объекта по результатам предыдущей операции; а в устройстве ультразвуковой визуализации объектов в высокотемпературных жидких средах для реализации способа ультразвуковой визуализации объектов в жидких средах содержится первый акустический волновод с первых входным торцом и первым выходным торцом, устройство определения смещений, блок обработки, синхрогенератор, переключатель, генератор, излучатель, блок отображения, волноводную матрицу содержащую матричный держатель и вторые акустические волноводы, каждый из которых снабжён вторым входным торцом и вторым выходным торцом и закреплён в матричном держателе, причём излучатель присоединён к первому входному торцу первого акустического волновода, устройство определения смещений размещено с обеспечением возможности определения величин смещения вторых выходных торцов вторых акустических волноводов, а синхрогенератор электрически соединён с входом переключателя, один из выходов переключателя электрически соединён с генератором, а другой выход переключателя соединён с блоком обработки, выход генератора электрически соединён с излучателем, выход устройства определения смещений электрически соединён со входом блока обработки, а выход блока обработки электрически соединён с блоком отображения, при этом блок обработки выполнен с обеспечением возможности последовательного выполнения операций: вычисления комплексного частотного спектра в заданном временном окне для каждого сигнала со второго выходного торца второго акустического волновода путём дискретного преобразования Фурье, полосовой фильтрации вычисленных сигналов, численного обращения волнового фронта путём операции комплексного сопряжения спектральных функций для каждого элемента, численного обратного распространения каждой спектральной линии от соответствующего выходного торца соответствующего акустического волновода к соответствующему входному торцу этого акустического волновода путём фазового сдвига, определяемого дисперсионной характеристикой используемых соответствующих акустических волноводов и их длиной, расчёта углового спектра поля на плоскости, образованной соответствующими входными торцами акустических волноводов, для каждой спектральной линии с использованием двумерного пространственного преобразования Фурье, численного обратного восстановления поля в жидкости в пространственном окне наблюдения перед соответствующими входными торцами акустических волноводов для каждой спектральной линии путём свёртки с функцией Грина, осуществления обратного двумерного преобразования Фурье в двумерном пространстве волновых чисел для получения пространственного распределения акустического поля в окне наблюдения, осуществления обратного двумерного преобразования Фурье в частотном пространстве для восстановления полного пространственно-временного распределения поля в заданных трёхмерном пространственном и временном окнах, в одном частном случае матричный держатель выполнен в виде трубы, вторые акустические волноводы расположены внутри трубы, которая заполнена воздухом, в другом частном случае первый акустический волновод расположен в трубе.The specified technical result is achieved due to the fact that in the method of ultrasonic visualization of objects in liquid media, which includes emitting an acoustic signal into a liquid medium, placing the input ends of the acoustic waveguides in the propagation zone of the reflected acoustic signal, transmitting the acoustic signal by means of appropriate acoustic waveguides, the length of which is selected to ensure time separation of the signals of various modes of these acoustic waveguides at their respective output ends, measure the displacement of the specified output ends, the calculation of the spatio-temporal distribution of the signal corresponding to the image of the object, while the calculation of the spatio-temporal distribution of the signal corresponding to the image of the object is carried out by sequentially performing operations: obtaining a complex frequency spectrum in a given time window for each signal from the corresponding output end corresponding acoustic waveguide by discrete Fourier transform, band pass filtering waves with a frequency response determined by the parameters of the radiating and recording systems, numerically reversing the wavefront by complex conjugation of spectral functions for each element, numerically propagating each spectral line from the corresponding output end of the corresponding acoustic waveguide to the corresponding input end of this acoustic waveguide by phase shift, determined by the dispersion characteristic of the corresponding acoustically used waveguides and their length, calculating the angular spectrum of the field on the plane formed by the corresponding input ends of the acoustic waveguides for each spectral line using the two-dimensional spatial Fourier transform, numerically reverse reconstructing the field in the liquid in the spatial observation window in front of the corresponding input ends of the acoustic waveguides for each spectral line by convolution with the Green function, performing the inverse two-dimensional Fourier transform in two-dimensional spaces wave numbers to produce the spatial distribution of acoustic field in the observation window, of the two-dimensional inverse Fourier transformation in frequency space to restore the full spatio-temporal distribution of fields in a given three-dimensional spatial and temporal windows, the imaging object based on the results of the previous operation; and the device for ultrasonic visualization of objects in high-temperature liquid media for implementing the method of ultrasonic visualization of objects in liquid media contains a first acoustic waveguide with a first input end and a first output end, a displacement detection device, a processing unit, a clock generator, a switch, a generator, a radiator, a display unit, a waveguide matrix containing a matrix holder and second acoustic waveguides, each of which is equipped with a second input end and a second output end and it is mounted in a matrix holder, and the emitter is connected to the first input end of the first acoustic waveguide, the displacement determination device is arranged to determine the bias values of the second output ends of the second acoustic waveguides, and the clock is electrically connected to the input of the switch, one of the outputs of the switch is electrically connected to the generator, and the other output of the switch is connected to the processing unit, the output of the generator is electrically connected to the emitter, the output of the device is the displacement distribution is electrically connected to the input of the processing unit, and the output of the processing unit is electrically connected to the display unit, while the processing unit is designed to allow sequential execution of operations: calculating the complex frequency spectrum in a given time window for each signal from the second output end of the second acoustic waveguide by discrete Fourier transform, band-pass filtering of the calculated signals, numerical wavefront reversal by complex operation the conjugation of spectral functions for each element, the numerical backward propagation of each spectral line from the corresponding output end of the corresponding acoustic waveguide to the corresponding input end of this acoustic waveguide by the phase shift determined by the dispersion characteristic of the corresponding acoustic waveguides used and their length, and the calculation of the angular spectrum of the field on the plane formed the corresponding input ends of the acoustic waveguides, for each spectrally ith line using the two-dimensional spatial Fourier transform, numerical inverse reconstruction of the field in the liquid in the spatial observation window in front of the corresponding input ends of the acoustic waveguides for each spectral line by convolution with the Green function, performing the inverse two-dimensional Fourier transform in the two-dimensional space of wave numbers to obtain the spatial distribution of the acoustic fields in the observation window, the implementation of the inverse two-dimensional Fourier transform per hour space to restore the complete spatio-temporal distribution of the field in the given three-dimensional spatial and temporal windows, in one particular case the matrix holder is made in the form of a tube, the second acoustic waveguides are located inside the tube which is filled with air, in another particular case the first acoustic waveguide is located in the tube .

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Изобретение поясняется чертежами (фиг.1-2), где на фиг.1 показана схема устройства, на фиг.2 показана блок-схема с последовательностью математических операций при обработке.The invention is illustrated by drawings (Fig.1-2), where Fig.1 shows a diagram of a device, Fig.2 shows a block diagram with a sequence of mathematical operations during processing.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

На чертеже обозначены: агрессивная среда 1, второй входной торец 2, второй акустический волновод 3, матричный держатель 4, граница раздела сред 5, неагрессивная среда 6, второй выходной торец 7, устройство определения смещений 8, блок обработки 9, блок отображения 10, синхрогенератор 11, переключатель 12, генератор 13, излучатель 14, первый входной торец 15, первый акустический волновод 16, первый выходной торец 17, волноводная матрица 18.The drawing shows: aggressive medium 1, second input end 2, second acoustic waveguide 3, matrix holder 4, media interface 5, non-aggressive medium 6, second output end 7, displacement detection device 8, processing unit 9, display unit 10, clock generator 11, switch 12, generator 13, emitter 14, first input end face 15, first acoustic waveguide 16, first output end 17, waveguide matrix 18.

Основными элементами устройства являются излучающая система и регистрирующая система. В состав излучающей системы входит первый акустический волновод 16 с излучателем 14 и генератором 13. В состав регистрирующей системы входит волноводная матрица 18, состоящая из вторых акустических волноводов 3 и матричного держателя 4, устройство определения смещений 8, блок обработки 9 и блок отображения 10.The main elements of the device are a radiating system and a recording system. The composition of the emitting system includes the first acoustic waveguide 16 with the emitter 14 and the generator 13. The recording system includes the waveguide matrix 18, consisting of the second acoustic waveguides 3 and the matrix holder 4, a displacement detection device 8, a processing unit 9 and a display unit 10.

Первый акустический волновод 16 представляет собой стержневой элемент, круглого сечения. Размеры сечения определяют по используемой частоте акустического излучения, а длина первого акустического волновода 16 подобрана так, чтобы один из торцов первого акустического волновода 16 был расположен в агрессивной среде 1, а другой торец расположен за пределами агрессивной среды 1, т.е. в неагрессивной среде 6. Торец первого акустического волновода 16, расположенный в неагрессивной среде 6 и через который волны проникают в первый акустический волновод 16, далее по тексту именуется первым входным торцом 15. Торец первого акустического волновода 16, расположенный в агрессивной среде 1 и через который волны после прохождения по первому акустическому волноводу 16 выходят в агрессивную среду 1, далее по тексту именуется первым выходным торцом 17. Первый акустический волновод 16 используют для облучения заданного пространства среды, в которой могут располагаться объекты, изображения которых необходимо получить. Первый акустический волновод 16 может быть выполнен прямолинейным или изогнутым вдоль своей длины. Причём радиус изгиба не должен превышать менее 10-15 длин волн используемой частоты. Первый акустический волновод 16 выполняют из металлов, металлических сплавов, кварца или других материалов с малым акустическим поглощением, причём используемые материалы должны быть стойкими к воздействию агрессивной среды 1. На первом входном торце 15 установлен излучатель 14.The first acoustic waveguide 16 is a rod element of circular cross section. The dimensions of the cross section are determined by the frequency of acoustic radiation used, and the length of the first acoustic waveguide 16 is selected so that one of the ends of the first acoustic waveguide 16 is located in an aggressive environment 1, and the other end is located outside the aggressive environment 1, i.e. in a non-aggressive medium 6. The end face of the first acoustic waveguide 16 located in the non-aggressive medium 6 and through which the waves penetrate the first acoustic waveguide 16, hereinafter referred to as the first input end face 15. The end face of the first acoustic waveguide 16, located in the aggressive medium 1 and through which the waves after passing through the first acoustic waveguide 16 go into the aggressive environment 1, hereinafter referred to as the first output end 17. The first acoustic waveguide 16 is used to irradiate a given space of the medium, which may contain objects whose images you want to obtain. The first acoustic waveguide 16 may be made straight or curved along its length. Moreover, the bending radius should not exceed less than 10-15 wavelengths of the used frequency. The first acoustic waveguide 16 is made of metals, metal alloys, quartz, or other materials with low acoustic absorption, and the materials used must be resistant to the aggressive environment 1. At the first input end 15, a radiator 14 is installed.

Излучатель 14 представляет собой устройство, обеспечивающее возбуждение звуковых волн, т.е. генерацию акустического излучения посредством преобразования получаемого электрического сигнала в акустический сигнал. В качестве излучателя 14 может быть использован любой акустический излучатель, например, пьезоэлектрический излучатель. Излучатель 14 установлен таким образом, чтобы звуковые волны могли воздействовать на первый входной торец 15 и затем распространяться по первому акустическому волноводу 16 (обычно излучатель присоединён к первому входному торцу 15). The emitter 14 is a device that provides excitation of sound waves, i.e. generating acoustic radiation by converting the resulting electrical signal into an acoustic signal. As the emitter 14 can be used with any acoustic emitter, for example, a piezoelectric emitter. The emitter 14 is installed so that sound waves can act on the first input end 15 and then propagate along the first acoustic waveguide 16 (usually the emitter is connected to the first input end 15).

Волноводная матрица 18 представляет собой несколько параллельных (или попарно равноудалённых друг от друга) вторых акустических волноводов 3, расположенных в матричном держателе 4 в определённом порядке на расстоянии друг от друга. Количество вторых акустических волноводов 3 в волноводной матрице 18 определяется необходимым разрешением получаемого изображения.The waveguide matrix 18 is a few parallel (or pairwise equidistant from each other) second acoustic waveguides 3 located in the matrix holder 4 in a certain order at a distance from each other. The number of second acoustic waveguides 3 in the waveguide matrix 18 is determined by the necessary resolution of the resulting image.

Каждый второй акустический волновод 3 выполнен аналогично первому акустическому волноводу 16 и представляет собой стержневой элемент, круглого сечения. Размеры сечения определяются используемой частотой акустического излучения, а длина подобрана так, чтобы один из торцов каждого второго акустического волновода 3 был расположен в агрессивной среде 1, а другой торец - расположен за пределами агрессивной среды 1, т.е. в неагрессивной среде 6. Торец второго акустического волновода 3, расположенный в неагрессивной среде 6 и через который волны после прохождения по второму акустическому волноводу 3 покидают его, далее по тексту именуется вторым выходным торцом 7. Торец второго акустического волновода 3, расположенный в агрессивной среде 1 и через который волны проникают во второй акустический волновод 3, далее по тексту именуется вторым входным торцом 2. Второй акустический волновод 3 может быть выполнен прямолинейным или плавно изогнутым вдоль своей длины. При этом минимальный радиус кривизны в месте изгиба должен составлять не менее 10 длин волн центральной частоты в агрессивной среде 1. Второй акустический волновод 3 выполняют из металлов, металлических сплавов, кварца или других материалов с малым акустическим поглощением, причём используемые материалы должны быть стойкими к воздействию агрессивной среды 1. Every second acoustic waveguide 3 is made similar to the first acoustic waveguide 16 and is a rod element of circular cross section. The dimensions of the cross section are determined by the frequency of acoustic radiation used, and the length is selected so that one of the ends of each second acoustic waveguide 3 is located in an aggressive environment 1, and the other end is located outside the aggressive environment 1, i.e. in a non-aggressive medium 6. The end face of the second acoustic waveguide 3, located in the non-aggressive medium 6 and through which the waves leave the second acoustic waveguide 3 after passing through it, is hereinafter referred to as the second output end 7. The end face of the second acoustic waveguide 3 located in the aggressive medium 1 and through which the waves penetrate the second acoustic waveguide 3, hereinafter referred to as the second input end 2. The second acoustic waveguide 3 can be made rectilinear or smoothly curved along its length. In this case, the minimum radius of curvature at the bend should be at least 10 wavelengths of central frequency in an aggressive environment 1. The second acoustic waveguide 3 is made of metals, metal alloys, quartz or other materials with low acoustic absorption, and the materials used must be resistant to aggressive environment 1.

Матричный держатель 4 представляет собой средство, обеспечивающее определённое взаимное расположение вторых акустических волноводов 3, т.е. их удержание в определённом положении (согласно значению 2 в Толковом словаре Ефремовой держатель - приспособление для удерживания чего-либо, https://dic.academic.ru/dic.nsf/efremova/157720/Держатель, дата обращения 11.05.2018). Матричный держатель 4 может быть выполнен в виде застывшего вокруг размещённых в определённом порядке вторых акустических волноводов 3 материала (например, компаунд или другие), в виде монолитной детали требуемой формы с выполненными в ней отверстиями, в которых впоследствии размещают вторые акустические волноводы 3, или в виде двух или более дисков с отверстиями (аналогично трубным решёткам в кожухотрубчатых теплообменниках), в отверстиях закреплены вторые акустические волноводы 3, причём один из дисков расположен вблизи вторых входных торцов 2, другой – вблизи вторых выходных торцов 7, между двумя указанными могут быть расположены дополнительные диски с отверстиями. В частном случае матричный держатель 4 может быть выполнен в виде трубы (жёсткой стальной), внутри которой расположены вторые акустические волноводы 3, а пространство между ними заполнено воздухом. Конструкция матричного держателя 4 в виде трубы необходима при использовании вторых акустических волноводов 3 большой длины, например, не менее пяти метров, для удержания их взаимного расположения и ограничения пространственного смещения и изгиба. Материалом матричного держателя 4 могут быть полимерные жаростойкие материалы или другие, при этом акустический импеданс материала матричного держателя 4 должен быть меньше акустического импеданса материала вторых акустических волноводов 3 (что обеспечивают независимость колебаний вторых выходных торцов 7 и минимизацию взаимного влияния вторых выходных торцов 7 и самих вторых акустических волноводов 3), а также материал матричного держателя 4 должен быть стойким к воздействию агрессивной среды 1.The matrix holder 4 is a tool that provides a certain relative position of the second acoustic waveguides 3, i.e. holding them in a certain position (according to value 2 in the Explanatory Dictionary, the Ephraim holder is a device for holding something, https://dic.academic.ru/dic.nsf/efremova/157720/ Holder, accessed 11.05.2018). The matrix holder 4 can be made in the form of material frozen around a second acoustic waveguide 3 arranged in a certain order (for example, a compound or others), in the form of a monolithic part of the required shape with holes made in it, in which the second acoustic waveguides 3 are subsequently placed, or in the form of two or more disks with holes (similar to tube sheets in shell-and-tube heat exchangers), second acoustic waveguides 3 are fixed in the holes, moreover, one of the disks is located near the second input ends 2, the other near the second output ends 7, between the two indicated additional disks with holes can be located. In the particular case, the matrix holder 4 can be made in the form of a pipe (rigid steel), inside which are located the second acoustic waveguides 3, and the space between them is filled with air. The design of the matrix holder 4 in the form of a tube is necessary when using second acoustic waveguides 3 of great length, for example, at least five meters, to maintain their relative position and to limit spatial displacement and bending. The material of the matrix holder 4 can be polymer heat-resistant materials or others, while the acoustic impedance of the material of the matrix holder 4 must be less than the acoustic impedance of the material of the second acoustic waveguides 3 (which ensure the independence of the oscillations of the second output ends 7 and minimize the mutual influence of the second output ends 7 and the second acoustic waveguides 3), as well as the material of the matrix holder 4 must be resistant to aggressive environment 1.

В частном случае первый акустический волновод 16 может быть расположен в указанной трубе, заполненной воздухом, или в отдельной дополнительной трубе, заполненной воздухом. При выполнении первого акустического волновода 16 в трубе, заполненной воздухом, или дополнительной трубе, заполненной воздухом, происходит ограничение излучения акустического сигнала боковыми поверхностями первого акустического волновода 16, а также ограничение деформации первого акустического волновода 16 большой длины. In the particular case of the first acoustic waveguide 16 may be located in the specified pipe filled with air, or in a separate additional pipe filled with air. When the first acoustic waveguide 16 is executed in a pipe filled with air or an additional pipe filled with air, the emission of the acoustic signal by the side surfaces of the first acoustic waveguide 16 is limited, as well as the deformation of the first acoustic waveguide 16 of large length is limited.

Устройство определения смещений 8 представляет собой устройство, обеспечивающее одновременное для всех вторых акустических волноводов 3 определение (например, посредством измерения или измерения и последующего вычисления) величин смещения вторых выходных торцов 7 и формирование сигналов, соответствующих определённым величинам смещения, для их последующей передачи. В качестве устройства определения смещений 8 могут быть использованы оптические системы, например, сканирующий лазерный виброметр MPV-800 компании Polytec, способный измерять параметры вибрации одновременно в 48 точках (информация о виброметре представлена по ссылке https://www.polytec.com/us/vibrometry/products/full-field-vibrometers/mpv-800-multipoint-vibrometer/, дата обращения 16.05.2018). Указанный многоточечный лазерный виброметр MPV-800 относится к классу виброметров, способных измерять параметры вибрации на всей исследуемой поверхности и работа которых основана на эффекте Допплера и оптической интерференции (https://www.polytec.com/us/vibrometry/products/$full-field-vibrometers/, дата обращения 16.05.2018). Принцип работы указанного лазерного виброметра основан на разделении лазерного луча, отражении и сложении его составляющих при помощи интерферометра, системы линз и зеркал в составе лазерного виброметра (принцип работы подробно рассмотрен в источнике https://www.polytec.com/us/vibrometry/technology/$laser-doppler-vibrometry/$multipoint-vibrometry/, дата обращения 16.05.2018). Также в качестве устройства определения смещений 8 может быть использовано устройство, используемое в известном техническом решении (прототипе) и состоящее из лазера и системы линз и зеркал (часть из которых образует интерферометр Фабри-Перо). Другим вариантом исполнения устройства определения смещений 8 может быть матрица пьезоэлектрических датчиков, количество которых совпадает с количеством вторых акустических волноводов 3. Устройство определения смещений 8 расположено относительно вторых выходных торцов 7 вторых акустических волноводов 3 таким образом, чтобы было обеспечено выполнение его непосредственных функций (например, лазерный виброметр может быть установлен как вблизи вторых выходных торцов 7, так и на удалении от них, а каждый пьезоэлектрический датчик должен непосредственно контактировать с соответствующим ему вторым выходным торцом 7).The device for determining the displacements 8 is a device that provides simultaneous determination for all second acoustic waveguides 3 (for example, by measuring or measuring and subsequent calculation) of the bias values of the second output ends 7 and the formation of signals corresponding to certain bias values for their subsequent transmission. As a device for detecting displacements 8, optical systems can be used, for example, a Polytec MPV-800 scanning laser vibrometer capable of measuring vibration parameters simultaneously at 48 points (information on the vibrometer is available at https://www.polytec.com/us/ vibrometry / products / full-field-vibrometers / mpv-800-multipoint-vibrometer /, accessed 05.16.2018). The specified MPV-800 multi-point laser vibrometer belongs to the class of vibrometers capable of measuring vibration parameters on the entire investigated surface and whose operation is based on the Doppler effect and optical interference (https://www.polytec.com/us/vibrometry/products/$full- field-vibrometers /, accessed 05.16.2018). The principle of operation of this laser vibrometer is based on the separation of the laser beam, the reflection and addition of its components using an interferometer, a system of lenses and mirrors as part of a laser vibrometer (the principle of operation is described in detail in the source https://www.polytec.com/us/vibrometry/technology / $ laser-doppler-vibrometry / $ multipoint-vibrometry /, accessed 05.16.2018). Also, as a device for detecting displacements 8, a device used in a known technical solution (prototype) and consisting of a laser and a system of lenses and mirrors (some of which forms a Fabry-Perot interferometer) can be used. Another embodiment of the device for determining the displacements 8 may be a matrix of piezoelectric sensors, the number of which coincides with the number of the second acoustic waveguides 3. The device for determining the displacements 8 is located relative to the second output ends 7 of the second acoustic waveguides 3 in such a way that its immediate functions are ensured (for example, a laser vibrometer can be installed both near the second output ends 7, and at a distance from them, and each piezoelectric sensor must not directly contact with the corresponding second output end 7).

Синхрогенератор 11 представляет собой устройство, обеспечивающее передачу различных импульсных сигналов с требуемыми временными сдвигами между ними (согласно определению в Большом энциклопедическом политехническом словаре, https://dic.academic.ru/dic.nsf/polytechnic/1884/генератор, дата обращения 16.05.2018). Синхрогенератор 11 обеспечивает согласованную работу генератора 13 и блока обработки 9.Synchronizer 11 is a device that provides the transmission of various pulsed signals with the required time shifts between them (as defined in the Big Encyclopedic Polytechnical Dictionary, https://dic.academic.ru/dic.nsf/polytechnic/1884/generator, access date 16.05. 2018). The clock generator 11 provides a coordinated operation of the generator 13 and the processing unit 9.

Переключатель 12 представляет собой устройство, обеспечивающее попеременное замыкание электрических цепей и, соответственно, замену используемой для передачи сигнала электрической цепи (переключатель 12 - контактный коммутационный аппарат, предназначенный для переключения электрических цепей, согласно п.23 ГОСТ 17703-72 Аппараты электрические коммутационные. Основные понятия. Термины и определения). В описываемом техническом решении переключатель 12 обеспечивает попеременную передачу сигналов генератору 13 и блоку обработки 9. При этом переключатель 12 снабжён одним входом и двумя выходами.Switch 12 is a device that provides alternating closure of electric circuits and, accordingly, replacing the electric circuit used to transmit the signal (switch 12 is a contact switching device designed to switch electrical circuits, according to paragraph 23 of GOST 17703-72 Electrical switching devices. . Terms and Definitions). In the described technical solution, the switch 12 provides alternate transmission of signals to the generator 13 and the processing unit 9. In this case, the switch 12 is equipped with one input and two outputs.

Генератор 13 представляет собой устройство, обеспечивающее питание излучателя 14 посредством преобразования энергии, например, промышленной частоты (50 Гц) в энергию электрических колебаний ультразвуковой частоты. В частности, генератор 13 обеспечивает формирование сигнала требуемой частоты и требуемой длительности. В соответствии с Большим Энциклопедическим словарём генератор 13 в общем смысле – это устройство, аппарат, машина, производящие какой-либо продукт, вырабатывающие электрическую энергию либо создающие электрические, электромагнитные, световые или звуковые сигналы - колебания, импульсы (https://dic.academic.ru/dic.nsf/enc3p/99846, дата обращения 16.05.2018)The generator 13 is a device that provides power to the emitter 14 by converting energy, for example, industrial frequency (50 Hz) into electric energy of ultrasonic vibrations. In particular, the generator 13 provides the formation of a signal of the desired frequency and desired duration. According to the Encyclopedic Dictionary, generator 13 in the general sense is a device, apparatus, machine, producing a product, generating electrical energy or generating electrical, electromagnetic, light or sound signals - vibrations, pulses (https: //dic.academic .ru / dic.nsf / enc3p / 99846, accessed 05.16.2018)

Блок обработки 9 представляет собой устройство, обеспечивающее необходимую обработку сигнала, получаемого от устройства определения смещений 8, и получение сигнала, соответствующего получаемому изображению. Блок обработки 9 может быть выполнен с обеспечением последовательного выполнения в том числе следующих операций, также отображённых на фиг.2. Получение комплексного частотного спектра в заданном временном окне для каждого сигнала со второго выходного торца 7 второго акустического волновода 3 элемента путём дискретного преобразования Фурье (ДПФ). Полосовая фильтрация сигналов с частотной характеристикой, определяемой параметрами излучающей и регистрирующей систем. Численное обращение волнового фронта путём операции комплексного сопряжения спектральных функций для каждого элемента. Численное обратное распространение каждой спектральной линии от второго выходного торца 7 ко второму входному торцу 2 для каждого второго акустического волновода 3 путём фазового сдвига, определяемого дисперсионной характеристикой используемых вторых акустических волноводов 3 и их длиной. Расчёт углового спектра поля на плоскости, образованной вторыми входными торцами 2 вторых акустических волноводов 3, для каждой спектральной линии с использованием двумерного пространственного ДПФ. Численное обратное восстановление поля в жидкости в пространственном окне наблюдения перед вторыми входными торцами 2 вторых акустических волноводов 3 для каждой спектральной линии путём свёртки с функцией Грина (передаточной характеристики) свободного поля, определяемой параметрами жидкости, («пропагатор»). Осуществление обратного ДПФ в двумерном пространстве волновых чисел для получения пространственного распределения акустического поля в окне наблюдения в жидкости. Осуществление обратного ДПФ в частотном пространстве для восстановления полного пространственно-временного распределения поля в заданных трёхмерном пространственном и временном окнах. Построение изображения объекта по заданным критериям (по уровню «яркости», по контурам изоповерхности по определённым уровням от максимума и др.)The processing unit 9 is a device that provides the necessary processing of the signal received from the device for determining the displacements 8, and receiving a signal corresponding to the received image. The processing unit 9 can be performed to ensure consistent execution, including the following operations, also shown in figure 2. Obtaining a complex frequency spectrum in a given time window for each signal from the second output end 7 of the second acoustic waveguide 3 element by a discrete Fourier transform (DFT). Band-pass filtering of signals with a frequency response determined by the parameters of the radiating and recording systems. Numerical inversion of the wavefront by complex conjugation of spectral functions for each element. The numerical reverse propagation of each spectral line from the second output end 7 to the second input end 2 for each second acoustic waveguide 3 by a phase shift determined by the dispersion characteristic of the second acoustic waveguides 3 used and their length. Calculation of the angular spectrum of the field on the plane formed by the second input ends 2 of the second acoustic waveguides 3 for each spectral line using a two-dimensional spatial DFT. Numerical reverse field reconstruction in a liquid in the spatial observation window in front of the second input ends 2 of the second acoustic waveguides 3 for each spectral line by convolution with the Green's function (transfer characteristic) of the free field determined by the parameters of the liquid (“propagator”). The implementation of the inverse DFT in the two-dimensional space of wave numbers to obtain the spatial distribution of the acoustic field in the observation window in the liquid. The implementation of the inverse DFT in the frequency space to restore the full spatio-temporal distribution of the field in the given three-dimensional spatial and temporal windows. Building an image of an object according to specified criteria (according to the level of "brightness", along the contours of the isosurface according to certain levels from the maximum, etc.)

Блок обработки 9 может быть выполнен как отдельное устройство, электрически соединённое с блоком отображения 10, или блок обработки 9 и блок отображения 10 могут быть выполнены как части компьютера.The processing unit 9 can be performed as a separate device electrically connected to the display unit 10, or the processing unit 9 and the display unit 10 can be made as parts of a computer.

Блок отображения 10 представляет собой устройство, выполненное с обеспечением возможности отображения изображения объекта, полученного по результатам операций блока обработки 9. В качестве блока отображения 10 может быть использован монитор, принтер или графопостроитель, обеспечивающий графическое отображение полученного изображения объекта. The display unit 10 is a device configured to display an image of an object obtained by the operations of the processing unit 9. As a display unit 10, a monitor, printer, or plotter can be used to provide a graphical display of the received image of the object.

Элементы устройства соединены между собой следующим образом. Синхрогенератор 11 соединён с входом переключателя 12 с обеспечением возможности передачи к нему стартового сигнала. Один из выходов переключателя 12 соединён с генератором 13, а другой – с блоком обработки 9. Генератор 13 напрямую или через усилитель соединён с излучателем 14 с возможностью передачи ему сигналов. Устройство определения смещений 8 соединено с блоком обработки 9 с обеспечением возможности передачи ему сигналов, а блок обработки 9 в свою очередь соединён с блоком отображения 10. Все энергозависимые элементы подключают к источнику питания.The elements of the device are interconnected as follows. The sync generator 11 is connected to the input of the switch 12 with the possibility of transmitting the start signal to it. One of the outputs of the switch 12 is connected to the generator 13, and the other to the processing unit 9. The generator 13 is directly or through an amplifier connected to the emitter 14 with the possibility of transmitting signals to it. The device for determining the displacements 8 is connected to the processing unit 9 with the possibility of transmitting signals to it, and the processing unit 9, in turn, is connected to the display unit 10. All volatile elements are connected to a power source.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

В случае использования указанных выше элементов и средств, изобретение реализуется следующим образом (представленное описание объекта иллюстрирует частный случай его исполнения, возможны и иные реализации с использованием признаков данного технического решения).In the case of using the above elements and means, the invention is implemented as follows (the presented description of the object illustrates a particular case of its execution, other implementations using the features of this technical solution are possible).

Способ ультразвуковой визуализации объектов в жидких средах включает излучение акустического сигнала в жидкую среду, размещение входных торцов акустических волноводов (именуемых в тексте описывающем устройство как вторые входные торцы 2 вторых акустических волноводов 3) в зоне распространения отражённого акустического сигнала, передачу акустического сигнала посредством соответствующих акустических волноводов (именуемых в тексте описывающем устройство как вторые акустические волноводы 3), длина которых выбрана обеспечивающей временное разделение сигналов различных мод этих акустических волноводов (именуемых в тексте описывающем устройство как вторые акустические волноводы 3) на соответствующих их выходных торцах (именуемых в тексте описывающем устройство как вторые выходные торцы 7), измерение смещений указанных выходных торцов (именуемых в тексте описывающем устройство как вторые выходные торцы 7), вычисление пространственно-временного распределения сигнала, соответствующего изображению объекта. В частном случае вычисление пространственно-временного распределения сигнала, соответствующего изображению объекта, осуществляется последовательным выполнением операций: получения комплексного частотного спектра в заданном временном окне для каждого сигнала с соответствующего выходного торца (именуемого в тексте описывающем устройство как второй выходной торец 7) соответствующего акустического волновода (именуемого в тексте описывающем устройство как второй акустический волновод 3) путём дискретного преобразования Фурье, полосовой фильтрации сигналов с частотной характеристикой, определяемой параметрами излучающей и регистрирующей систем, численного обращения волнового фронта путём операции комплексного сопряжения спектральных функций для каждого элемента, численного обратного распространения каждой спектральной линии от соответствующего выходного торца (именуемого в тексте описывающем устройство как второй выходной торец 7) соответствующего акустического волновода (именуемого в тексте описывающем устройство как второй акустический волновод 3) к соответствующему входному торцу (именуемого в тексте описывающем устройство как второй входной торец 2) этого акустического волновода (именуемого в тексте описывающем устройство как второй акустический волновод 3) путём фазового сдвига, определяемого дисперсионной характеристикой используемых соответствующих акустических волноводов (именуемых в тексте описывающем устройство как вторые акустические волноводы 3) и их длиной, расчёта углового спектра поля на плоскости, образованной соответствующими входными торцами (именуемыми в тексте описывающем устройство как вторые входные торцы 2) акустических волноводов (именуемых в тексте описывающем устройство как вторые акустические волноводы 3), для каждой спектральной линии с использованием двумерного пространственного преобразования Фурье, численного обратного восстановления поля в жидкости в пространственном окне наблюдения перед соответствующими входными торцами (именуемыми в тексте описывающем устройство как вторые входные торцы 2) акустических волноводов (именуемых в тексте описывающем устройство как вторые акустические волноводы 3) для каждой спектральной линии путём свёртки с функцией Грина, осуществления обратного двумерного преобразования Фурье в двумерном пространстве волновых чисел для получения пространственного распределения акустического поля в окне наблюдения, осуществления обратного двумерного преобразования Фурье в частотном пространстве для восстановления полного пространственно-временного распределения поля в заданных трёхмерном пространственном и временном окнах, построения изображения объекта по результатам предыдущей операции. The method of ultrasonic visualization of objects in liquid media includes emitting an acoustic signal into a liquid medium, placing the input ends of the acoustic waveguides (referred to in the text describing the device as the second input ends 2 of the second acoustic waveguides 3) in the propagation zone of the reflected acoustic signal, transmitting the acoustic signal through the corresponding acoustic waveguides (referred to in the text describing the device as second acoustic waveguides 3), the length of which is chosen to provide time the separation of the signals of the various modes of these acoustic waveguides (referred to in the text describing the device as second acoustic waveguides 3) at their respective output ends (referred to in the text describing the device as second output ends 7), the measurement of the displacements of these output ends (referred to in the text describing the device as second output ends 7), the calculation of the spatio-temporal distribution of the signal corresponding to the image of the object. In the particular case, the spatio-temporal distribution of the signal corresponding to the image of the object is calculated by sequentially performing the following operations: obtaining a complex frequency spectrum in a given time window for each signal from the corresponding output end (referred to in the text describing the device as the second output end 7) of the corresponding acoustic waveguide ( referred to in the text describing the device as a second acoustic waveguide 3) by a discrete Fourier transform, a strip filtering signals with a frequency response determined by the parameters of the radiating and recording systems, numerically reversing the wavefront by complex conjugation of spectral functions for each element, numerically back propagating each spectral line from the corresponding output end (referred to in the text describing the device as the second output end 7) the corresponding acoustic waveguide (referred to in the text describing the device as the second acoustic waveguide 3) to the existing input end (referred to in the text describing the device as the second input end 2) of this acoustic waveguide (referred to in the text describing the device as the second acoustic waveguide 3) by a phase shift determined by the dispersion characteristic of the corresponding acoustic waveguides used (referred to in the text describing the device as second acoustic waveguides 3) and their length, the calculation of the angular spectrum of the field on a plane formed by the corresponding input ends (referred to in the text as the device as the second input ends 2) of the acoustic waveguides (referred to in the text describing the device as the second acoustic waveguides 3), for each spectral line using the two-dimensional spatial Fourier transform, numerical reverse reconstruction of the field in the liquid in the spatial observation window in front of the corresponding input ends (referred to in the text describing the device as second input ends 2) of acoustic waveguides (referred to in the text describing the device as second acoustic 3) for each spectral line by convolution with the Green's function, performing the inverse two-dimensional Fourier transform in the two-dimensional space of wave numbers to obtain the spatial distribution of the acoustic field in the observation window, performing the inverse two-dimensional Fourier transform in the frequency space to restore the full spatio-temporal distribution of the field in the specified three-dimensional spatial and temporal windows, constructing the image of the object according to the results of previous operas tion.

При этом устройство для осуществления указанного способа реализуют следующим образом. In this case, a device for implementing this method is implemented as follows.

Необходимое количество вторых акустических волноводов 3 размещают в матричном держателе 4, формируя таким образом волноводную матрицу 18. В частности, вторые акустические волноводы 3 могут временно закрепить друг относительно друга, например, в форме, и залить их материалом матричного держателя 4 в жидком виде. После отверждения материала матричного держателя 4 волноводную матрицу 18 извлекают из формы. Или вторые акустические волноводы 3 размещают внутри трубы, выполненной из стали, а пространство между ними заполняют воздухом, при этом фиксацию взаимного расположения обеспечивают торцевыми стенками указанной трубы. Первый акустический волновод 16 располагают в дополнительной трубе, заполненной воздухом. Все элементы размещают относительно друг друга и соединяют так, как это описано выше. Однако взаимное расположение и соединение элементов могут обеспечивать непосредственно при использовании.The required number of second acoustic waveguides 3 are placed in the matrix holder 4, thereby forming a waveguide matrix 18. In particular, the second acoustic waveguides 3 can temporarily fix relative to each other, for example, in a mold, and fill them with the material of the matrix holder 4 in liquid form. After curing the material of the matrix holder 4, the waveguide matrix 18 is removed from the mold. Or the second acoustic waveguides 3 are placed inside a pipe made of steel, and the space between them is filled with air, while fixing the relative position is provided by the end walls of the pipe. The first acoustic waveguide 16 is located in an additional tube filled with air. All elements are placed relative to each other and connected as described above. However, the relative positioning and connection of the elements can provide directly in use.

При помощи предлагаемого технического решения обычно агрессивную среду 1 исследуют на наличие в ней каких-то объектов с возможностью визуализации этих объектов. При этом под агрессивной средой 1 в приведённом описании следует понимать любую жидкость, агрессивной она названа вследствие негативного воздействия на конструкцию и функционирование как минимум излучателя 14 и устройства определения смещений 8. Однако наиболее часто агрессивной средой 1 при использовании технического решения являются высокотемпературные жидкости, расплавленные металлы, коррозионные среды, в том числе щелочные или кислотные. Неагрессивная среда 6 не оказывает негативного влияния на элементы технического решения и обычно представляет собой атмосферу при условиях, близких к стандартным.Using the proposed technical solution, the usually aggressive environment 1 is examined for the presence of any objects in it with the possibility of visualizing these objects. In this case, aggressive medium 1 in the above description should be understood as any liquid, it is called aggressive due to the negative impact on the design and functioning of at least the emitter 14 and the displacement detection device 8. However, the most aggressive environment 1 when using a technical solution is high-temperature liquids, molten metals , corrosive environments, including alkaline or acidic. Non-aggressive environment 6 does not adversely affect the elements of the technical solution and usually represents the atmosphere under conditions close to standard.

При использовании технического решения первый акустический волновод 16 и волноводную матрицу 18 частично размещают в исследуемой агрессивной среде 1 (все остальные элементы размещают в неагрессивной среде 6). При этом первый выходной торец 17 и вторые входные торцы 2 должны быть расположены в агрессивной среде 1, первый входной торец 15 и вторые выходные торцы 7 – в неагрессивной среде 6, а граница раздела сред 5 должна быть расположена между первым входным торцом 15 и первым выходным торцом 17 и между вторыми входными торцами 2 и вторыми выходными торцами 7. Первый акустический волновод 16 и волноводную матрицу 18 ориентируют соответственно первым выходным торцом 17 и вторыми входными торцами 2 в сторону предполагаемого местоположения объекта, причём первый выходной торец 17 и вторые входные торцы 2 располагают как можно ближе к предполагаемому местоположению объекта. При этом обычно первый акустический волновод 16 и волноводную матрицу 18 размещают с одной стороны от предполагаемого местоположения объекта. Если это не было выполнено заранее, то на вторых выходных торцах 7 устанавливают устройство определения смещений 8, на первом входном торце 15 устанавливают излучатель 14, и электрически соединяют излучатель 14, генератор 13, переключатель 12, синхрогенератор 11, устройство определения смещений 8, блок обработки 9 и блок отображения 10 так, как это описано выше.When using a technical solution, the first acoustic waveguide 16 and the waveguide matrix 18 are partially placed in the investigated aggressive medium 1 (all other elements are placed in a non-aggressive medium 6). In this case, the first outlet end 17 and the second inlet ends 2 should be located in an aggressive medium 1, the first inlet end 15 and the second outlet ends 7 in a non-aggressive medium 6, and the interface 5 should be located between the first inlet end 15 and the first outlet the end face 17 and between the second input ends 2 and the second output ends 7. The first acoustic waveguide 16 and the waveguide matrix 18 are oriented, respectively, by the first output end 17 and the second input ends 2 towards the intended location of the object, and vy output end 17 and second input ends 2 as close as possible to the intended location of the object. In this case, usually the first acoustic waveguide 16 and the waveguide matrix 18 are placed on one side of the intended location of the object. If this has not been done before, then a bias determination device 8 is installed on the second output ends 7, a radiator 14 is installed on the first input end 15, and a radiator 14, a generator 13, a switch 12, a sync generator 11, a bias determination device 8, a processing unit are electrically connected 9 and the display unit 10 as described above.

В начальном положении переключатель 12 замыкает электрическую цепь так, что стартовый импульсный сигнал от синхрогенератора 11 через переключатель 12 передают генератору 13. При получении стартового импульсного сигнала генератор 13 формирует сигнал с требуемыми характеристиками, который затем направляют напрямую или, при необходимости, через усилитель излучателю 14. Излучатель 14 преобразует полученный сигнал и генерирует акустическое излучение, которое вследствие установки излучателя 14 на первом входном торце 15 распространяется преимущественно по первому акустическому волноводу 16. При этом за счёт расположения первого акустического волновода 16 в дополнительной трубе, заполненной воздухом, обеспечивают распространение акустического сигнала вдоль первого акустического волновода 15 и излучение его первым выходным торцом 17, блокируя при этом его излучение боковыми поверхностями первого акустического волновода 16. После достижения первого выходного торца 17 акустическое излучение излучается в агрессивную среду 1. После окончания излучения переключатель 12 переключается и замыкает электрическую цепь так, что соответствующий стартовый импульсный сигнал от синхрогенератора 1 через переключатель 12 передают блоку обработки 9.In the initial position, the switch 12 closes the electric circuit so that the start pulse signal from the clock generator 11 is transmitted to the generator 13 through the switch 12. Upon receipt of the start pulse signal, the generator 13 generates a signal with the required characteristics, which is then sent directly or, if necessary, through the amplifier to the radiator 14 The emitter 14 converts the received signal and generates acoustic radiation, which, due to the installation of the emitter 14 at the first input end 15, propagates the advantage essentially along the first acoustic waveguide 16. In this case, due to the location of the first acoustic waveguide 16 in an additional tube filled with air, the acoustic signal is propagated along the first acoustic waveguide 15 and emitted by its first output end 17, while blocking its radiation by the side surfaces of the first acoustic waveguide 16. After reaching the first output end 17, the acoustic radiation is emitted into the aggressive environment 1. After the end of the radiation, the switch 12 is switched and closes the electric circuit so that the corresponding start pulse signal from the clock 1 through the switch 12 is transmitted to the processing unit 9.

Распространяясь в агрессивной среде 1, акустическое излучение частично рассеивается или отражается от объекта в агрессивной среде 1. Это акустическое излучение воздействует на вторые входные торцы 2 вторых акустических волноводов 3 в волноводной матрицы 18 и, частично отражаясь обратно в агрессивную среду 1, вызывает генерацию упругих мод в каждом втором акустическом волноводе 3. В зависимости от соотношения параметров каждого второго акустического волновода 3, расположенного между ними матричного держателя 4 (плотность материалов, поперечные размеры вторых акустических волноводов 3, расстояние между вторыми акустическими волноводами 3, скорости продольных и сдвиговых волн, температурный градиент) и параметров акустического излучения (спектральный состав, длительность импульса) в каждом из вторых акустических волноводов 3 будет генерироваться различное количество упругих мод. В предлагаемом техническом решении предпочтительно использование вторых акустических волноводов 3 с минимальным количеством мод, включающим только одну квазипродольную моду. Например, твердотельные вторые акустические волноводы 3 минимально характеризуются одной изгибной и одной квазипродольной модами. Сгенерированные упругие моды в каждом втором акустическом волноводе 3 после воздействия на вторые входные торцы 2 рассеянного от объекта излучения будут распространяться вдоль оси каждого второго акустического волновода 3 с ослаблением, определяемым затуханием мод в материале вторых акустических волноводов 3 и их утечкой в материал матричного держателя 4. По мере распространения изгибная мода и квазипродольная мода будут разделяться вследствие разной скорости их распространения согласно дисперсионным зависимостям для каждого типа второго акустического волновода 3, определяемого его размерами и материалом. Длина вторых акустических волноводов 3 и разность скоростей распространения квазипродольной и изгибной мод будут определять интервал времени для получения изображения объекта по квазипродольной моде. В каждом втором акустическом волноводе 3 первой до второго выходного торца 7 дойдёт квазипродольная мода, вызвав тем самым осевые колебания (смещения) второго выходного торца 7, которые регистрируются устройством определения смещений. Изгибные моды негативно влияют на качество получаемого изображения, поэтому увеличение длины вторых акустических волноводов 3 с целью увеличения интервала времени для определения смещений будет способствовать повышению качества получаемого изображения. Propagating in an aggressive environment 1, the acoustic radiation is partially scattered or reflected from the object in an aggressive environment 1. This acoustic radiation acts on the second input ends 2 of the second acoustic waveguides 3 in the waveguide matrix 18 and, partially reflected back into the aggressive medium 1, causes the generation of elastic modes in every second acoustic waveguide 3. Depending on the ratio of the parameters of every second acoustic waveguide 3 located between them matrix holder 4 (density of materials, across the actual dimensions of the second acoustic waveguides 3, the distance between the second acoustic waveguides 3, the longitudinal and shear wave velocities, temperature gradient) and the acoustic radiation parameters (spectral composition, pulse duration) in each of the second acoustic waveguides 3, a different number of elastic modes will be generated. In the proposed technical solution, it is preferable to use the second acoustic waveguides 3 with a minimum number of modes, including only one quasi-longitudinal mode. For example, solid-state second acoustic waveguides 3 are minimally characterized by one bending and one quasi-longitudinal modes. The generated elastic modes in every second acoustic waveguide 3 after exposure to the second input ends 2 of radiation scattered from the object will propagate along the axis of every second acoustic waveguide 3 with attenuation determined by the attenuation of the modes in the material of the second acoustic waveguides 3 and their leakage into the material of the matrix holder 4. As they propagate, the bending mode and the quasilongitudinal mode will separate due to different speeds of their propagation according to the dispersion dependences for each type of volt of another acoustic waveguide 3, determined by its size and material. The length of the second acoustic waveguides 3 and the difference in the propagation velocities of the quasi-longitudinal and bending modes will determine the time interval for acquiring an image of the object using the quasi-longitudinal mode. In every second acoustic waveguide 3, the quasi-longitudinal mode reaches the first to the second output end 7, thereby causing axial vibrations (displacements) of the second output end 7, which are recorded by the displacement determination device. Bending modes negatively affect the quality of the resulting image, therefore, increasing the length of the second acoustic waveguides 3 in order to increase the time interval for determining the displacements will help to improve the quality of the resulting image.

Устройство определения смещений 8 после получения данных о величинах смещений всех вторых выходных торцов 7 формирует соответствующий сигнал, который направляет блоку обработки 9. Блок обработки 9 при получении стартового импульсного сигнала от синхрогенератора 11 проводит обработку сигнала, полученного от устройства определения смещений 8. При этом блок обработки 9 должен содержать данные о характеристиках вторых акустических волноводов 3 и акустического излучения от излучателя 14, чтобы сформировать данные о интервале времени, когда вторых выходных торцов 7 достигли только квазипродольные моды, и учесть их при обработке сигнала. Обработка сигнала может заключаться в последовательном выполнении следующих математических операций.The device for determining the displacements 8 after receiving data on the values of the displacements of all the second output ends 7 generates a corresponding signal, which sends to the processing unit 9. The processing unit 9, upon receipt of the start pulse signal from the clock generator 11, processes the signal received from the device for determining the displacements 8. processing 9 should contain data on the characteristics of the second acoustic waveguides 3 and acoustic radiation from the emitter 14 to generate data on the time interval when T ryh output ends 7 reached only quasi-longitudinal mode, and take them into account when processing the signal. Signal processing may consist in sequentially performing the following mathematical operations.

1.Получение комплексного частотного спектра в заданном временном окне для каждого сигнала со второго выходного торца 7 второго акустического волновода 3 элемента путём дискретного преобразования Фурье (ДПФ).1. Obtaining a complex frequency spectrum in a given time window for each signal from the second output end 7 of the second acoustic waveguide 3 element through a discrete Fourier transform (DFT).

2. Полосовая фильтрация сигналов с частотной характеристикой, определяемой параметрами излучающей и регистрирующей систем.2. Band-pass filtering of signals with a frequency response determined by the parameters of the radiating and recording systems.

3. Численное обращение волнового фронта путём операции комплексного сопряжения спектральных функций для каждого элемента.3. Numerical inversion of the wavefront by the operation of complex conjugation of spectral functions for each element.

4. Численное обратное распространение каждой спектральной линии от второго выходного торца 7 ко второму входному торцу 2 для каждого второго акустического волновода 3 путём фазового сдвига, определяемого дисперсионной характеристикой используемых вторых акустических волноводов 3 и их длиной.4. The numerical reverse propagation of each spectral line from the second output end 7 to the second input end 2 for each second acoustic waveguide 3 by a phase shift determined by the dispersion characteristic of the second acoustic waveguides 3 used and their length.

5. Расчёт углового спектра поля на плоскости, образованной вторыми входными торцами 2 вторых акустических волноводов 3, для каждой спектральной линии с использованием двумерного пространственного ДПФ.5. Calculation of the angular spectrum of the field on the plane formed by the second input ends 2 of the second acoustic waveguides 3, for each spectral line using a two-dimensional spatial DFT.

6. Численное обратное восстановление поля в жидкости в пространственном окне наблюдения перед вторыми входными торцами 2 вторых акустических волноводов 3 для каждой спектральной линии путём свёртки с функцией Грина (передаточной характеристики) свободного поля, определяемой параметрами жидкости, («пропагатор»).6. Numerical reverse field reconstruction in a liquid in the spatial observation window in front of the second input ends 2 of the second acoustic waveguides 3 for each spectral line by convolution with the Green's function (transfer characteristic) of the free field determined by the parameters of the liquid (“propagator”).

7. Осуществление обратного ДПФ в двумерном пространстве волновых чисел для получения пространственного распределения акустического поля в окне наблюдения в жидкости.7. The implementation of the inverse DFT in the two-dimensional space of wave numbers to obtain the spatial distribution of the acoustic field in the observation window in the liquid.

8. Осуществление обратного ДПФ в частотном пространстве для восстановления полного пространственно-временного распределения поля в заданных трёхмерном пространственном и временном окнах8. The implementation of the inverse DFT in the frequency space to restore the full spatio-temporal distribution of the field in the specified three-dimensional spatial and temporal windows

9. Построение изображения объекта по заданным критериям (по уровню «яркости», по контурам изоповерхности по определённым уровням от максимума и др.)9. Building an image of an object according to specified criteria (according to the level of "brightness", along the contours of the isosurface according to certain levels from the maximum, etc.)

После проведения всей необходимой обработки блок обработки 9 формирует сигнал, соответствующий полученному изображению объекта, и передаёт его блоку отображения 10. Блок отображения 10 при помощи соответствующих необходимых преобразований отображает полученный сигнал на своём дисплее или распечатывает полученное изображение, что для пользователя соответствует полученному изображению объекта.After all the necessary processing, the processing unit 9 generates a signal corresponding to the received image of the object, and transfers it to the display unit 10. The display unit 10, using the appropriate necessary transformations, displays the received signal on its display or prints the received image, which corresponds to the received image of the object for the user.

Таким образом, выполнение вторых акустических волноводов 3 и первого акустического волновода 16 достаточно длинными, чтобы первый выходной торец 17 и вторые входные торцы 2 были расположены в агрессивной среде 1, а первый входной торец 15 и вторые выходные торцы 7 – в неагрессивной среде 6, обеспечивает упрощение конструкции. Это связано с тем, что при такой конструкции в агрессивной среде 1 не расположено других элементов, кроме волноводной матрицы 18 и первого акустического волновода 16. Соответственно, отсутствует необходимость выполнения как минимум устройства определения смещений 8 и излучателя 14 стойкими к воздействию агрессивной среды 1 или дополнительного изготовления защитного герметичного корпуса для указанных элементов.Thus, the implementation of the second acoustic waveguides 3 and the first acoustic waveguide 16 is long enough so that the first output end 17 and the second input ends 2 are located in an aggressive medium 1, and the first input end 15 and the second output ends 7 in a non-aggressive medium 6, provides simplification of the design. This is due to the fact that with this design in the aggressive environment 1 there are no other elements except the waveguide matrix 18 and the first acoustic waveguide 16. Accordingly, there is no need to perform at least a device for determining the displacements 8 and the emitter 14 resistant to the influence of the aggressive medium 1 or additional manufacturing a protective sealed enclosure for these elements.

Claims (4)

1. Способ ультразвуковой визуализации объектов в жидких средах, включающий излучение акустического сигнала в жидкую среду, размещение входных торцов акустических волноводов в зоне распространения отражённого акустического сигнала, передачу акустического сигнала посредством соответствующих акустических волноводов, длина которых выбрана обеспечивающей временное разделение сигналов различных мод этих акустических волноводов на соответствующих их выходных торцах, измерение смещений указанных выходных торцов, вычисление пространственно-временного распределения сигнала, соответствующего изображению объекта, при этом вычисление пространственно-временного распределения сигнала, соответствующего изображению объекта, осуществляется последовательным выполнением операций: получения комплексного частотного спектра в заданном временном окне для каждого сигнала с соответствующего выходного торца соответствующего акустического волновода путём дискретного преобразования Фурье, полосовой фильтрации сигналов с частотной характеристикой, определяемой параметрами излучающей и регистрирующей систем, численного обращения волнового фронта путём операции комплексного сопряжения спектральных функций для каждого элемента, численного обратного распространения каждой спектральной линии от соответствующего выходного торца соответствующего акустического волновода к соответствующему входному торцу этого акустического волновода путём фазового сдвига, определяемого дисперсионной характеристикой используемых соответствующих акустических волноводов и их длиной, расчёта углового спектра поля на плоскости, образованной соответствующими входными торцами акустических волноводов, для каждой спектральной линии с использованием двумерного пространственного преобразования Фурье, численного обратного восстановления поля в жидкости в пространственном окне наблюдения перед соответствующими входными торцами акустических волноводов для каждой спектральной линии путём свёртки с функцией Грина, осуществления обратного двумерного преобразования Фурье в двумерном пространстве волновых чисел для получения пространственного распределения акустического поля в окне наблюдения, осуществления обратного двумерного преобразования Фурье в частотном пространстве для восстановления полного пространственно-временного распределения поля в заданных трёхмерном пространственном и временном окнах, построения изображения объекта по результатам предыдущей операции.1. The method of ultrasonic visualization of objects in liquid media, including the emission of an acoustic signal into a liquid medium, the placement of the input ends of the acoustic waveguides in the propagation zone of the reflected acoustic signal, the transmission of the acoustic signal by means of appropriate acoustic waveguides, the length of which is selected providing temporary separation of the signals of the various modes of these acoustic waveguides at their respective output ends, measuring the displacements of these output ends, calculating the spaces the time-frequency distribution of the signal corresponding to the image of the object, while the spatio-temporal distribution of the signal corresponding to the image of the object is calculated by sequentially performing the following operations: obtaining a complex frequency spectrum in a given time window for each signal from the corresponding output end of the corresponding acoustic waveguide by the discrete Fourier transform bandpass filtering of signals with a frequency response determined by parameters from radiant and recording systems, numerically reversing the wavefront by complex conjugation of spectral functions for each element, numerically back propagating each spectral line from the corresponding output end of the corresponding acoustic waveguide to the corresponding input end of this acoustic waveguide by the phase shift determined by the dispersion characteristic of the corresponding acoustic waveguides used and their length, the calculation of the angular spectrum of the field on the plane the frequency formed by the corresponding input ends of the acoustic waveguides for each spectral line using the two-dimensional spatial Fourier transform, numerically reverse reconstructing the field in the liquid in the spatial observation window in front of the corresponding input ends of the acoustic waveguides for each spectral line by convolution with the Green function, performing the inverse two-dimensional transformation Fourier in two-dimensional space of wave numbers to obtain the spatial distribution acoustic field in the observation window, the implementation of the inverse two-dimensional Fourier transform in the frequency space to restore the full spatio-temporal distribution of the field in the given three-dimensional spatial and temporal windows, construct an image of the object according to the results of the previous operation. 2. Устройство ультразвуковой визуализации объектов в высокотемпературных жидких средах для реализации способа ультразвуковой визуализации объектов в жидких средах по п. 1, содержащее первый акустический волновод с первым входным торцом и первым выходным торцом, устройство определения смещений, блок обработки, синхрогенератор, переключатель, генератор, излучатель, блок отображения, волноводную матрицу, содержащую матричный держатель и вторые акустические волноводы, каждый из которых снабжён вторым входным торцом и вторым выходным торцом и закреплён в матричном держателе, причём излучатель присоединён к первому входному торцу первого акустического волновода, устройство определения смещений размещено с обеспечением возможности определения величин смещения вторых выходных торцов вторых акустических волноводов, а синхрогенератор электрически соединён с входом переключателя, один из выходов переключателя электрически соединён с генератором, а другой выход переключателя соединён с блоком обработки, выход генератора электрически соединён с излучателем, выход устройства определения смещений электрически соединён с входом блока обработки, а выход блока обработки электрически соединён с блоком отображения, при этом блок обработки выполнен с обеспечением возможности последовательного выполнения операций: вычисления комплексного частотного спектра в заданном временном окне для каждого сигнала со второго выходного торца второго акустического волновода путём дискретного преобразования Фурье, полосовой фильтрации вычисленных сигналов, численного обращения волнового фронта путём операции комплексного сопряжения спектральных функций для каждого элемента, численного обратного распространения каждой спектральной линии от соответствующего выходного торца соответствующего акустического волновода к соответствующему входному торцу этого акустического волновода путём фазового сдвига, определяемого дисперсионной характеристикой используемых соответствующих акустических волноводов и их длиной, расчёта углового спектра поля на плоскости, образованной соответствующими входными торцами акустических волноводов, для каждой спектральной линии с использованием двумерного пространственного преобразования Фурье, численного обратного восстановления поля в жидкости в пространственном окне наблюдения перед соответствующими входными торцами акустических волноводов для каждой спектральной линии путём свёртки с функцией Грина, осуществления обратного двумерного преобразования Фурье в двумерном пространстве волновых чисел для получения пространственного распределения акустического поля в окне наблюдения, осуществления обратного двумерного преобразования Фурье в частотном пространстве для восстановления полного пространственно-временного распределения поля в заданных трёхмерном пространственном и временном окнах.2. The device for ultrasonic visualization of objects in high-temperature liquid media for implementing the method of ultrasonic visualization of objects in liquid media according to claim 1, comprising a first acoustic waveguide with a first input end and a first output end, a displacement detection device, a processing unit, a sync generator, a switch, a generator, a radiator, a display unit, a waveguide matrix comprising a matrix holder and second acoustic waveguides, each of which is equipped with a second input end and a second output end ohm and is fixed in the matrix holder, the emitter being connected to the first input end of the first acoustic waveguide, the bias detection device is placed with the possibility of determining the bias values of the second output ends of the second acoustic waveguides, and the clock is electrically connected to the input of the switch, one of the outputs of the switch is electrically connected to generator, and the other switch output is connected to the processing unit, the generator output is electrically connected to the emitter, the device output the two offsets are electrically connected to the input of the processing unit, and the output of the processing unit is electrically connected to the display unit, while the processing unit is designed to allow sequential operations: calculating the complex frequency spectrum in a given time window for each signal from the second output end of the second acoustic waveguide by discrete Fourier transform, band-pass filtering of the calculated signals, numerical wavefront reversal by the complex operation conjugate the spectral functions for each element, numerically reverse propagate each spectral line from the corresponding output end of the corresponding acoustic waveguide to the corresponding input end of this acoustic waveguide by the phase shift determined by the dispersion characteristic of the corresponding acoustic waveguides used and their length, calculate the angular spectrum of the field on the plane, formed by the corresponding input ends of the acoustic waveguides for each spectrum line using the two-dimensional spatial Fourier transform, numerical inverse reconstruction of the field in the liquid in the spatial observation window in front of the corresponding input ends of the acoustic waveguides for each spectral line by convolution with the Green's function, performing the inverse two-dimensional Fourier transform in the two-dimensional space of wave numbers to obtain the spatial distribution of the acoustic fields in the observation window, performing the inverse two-dimensional Fourier transform in frequency space to restore the full spatio-temporal distribution of the field in the given three-dimensional spatial and temporal windows. 3. Устройство ультразвуковой визуализации объектов в высокотемпературных жидких средах по п. 2, отличающееся тем, что матричный держатель выполнен в виде трубы, вторые акустические волноводы расположены внутри трубы, которая заполнена воздухом.3. The device for ultrasonic visualization of objects in high-temperature liquid media according to claim 2, characterized in that the matrix holder is made in the form of a tube, the second acoustic waveguides are located inside the tube, which is filled with air. 4. Устройство ультразвуковой визуализации объектов в высокотемпературных жидких средах по п. 3, отличающееся тем, что первый акустический волновод расположен в трубе.4. The device for ultrasonic visualization of objects in high-temperature liquid media according to claim 3, characterized in that the first acoustic waveguide is located in the tube.
RU2019104849A 2019-02-20 2019-02-20 Method and apparatus for ultrasonic imaging of objects in high-temperature liquid media RU2705943C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019104849A RU2705943C1 (en) 2019-02-20 2019-02-20 Method and apparatus for ultrasonic imaging of objects in high-temperature liquid media

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019104849A RU2705943C1 (en) 2019-02-20 2019-02-20 Method and apparatus for ultrasonic imaging of objects in high-temperature liquid media

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2705943C1 true RU2705943C1 (en) 2019-11-12

Family

ID=68579842

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019104849A RU2705943C1 (en) 2019-02-20 2019-02-20 Method and apparatus for ultrasonic imaging of objects in high-temperature liquid media

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2705943C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU678725A1 (en) * 1977-10-18 1979-08-05 Московский Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Государственный Университет Имени М.В.Ломоносова Method of determining ultrasonic irradiator q-factor
RU2186408C2 (en) * 1996-10-31 2002-07-27 Коммиссариат А Л'Энержи Атомик Conversion element for reception/transmission of ultrasonic oscillations in medium of liquid sodium, reception/transmission array, method of ultrasonic visualization and device for ultrasonic visualization in optically non-transparent medium
US20130084579A1 (en) * 2002-10-03 2013-04-04 Battelle Memorial Institute Drug susceptibility using rare cell detection system
RU2650348C1 (en) * 2017-02-03 2018-04-11 Виктор Дарьевич Свет Device for ultrasonic imaging of objects in liquid media (embodiments)

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU678725A1 (en) * 1977-10-18 1979-08-05 Московский Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Государственный Университет Имени М.В.Ломоносова Method of determining ultrasonic irradiator q-factor
RU2186408C2 (en) * 1996-10-31 2002-07-27 Коммиссариат А Л'Энержи Атомик Conversion element for reception/transmission of ultrasonic oscillations in medium of liquid sodium, reception/transmission array, method of ultrasonic visualization and device for ultrasonic visualization in optically non-transparent medium
US20130084579A1 (en) * 2002-10-03 2013-04-04 Battelle Memorial Institute Drug susceptibility using rare cell detection system
RU2650348C1 (en) * 2017-02-03 2018-04-11 Виктор Дарьевич Свет Device for ultrasonic imaging of objects in liquid media (embodiments)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Fink Time reversal of ultrasonic fields. I. Basic principles
US11022502B2 (en) Ultrasonic waveguide technique for distribute sensing and measurements of physical and chemical properties of surrounding media
JPS6332138B2 (en)
Wilcox et al. Quantification of the effect of array element pitch on imaging performance
Pulkkinen et al. Ultrasound field characterization using synthetic schlieren tomography
Chinnery et al. The schlieren image of two-dimensional ultrasonic fields and cavity resonances
US7174787B2 (en) System and method for inspecting an industrial furnace or the like
Xiao et al. Measurement methods of ultrasonic transducer sensitivity
KR100832839B1 (en) Thickness measurement instrumentation and method using ultrasonic longitudinal wave and shear wave
RU2705943C1 (en) Method and apparatus for ultrasonic imaging of objects in high-temperature liquid media
Claes et al. Quantification of frequency-dependent absorption phenomena
Yoshida et al. Underwater sound visualization and temperature measurement using high-speed interferometer
Sun et al. Rapid ultrasonic array assessment framework method for evaluating ultrasonic array transducer performance
CN112881297B (en) Speckle interference detection system and method based on photoacoustic cross coupling technology
RU2353925C1 (en) Device for contactless high-precision measurement of object physical and technical parameters
Archer et al. Longitudinal motion of focused shear wave beams in soft elastic media
Chen et al. Quantitative reconstruction of ultrasound fields in optically transparent isotropic solids
Sapozhnikov et al. Finding the dispersion relations for Lamb-type waves in a concave piezoelectric plate by optical visualization of the ultrasound field radiated into a fluid
CN112505152A (en) Frequency dispersion bending wave detection imaging method for crack defects on thin plate
Humphrey Optical studies of acoustic fields
Harland et al. Visualising scattering underwater acoustic fields using laser Doppler vibrometry
JPWO2020141479A5 (en)
RU2650348C1 (en) Device for ultrasonic imaging of objects in liquid media (embodiments)
Clement et al. Forward projection of transient signals obtained from a fiber-optic pressure sensor
Oswin et al. Electronic speckle pattern interferometric measurement of flextensional transducer vibration patterns: in air and water

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210221