RU2725107C1 - Method of ultrasonic examination of solid materials and device for its implementation - Google Patents

Method of ultrasonic examination of solid materials and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2725107C1
RU2725107C1 RU2019144973A RU2019144973A RU2725107C1 RU 2725107 C1 RU2725107 C1 RU 2725107C1 RU 2019144973 A RU2019144973 A RU 2019144973A RU 2019144973 A RU2019144973 A RU 2019144973A RU 2725107 C1 RU2725107 C1 RU 2725107C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
acoustic
optical
signal
acoustic signal
under study
Prior art date
Application number
RU2019144973A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Алексеевич Карабутов
Елена Борисовна Черепецкая
Василий Павлович Зарубин
Антон Сергеевич Бычков
Иван Александрович Шибаев
Павел Николаевич Иванов
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС"
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 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС"
Priority to RU2019144973A priority Critical patent/RU2725107C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2725107C1 publication Critical patent/RU2725107C1/en
Priority to PCT/RU2020/050296 priority patent/WO2021137733A1/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
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/24—Probes
    • G01N29/2418—Probes using optoacoustic interaction with the material, e.g. laser radiation, photoacoustics
    • 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
    • G01N29/04—Analysing solids
    • 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
    • G01N29/4409—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by comparison
    • G01N29/4418—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by comparison with a model, e.g. best-fit, regression analysis
    • 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
    • G01N29/46—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by spectral analysis, e.g. Fourier analysis or wavelet analysis
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/023—Solids
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/024—Mixtures
    • G01N2291/02466—Biological material, e.g. blood
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028—Material parameters
    • G01N2291/0289—Internal structure, e.g. defects, grain size, texture
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/10—Number of transducers
    • G01N2291/106—Number of transducers one or more transducer arrays

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

FIELD: defectoscopy.SUBSTANCE: use of non-destructive testing of solid materials. Essence of the invention lies in the fact that, in order to implement the disclosed method and device, the optical-acoustic transducer and the piezoelectric element array are given a toroidal shape, which is focused so that its center of curvature, determined by the curvature radii and angular apertures in planes XY, coincides with the origin used when positioning the analyzed object, wherein the analyzed object is placed in an immersion medium and arranged such that the emitted acoustic signal is focused not on its surface but at a certain depth inside it. This part of wave field is working area of acoustic signal analysis, and its dimensions are determined by distance between two focuses of Gaussian beams corresponding to waves in planes XY.EFFECT: high accuracy of a visualization system operating in real time, as well as providing the possibility of creating a device which enables to study various objects of an arbitrary shape, including biological objects, based on the use of the disclosed method.5 cl, 5 dwg

Description

Предлагаемая группа изобретений относится к неразрушающим методам исследования твердых материалов и может быть использовано для контроля свойств, внутренних структур и возможных дефектов твердых материалов, в том числе биологических объектов.The proposed group of inventions relates to non-destructive methods for the study of solid materials and can be used to control the properties, internal structures and possible defects of solid materials, including biological objects.

Ультразвуковой контроль, представляющий с метод обнаружения неоднородностей объекта путем направления высокочастотного звукового пучка на исследуемый объект и приема отраженных от него и его внутренних неоднородностей волн позволяет визуализировать внутреннее строение исследуемого объекта. Данный метод позволяет обнаружить как поверхностные, так и внутренние дефекты в металлах, пластиках, композитных материалах или в биологических объектах которые слишком малы, чтобы их можно было обнаружить другими способами.Ultrasonic control, which is a method for detecting inhomogeneities of an object by directing a high-frequency sound beam to an object under study and receiving reflected waves from it and its internal inhomogeneities, allows you to visualize the internal structure of the object under study. This method allows you to detect both surface and internal defects in metals, plastics, composite materials or in biological objects that are too small to be detected by other methods.

Для твердых неоднородных материалов наиболее предпочтительным является использование мощных ультразвуковых импульсов, генерируемых с помощью лазерного излучения в контакте с исследуемым объектом. Основными преимуществами контактного лазерного ультразвука перед другими методами генерации состоит в том, что звуковой сигнал является коротким, широкополосным и апериодическим, не имеющим боковых лепестков. Это обеспечивает высокое продольное разрешение, высокую чувствительность измерений. В случае, когда генерация и прием лазерного ультразвука разделены, нет проблемы возникновения "мертвой зоны", характерной для ультразвука, генерируемого и регистрируемого пьезоэлектрическими преобразователями. (Гусев В.Э., Карабутов А.А. Лазерная оптоакустика. - М: Наука, 1991. - С. 304. - ISBN 5-02-14172-0.) Однако для биологических объектов контактный метод передачи ультразвуковых импульсов нежелателен.For solid heterogeneous materials, it is most preferable to use powerful ultrasonic pulses generated by laser radiation in contact with the object under study. The main advantages of contact laser ultrasound over other generation methods is that the audio signal is short, broadband and aperiodic, without side lobes. This provides high longitudinal resolution, high sensitivity measurements. In the case where the generation and reception of laser ultrasound are separated, there is no problem of the appearance of a "dead zone" characteristic of the ultrasound generated and recorded by piezoelectric transducers. (Gusev V.E., Karabutov A.A. Laser optoacoustics. - M: Nauka, 1991. - P. 304. - ISBN 5-02-14172-0.) However, for biological objects, the contact method of transmitting ultrasonic pulses is undesirable.

В случае исследования объектов, имеющих сложную неоднородную структуру, предпочтительнее использовать мощные ультразвуковые импульсы, генерируемые с помощью лазерного излучения и взаимно-корреляционное сравнение отраженного сигнала, с сигналом сравнения используя быстрое преобразование Фурье. Это позволяет получать двумерную картину внутреннего строения исследуемого объекта и при наличии предварительной тарировки получить картину, отображающую внутреннюю структуру исследуемого объекта, например, мягких биологических тканей, с высокой разрешающей способностью.In the case of studies of objects having a complex heterogeneous structure, it is preferable to use powerful ultrasonic pulses generated by laser radiation and cross-correlation comparison of the reflected signal with the comparison signal using the fast Fourier transform. This allows you to get a two-dimensional picture of the internal structure of the studied object and, in the presence of preliminary calibration, to obtain a picture showing the internal structure of the studied object, for example, soft biological tissues, with high resolution.

Примером подобного технического решения может служить Ультразвуковой томограф (Патент РФ 2526424, опубликовано: 20.08.2014 г., Бюл. №23), в котором рабочая поверхность плоских электроакустических преобразователей расположена в касательной плоскости к окружности, внутри которой находится томографируемый орган, и ортогонально плоскости этой окружности. Недостатком данного технического решения является то, что плоские электроакустические преобразователи не позволяют получить мощные ультразвуковые импульсы и сфокусировать их на заданной точке исследуемого объекта.An example of such a technical solution is an Ultrasound tomograph (RF Patent 2526424, published: 08/20/2014, Bull. No. 23), in which the working surface of flat electro-acoustic transducers is located in a tangent plane to the circle inside which the tomograph is located, and orthogonal to the plane this circle. The disadvantage of this technical solution is that flat electro-acoustic transducers do not allow to obtain powerful ultrasonic pulses and focus them on a given point of the studied object.

Известна так же Система для количественной томографии, (WO 2019195614 (А1) - 2019-10-10) содержащая лазер, выполненный с возможностью испускать мгновенные импульсы, волоконно-оптический пучок, одну ультразвуковую матрицу ультразвуковых преобразователей, сконфигурированную для передачи ультразвуковых импульсов в область ткани и для обнаружения ультразвуковых сигналов, отраженных или передаваемых через область ткани, в которой оптоакустическая матрица ультразвуковых преобразователей сверх широких размеров и ультразвуковая матрица ультразвуковых преобразователей объединены в одну матрицу дугообразной формы.A system for quantitative tomography is also known (WO 2019195614 (A1) - 2019-10-10) comprising a laser configured to emit instantaneous pulses, a fiber optic beam, one ultrasonic transducer array configured to transmit ultrasonic pulses to a tissue region and for detecting ultrasonic signals reflected or transmitted through a tissue region in which the ultrasonic transducer matrix of ultra-wide dimensions and the ultrasonic transducer matrix are combined into one arc-shaped matrix.

Данная система позволяют получить мощные ультразвуковые импульсы, но не дает возможность сфокусировать их на заданной точке исследуемого объекта, так как ширина излучателя определяет ширину исследуемой области (А. Ораевский, А. Карабутов, Предельная чувствительность оптико-акустического детектирования с временным разрешением, Учеб-SPIE, 3916 (2000) 228-239.https://doi.org/10.1117/12.386326.). Недостатком данного технического решения является то, что предлагаемая конструкция матрицы снижает точность получаемого изображения.This system allows one to obtain powerful ultrasonic pulses, but it does not make it possible to focus them on a given point of the object under study, since the emitter width determines the width of the region under study (A. Oraevsky, A. Karabutov, Ultimate Sensitivity of Optical-Acoustic Detection with Time Resolution, Textbook-SPIE , 3916 (2000) 228-239.https: //doi.org/10.1117/12.386326.). The disadvantage of this technical solution is that the proposed design of the matrix reduces the accuracy of the resulting image.

Известен «Лазерный компонент, лазерно-генерирующий аппарат и оптическая когерентная томография» (CN 107661088 (A) приоритет от 06.02.2018.), при котором оптико-акустический импульс от излучателя/приемника передается на зеркало отражатель и концентрируется в одной точке. Этот способ позволяет получить мощные ультразвуковые импульсы и легко регулировать их параметры в зависимости от объекта исследования. Недостатком данного технического решения является то, что устройство для его осуществления фокусирует их на заданной точке исследуемого объекта в виде полосы, что не дает достаточной точности, а наличие в его составе дополнительного элемента в виде зеркала снижает эффективность сигнала и требует увеличения мощности излучателя.The well-known “Laser component, laser-generating apparatus and optical coherence tomography” (CN 107661088 (A) priority of 02/06/2018.), In which the optical-acoustic pulse from the emitter / receiver is transmitted to the mirror reflector and concentrated at one point. This method allows to obtain powerful ultrasonic pulses and to easily adjust their parameters depending on the object of study. The disadvantage of this technical solution is that the device for its implementation focuses them on a given point of the studied object in the form of a strip, which does not provide sufficient accuracy, and the presence of an additional element in the form of a mirror in it reduces the signal efficiency and requires an increase in the emitter power.

В качестве прототипа авторами рассматривается "Способ относительного возбуждения для системы ультразвуковой томографии" (CN 109655525 (А) приоритет от 19.04.2019.), включающий множество последовательно возбуждаемых пьезоэлектрических ультразвуковых датчиков равномерно распределенных по боковой стенке металлической трубы по окружности, одни из которых являются излучателями, а другие приемниками, причем их число не менее 16, при этом объект исследования помещается в центр данной трубы, которая в свою очередь заполнена иммерсионной жидкостью. Данный способ за счет большого количества излучателей и приемников позволяет сфокусировать оптико-акустический импульс в одной точке и получить отраженную волну с минимумом искажений.As a prototype, the authors consider the "Method of relative excitation for an ultrasound tomography system" (CN 109655525 (A) priority of 04/19/2019.), Which includes many sequentially excited piezoelectric ultrasonic sensors uniformly distributed around the side wall of a metal pipe around a circle, some of which are emitters and other receivers, and their number is not less than 16, while the object of study is placed in the center of the pipe, which in turn is filled with immersion liquid. This method due to the large number of emitters and receivers allows you to focus the optical-acoustic pulse at one point and get the reflected wave with a minimum of distortion.

Недостатком вышеуказанного технического решения является то, что точность исследования образцов зависит от линейных размеров излучателей, а так же то, что фокусировка согласно данному методу происходит строго в центре используемого для осуществления метода устройства, то перемещения объекта исследования и его позиционирование затруднительны, а при исследовании объектов значительного размера особенно. Кроме того затруднен так же контроль операций, проводимых на биологических объектах, например, визуализация иглы для акупунктуры, вводимой в ткань на заданную глубину. Данное техническое решение рассматривается авторами в качестве прототипа.The disadvantage of the above technical solution is that the accuracy of the study of the samples depends on the linear dimensions of the emitters, as well as the fact that focusing according to this method occurs strictly in the center of the device used to implement the method, then moving the object of research and its positioning is difficult, and when examining objects significant size especially. In addition, it is also difficult to control operations performed on biological objects, for example, visualization of an acupuncture needle inserted into the tissue to a predetermined depth. This technical solution is considered by the authors as a prototype.

Технический результат предлагаемого изобретения состоит в повышение точности системы визуализации работающей в режиме реального времени, а также, в создании устройства, позволяющего на основе использования предлагаемого способа исследовать различные объекты произвольной формы, включая биологические.The technical result of the invention consists in improving the accuracy of a real-time visualization system, as well as in creating a device that allows, using the proposed method, to explore various objects of arbitrary shape, including biological ones.

Технический результат достигается за счет того, что генерируют оптический импульс импульсно-периодическим лазером, передают его через оптическую систему и далее преобразуют его в акустический сигнал с помощью распределенного оптико-акустического преобразователя криволинейной формы, излучают этот сигнал в исследуемый объект, который помещен в иммерсионную среду и принимают отраженный акустический сигнал решеткой пьезоэлементов, усиливают принятый сигнал, преобразовывают его из аналоговой в цифровую форму, и осуществляют построение модели внутренней структуры исследуемого объекта, при этом излучаемый в исследуемый объект акустический сигнал фокусируется не на его поверхности, а на некоторой глубине внутри него, определяемой расстоянием между двумя фокусами Гаусовых пучков соответствующих волнам в плоскостях XY, которые характеризуют положение распределенного оптико-акустического преобразователя криволинейной формы и решетки пьезоэлементов, и которое в свою очередь является рабочей зоной анализа отраженного от внутренней структуры исследуемого объекта акустического сигнала, так же перемещение исследуемого объекта или оптико-акустического преобразователя криволинейной формы, и их позиционирование производят дискретно после завершения цикла излучения акустического сигнала - прием отраженного акустического сигнала, с таким расчетом, чтобы рабочая зона акустического сигнала всегда оставалась внутри исследуемого объекта, причем для построения 2D модели отдельного слоя исследуемого объекта используется алгоритм обратных проекций и алгоритм учета преломления акустического сигнала на его поверхности.The technical result is achieved due to the fact that the optical pulse is generated by a repetitively pulsed laser, transmitted through the optical system, and then converted into an acoustic signal using a distributed optical-acoustic transducer of curvilinear shape, emit this signal into the object under study, which is placed in an immersion medium and receive the reflected acoustic signal by a piezoelectric array, amplify the received signal, convert it from analog to digital, and build a model of the internal structure of the studied object, while the acoustic signal emitted into the studied object is focused not on its surface, but at a certain depth inside it, determined by the distance between the two focuses of the Gaussian beams corresponding to the waves in the XY planes, which characterize the position of the distributed optical-acoustic transducer of curvilinear shape and the array of piezoelectric elements, and which in turn is the working area analysis of the acoustic signal reflected from the internal structure of the object under study, moving the object under investigation or a curvilinear optical-acoustic transducer, and positioning them discretely after the completion of the acoustic signal emission cycle — receiving the reflected acoustic signal, so that the working area of the acoustic signal is always remained inside the investigated object, and to build a 2D model of a separate layer of the studied object, the back projection algorithm and the algorithm for taking into account the refraction of the acoustic signal on its surface are used.

Технический результат так же достигается за счет того, что синхронизация между лазерными импульсами и тактовым генератором, управляющим работой аналого-цифрового преобразователя реализована путем сдвига сигнала по времени с помощью фазовой Фурье-фильтрации.The technical result is also achieved due to the fact that the synchronization between the laser pulses and the clock that controls the operation of the analog-to-digital Converter is implemented by shifting the signal in time using phase Fourier filtering.

Технический результат достигается за счет того, что глубина фокусировки акустического сигнала определяется размерами исследуемого объекта, а минимальная толщина слоя сканирования составляет 100 мкм.The technical result is achieved due to the fact that the focusing depth of the acoustic signal is determined by the size of the investigated object, and the minimum thickness of the scanning layer is 100 microns.

Для осуществления заявляемого в предлагаемом способе технического результата предлагается устройство. Для его достижения устройство содержащее импульсно-модулированный лазер, оптическую систему, распределенный оптико-акустический преобразователь, решетку пьезоэлементов, образующую с оптико-акустическим преобразователем единый блок криволинейной формы, помещенный в емкость с иммерсионной жидкостью, а так же многоканальный усилитель с многоканальным аналого-цифровым преобразователем, компьютер и соединяющие их элементы, оптико-акустическому преобразователю и решетке пьезоэлементов, образующим вместе единый блок, придают тороидальную форму с апертурой в диапазоне от 90 до 180 градусов и количество приемных элементов которого равно или больше количества излучающих элементов и при этом кратным восьми, а так же за счет того, что положение оптико-акустического преобразователя и решетки пьезоэлементов совпадают в системе координат характеризующих их форму и размеры.To implement the claimed in the proposed method technical result, a device is proposed. To achieve this, a device containing a pulsed-modulated laser, an optical system, a distributed optical-acoustic transducer, a piezoelectric array, forming a single curved-shaped unit with an optical-acoustic transducer placed in a container with immersion liquid, as well as a multi-channel amplifier with multi-channel analog-to-digital the transducer, the computer and the elements connecting them, the optical-acoustic transducer and the piezoelectric array, forming together a single unit, give a toroidal shape with an aperture in the range from 90 to 180 degrees and the number of receiving elements which is equal to or greater than the number of radiating elements and at the same time a multiple of eight, and also due to the fact that the position of the optical-acoustic transducer and the lattice of piezoelectric elements coincide in the coordinate system characterizing their shape and size.

Кроме того технический результат устройства достигается за счет того, что единый блок криволинейной формы состоит из чередующихся полос излучателей и приемников параллельных друг другу и не соприкасающихся между собой, которые в свою очередь зафиксированы расположенной на жестком массивном основании в выемке тороидальной формы повторяющей характеристики заданные для оптико-акустического преобразователя и решетки пьезоэлементов, при этом все полосы излучатели и все полосы приемники соединены между собой соответствующими шинами, которые в свою очередь связаны с многоканальным усилителем и далее с многоканальным аналого-цифровым преобразователем, при этом размеры основы единого блока и радиусы его кривизны определяются, исходя из размеров исследуемых объектов.In addition, the technical result of the device is achieved due to the fact that a single block of a curvilinear shape consists of alternating bands of emitters and receivers parallel to each other and not in contact, which in turn are fixed located on a rigid massive base in a recess of a toroidal shape that repeats the characteristics specified for optically - an acoustic transducer and a piezoelectric array, while all emitter bands and all receiver bands are interconnected by corresponding buses, which in turn are connected to a multichannel amplifier and then to a multichannel analog-to-digital converter, while the dimensions of the base of a single unit and the radii of its curvature are determined based on the size of the studied objects.

Предлагаемые способ и устройство поясняются чертежами, где на Фиг. 1 представлена схема достижения заявляемого технического результата в общем виде, на Фиг. 2 представлена схема образования акустических волн, на Фиг. 3 представлен условный разрез исследуемого объекта и единого блока, на Фиг. 4 показан оптико-акустический преобразователь и решетка пьезоэлементов (единый блок) в развернутом виде, на фиг.5 показаны графики отображающие экспериментальные характеристики области чувствительности и пространственного разрешения предлагаемого устройства.The proposed method and device are illustrated by drawings, where in FIG. 1 presents a diagram of the achievement of the claimed technical result in general form; FIG. 2 is a diagram of the formation of acoustic waves; FIG. 3 shows a conditional section of the object under investigation and a single unit; FIG. 4 shows an optical-acoustic transducer and a piezoelectric array (single unit) in expanded form, Fig. 5 shows graphs showing the experimental characteristics of the sensitivity region and spatial resolution of the proposed device.

Схема достижения заявляемого технического результата в общем виде показана на фиг. 1. Для этого согласно предлагаемому способу генерируют оптический импульс импульсно-модулированным лазером 1, который передают через оптическую систему 2, преобразуют его в акустический сигнал с помощью фотоакустического преобразователя 3 в виде решетки из пьезоэлементов и принимают отраженное рассеянное акустическое поле широкополосными пьезоэлектрическими преобразователями 4, так же выполненными в виде решетки. При этом оба преобразователя образуют единый блок, рабочая поверхность которого обращенная к исследуемому объекту 5 имеет тороидальную форму. Траектория распространения акустических сигналов 6 обозначена на схеме условно. Принятый широкополосными пьезоэлектрическими преобразователями 4 отраженный акустический сигнал 6 передается на аналоговый многополосный усилитель-преобразователь 8, где происходит его усиление и который передается далее в систему сбора и обработки данных 9. Оцифрованная информация преобразуется компьютером 10 при помощи алгоритма обратных проекций и алгоритма учета преломления акустического сигнала на поверхности исследуемого объекта 5 и выводится в наглядной форме при помощи графического процессора 11. Кроме того компьютер 10 управляет работой аналого-цифрового усилителя-преобразователя 8, путем сдвига принимаемого сигнала по времени с помощью фазовой Фурье-фильтрации.The scheme for achieving the claimed technical result in general is shown in FIG. 1. For this, according to the proposed method, an optical pulse is generated by a pulse-modulated laser 1, which is transmitted through the optical system 2, converted into an acoustic signal using a photoacoustic transducer 3 in the form of a piezoelectric array, and a reflected scattered acoustic field is received by wideband piezoelectric transducers 4, so made in the form of a lattice. In this case, both transducers form a single unit, the working surface of which is facing the test object 5 has a toroidal shape. The propagation path of the acoustic signals 6 is indicated in the diagram conventionally. Accepted by broadband piezoelectric transducers 4, the reflected acoustic signal 6 is transmitted to an analog multi-band amplifier-converter 8, where it is amplified and transmitted further to the data acquisition and processing system 9. The digitized information is converted by computer 10 using the back projection algorithm and the acoustic signal refraction accounting algorithm on the surface of the test object 5 and is displayed in a visual form using the graphic processor 11. In addition, the computer 10 controls the operation of the analog-to-digital amplifier-converter 8 by shifting the received signal in time using phase Fourier filtering.

Согласно предлагаемому способу все перемещения объекта 5 фиксируются в определяемых заранее относительно единого блока 12 координатах и происходят только дискретно после завершения цикла излучение акустического сигнала - прием отраженного акустического сигнала. При этом сначала полностью исследуется один слой заданной области изучаемого объекта 5, а после завершения построения его 2D модели осуществляют переход к следующему слою, минимальная толщина которого составляет 100 мкм.According to the proposed method, all movements of object 5 are fixed in coordinates determined in advance with respect to a single block 12 and occur only discretely after completion of the cycle, the emission of an acoustic signal — reception of a reflected acoustic signal. In this case, at first one layer of a given region of the studied object 5 is completely investigated, and after the completion of the construction of its 2D model, the transition to the next layer is carried out, the minimum thickness of which is 100 μm.

Схема образования акустических волн для достижения заявляемого технического результата показана на фиг. 2. Для этого, согласно предлагаемому способу, форма фотоакустического преобразователя 3 и широкополосного пьезоэлектрического преобразователя 4 полностью совпадают между собой и представляют часть тороида характеризуемую радиусами кривизны в горизонтальной плоскости R и вертикальной плоскости r, а так же их апертурами Ф и Θ. Элементы фотоакустического преобразователя 3 и широкополосного пьезоэлектрического преобразователя 4 имеют вид полос 13 и 14 и последовательно чередуются, количество элементов при этом всегда кратно восьми. Возбуждение акустического сигнала происходит единовременно во всех элементах фотоакустического преобразователя 3. Образуемая при этом акустическая волна 6 имеет форму характеризуемую наличием двух узлов Гаусовых пучков 15 и 16, расстояние между которыми определяется разницей между величинами R и r. Центр пучка 15 принимается за начало системы координат 17 в которой происходит позиционирование объекта исследования 5 так, как положение данной точки относительно единого блока фотоакустического преобразователя 3 и широкополосного пьезоэлектрического преобразователя 4 точно известно. При этом согласно предлагаемому способу возможно перемещение как объекта исследования 5, так и единого блока 12. В этом случае система координат единого блока 12 привязывается к дополнительной системе координат, например, связанной с емкостью, заполняемой иммерсионной жидкостью 7, в которую помещают объект 5.The scheme of formation of acoustic waves to achieve the claimed technical result is shown in FIG. 2. For this, according to the proposed method, the shape of the photoacoustic transducer 3 and the broadband piezoelectric transducer 4 completely coincide with each other and represent a part of the toroid characterized by the radii of curvature in the horizontal plane R and the vertical plane r, as well as their apertures Ф and Θ. The elements of the photoacoustic transducer 3 and the broadband piezoelectric transducer 4 are in the form of strips 13 and 14 and are sequentially alternated, the number of elements being always a multiple of eight. The acoustic signal is excited simultaneously in all elements of the photoacoustic transducer 3. The acoustic wave 6 formed in this case has a shape characterized by the presence of two nodes of Gaussian beams 15 and 16, the distance between which is determined by the difference between the values of R and r. The center of the beam 15 is taken as the origin of the coordinate system 17 in which the positioning of the object of study 5 takes place, since the position of this point relative to a single unit of the photoacoustic transducer 3 and the broadband piezoelectric transducer 4 is precisely known. Moreover, according to the proposed method, it is possible to move both the object of study 5 and the single block 12. In this case, the coordinate system of the single block 12 is attached to an additional coordinate system, for example, associated with a container filled with immersion liquid 7 into which the object 5 is placed.

Расстояние между единым блоком 12 и объектом исследования 5 задают так, что бы область 18 волны 6 между двух фокусов Гаусовых пучков 15 и 16 полностью находилась внутри него. На Фиг. 3, где показан условный разрез исследуемого объекта 5 и единого блока 12 состоящего из фотоакустического преобразователя 3 и широкополосного пьезоэлектрического преобразователя 4, данное расстояние показано как хn. Область 18, согласно предлагаемому способу, является рабочей зоной анализа акустического сигнала, которая характеризуется максимальным разрешением и минимальными искажениями при построении картины внутренней структуры объекта исследования. Кроме того перемещения объекта исследования 5, осуществляют с таким расчетом, что бы рабочая область 18 не выходила за границы исследуемого в данный момент слоя объекта исследования 5 обращенного к устройству, граница которого обозначена на Фиг. 2 как 19. Перемещения объекта исследования 5 вдоль оси Y, так же осуществляют, так что бы рабочая область 18 не выходила за границы исследуемого в данный момент слоя объекта исследования 5 и была перпендикулярна данной оси. Данные границы обозначены на Фиг. 3 как 20.The distance between the single block 12 and the object of study 5 is set so that the region 18 of wave 6 between the two foci of the Gaussian beams 15 and 16 is completely inside it. In FIG. 3, which shows a conditional section of the test object 5 and a single unit 12 consisting of a photoacoustic transducer 3 and a broadband piezoelectric transducer 4, this distance is shown as x n . Region 18, according to the proposed method, is the working area of the analysis of the acoustic signal, which is characterized by maximum resolution and minimal distortion when constructing a picture of the internal structure of the object of study. In addition, the movement of the object of study 5 is carried out in such a way that the work area 18 does not go beyond the boundaries of the currently studied layer of the object of study 5 facing the device, the boundary of which is indicated in FIG. 2 as 19. The movement of the object of study 5 along the Y axis is also carried out so that the work area 18 does not go beyond the boundaries of the layer of the object of study 5 being studied at the moment and is perpendicular to this axis. These boundaries are indicated in FIG. 3 as 20.

Акустические волны, отраженные от имеющихся внутри объекта исследования 5 дефектов, фиксируются широкополосным пьезоэлектрическим преобразователем 4, а так как форма приемника и излучателя, а так же расстояние от них до исследуемого объекта 5 полностью совпадают, то искажения принятых волн будут минимальны. Применяя подходящие к волнам данного типа алгоритмы, например алгоритм LU FBP, то зная расстояния до объекта и количество излучателей, можно точно определить силу рассеивания и коэффициент отражения границы на границе раздела сред и получить максимально достоверную картину его внутренней структуры с заданной степенью разрешения.Acoustic waves reflected from the defects present inside the object of study 5 are fixed by a broadband piezoelectric transducer 4, and since the shape of the receiver and emitter, as well as the distance from them to the studied object 5 are completely identical, the distortion of the received waves will be minimal. Using algorithms suitable for the waves of this type, for example, the LU FBP algorithm, knowing the distance to the object and the number of emitters, it is possible to accurately determine the scattering strength and reflection coefficient of the interface at the interface and obtain the most reliable picture of its internal structure with a given degree of resolution.

Время цикла перемещения объекта 5 во время исследования также легко определяется, так как синхронизация между лазерными импульсами, вырабатываемыми импульсно-модулированным лазером 1 и тактовым генератором, управляющим работой аналого-цифрового преобразователя 8, реализована путем сдвига сигнала по времени с помощью фазовой Фурье-фильтрации и легко достижима в предлагаемом способе, так как уже упоминалось выше параметры излучаемой и принимаемой акустической волны совпадают по форме. Кроме того расстояния перемещения объекта за один цикл без потери точности могут быть увеличены по причине наличия рабочей зоны, а не одной точки с оптимальными параметрами разрешения и минимумом искажений.The cycle time of the movement of the object 5 during the study is also easily determined, since the synchronization between the laser pulses generated by the pulse-modulated laser 1 and the clock that controls the operation of the analog-to-digital converter 8 is realized by shifting the signal in time using phase Fourier filtering and easily achievable in the proposed method, as already mentioned above, the parameters of the emitted and received acoustic waves coincide in shape. In addition, the distance of movement of the object in one cycle without loss of accuracy can be increased due to the presence of the working area, and not one point with optimal resolution parameters and a minimum of distortion.

Для осуществления вышеуказанного способа предлагается устройство, которое включает включающее импульсно-модулированный лазер 1, оптическую систему 2, распределенный оптико-акустический преобразователь 3 криволинейной формы, решетку пьезоэлементов 4 криволинейной формы образующую с оптико-акустическим преобразователем единый блок 12, помещенный в емкость с иммерсионной жидкостью 7, а так же многоканальный усилитель 8 с многоканальным аналого-цифровым преобразователем 9, компьютер 10 и графического процессора 11.To implement the above method, a device is proposed that includes a pulse-modulated laser 1, an optical system 2, a distributed curvilinear optical-acoustic transducer 3, a curvilinear piezoelectric array 4 forming a single block 12 with an optical-acoustic transducer, placed in a container with immersion liquid 7, as well as a multi-channel amplifier 8 with a multi-channel analog-to-digital converter 9, a computer 10 and a graphics processor 11.

Оптико-акустический преобразователь 3 и решетка пьезоэлементов 4,образующие вместе единый блок 12, показаны в развернутом виде на фиг. 4. Единый блок 12 имеет тороидальную форму с апертурой приемной антенны в диапазоне от 90 до 180 градусов и количеством приемных элементов равным или большим количеству излучающих элементов и при этом кратным 8.The optical-acoustic transducer 3 and the array of piezoelectric elements 4, forming together a single unit 12, are shown in expanded form in FIG. 4. A single unit 12 has a toroidal shape with an aperture of the receiving antenna in the range from 90 to 180 degrees and the number of receiving elements equal to or a large number of radiating elements and at the same time a multiple of 8.

Единый блок 12, входящий в состав устройства, состоит из чередующихся полос излучателей 3 и приемников 4, не соприкасающиеся между собой и приклеенных на жесткую массивную основу, имеющую выемку тороидальной формы. Единый блок 12 помещен в емкость с иммерсионной жидкостью 7. Перемещение единого блока 12 осуществляется только вместе с основанием (на фиг. 4. не показано).A single unit 12, which is part of the device, consists of alternating bands of emitters 3 and receivers 4, not in contact with each other and glued to a rigid massive base with a toroidal notch. A single block 12 is placed in a container with immersion liquid 7. The movement of a single block 12 is carried out only together with the base (not shown in Fig. 4.).

Форма выемки в основании соответствует расчетной форме единого блока 12 и обеспечивает фиксацию распределенного оптико-акустического преобразователя 3 и решетки пьезоэлементов 4 в заданном положении. Расстояния между элементами оптико-акустического преобразователя 3 и решетки пьезоэлементов 4 выбираются минимально исключающими электрический контакт между ними и одинаковы для всех элементов единого блока 12. При этом излучающие элементы оптико-акустического преобразователя 3 служат дополнительными изоляторами пот отношению к элементам решетки пьезоэлементов 4.The shape of the recess in the base corresponds to the design form of a single unit 12 and ensures the fixation of the distributed optical-acoustic transducer 3 and the array of piezoelectric elements 4 in a predetermined position. The distances between the elements of the opto-acoustic transducer 3 and the lattice of the piezoelectric elements 4 are selected to minimize the electrical contact between them and are the same for all elements of a single unit 12. In this case, the radiating elements of the opto-acoustic transducer 3 serve as additional insulators to the elements of the lattice of the piezoelectric elements 4.

Все элементы оптико-акустический преобразователя 3 и все элементы решетки пьезоэлементов 4 соединены между собой соответствующими шинами 22 и 23, которые в свою очередь связаны с многоканальным аналого-цифровым преобразователем 9 при помощи электрических проводов 24.All the elements of the opto-acoustic transducer 3 and all the elements of the array of the piezoelectric elements 4 are interconnected by respective buses 22 and 23, which, in turn, are connected to the multi-channel analog-to-digital transducer 9 by means of electric wires 24.

Элементы распределенного оптико-акустический преобразователя 3 и решетки пьезоэлементов 4 представляют собой вытянутые полоски, ширина которых существенно меньше их длины, отличаясь не менее чем на порядок. Соотношение длинны и ширины элементов единого блока 12 определяется исходя из величин R и r и размеров его основания (на фиг. 4. не показано). Так ширина элементов единого блока 12 рассчитывается как минимально необходимая для соответствия требуемой мощности излучения, а максимальная длина определяется величиной r данного единого блока 12.The elements of the distributed optical-acoustic transducer 3 and the array of piezoelectric elements 4 are elongated strips, the width of which is significantly less than their length, differing by no less than an order of magnitude. The ratio of the length and width of the elements of a single block 12 is determined based on the values of R and r and the dimensions of its base (not shown in Fig. 4.). So the width of the elements of a single block 12 is calculated as the minimum necessary to match the required radiation power, and the maximum length is determined by the value r of this single block 12.

Размеры единого блока 12, радиусы его кривизны R и r, а так же апертуры Ф и Θ определяются исходя из размеров исследуемого объекта 5. Поэтому в составе предлагаемого для осуществления способа устройства допускается использование нескольких единых блоков.The dimensions of a single block 12, the radii of its curvature R and r, as well as the aperture Ф and Θ are determined on the basis of the dimensions of the studied object 5. Therefore, it is allowed to use several single blocks as part of the device proposed for implementing the method.

Пример осуществления способа.An example implementation of the method.

В экспериментальном устройстве решетка имела следующие параметры r_f=40 мм, R=4 мм, Ф=20°, Θ=15°. В качестве модели точечного акустического рассеивателя была использована игла диаметром 0,2 мм и зафиксирована в дюралюминиевом держателе. Игла перемещалась вдоль оси X единого блока 12 внутри емкости заполненной водой. Полученные при этом отраженные сигналы обработаны с использованием алгоритма FBP. Полученное при этом изображение лазерно-ультразвукового поля, было восстановлено в режиме реального времени с частотой кадров до 30 Гц в плоскости XZ, перпендикулярной игле. Параметры изображения составили 1 мм × 1 мм и 400 × 400 пикселей. Полученные в результате экспериментальные характеристики области чувствительности и пространственного разрешения представлены на Фиг. 5, где цифрой 24 обозначена около нулевая область на оси X, цифрой 25 ширина области чувствительности в мм, цифрой 26 нормализованная чувствительность единицы измерения, цифрой 27 осевое разрешение в мм и цифрой 28 боковое разрешение.In the experimental device, the lattice had the following parameters r_f = 40 mm, R = 4 mm, Ф = 20 °, Θ = 15 °. A needle with a diameter of 0.2 mm was used as a model of a point acoustic diffuser and was fixed in a duralumin holder. The needle moved along the X axis of a single block 12 inside a container filled with water. The resulting reflected signals are processed using the FBP algorithm. The resulting image of the laser-ultrasonic field was reconstructed in real time with a frame frequency of up to 30 Hz in the XZ plane perpendicular to the needle. Image parameters were 1 mm × 1 mm and 400 × 400 pixels. The resulting experimental characteristics of the sensitivity region and spatial resolution are shown in FIG. 5, where the number 24 denotes about the zero area on the X axis, the number 25 is the width of the sensitivity area in mm, the number 26 is the normalized sensitivity of the unit, the number 27 is the axial resolution in mm, and the number 28 is the lateral resolution.

Из полученных графиков видно, что в около нулевой области 24 все показатели характеризующие положение иглы и ее размеры имели минимальное отклонение от ее истинного положения.From the graphs obtained, it can be seen that in the vicinity of the zero region 24, all indicators characterizing the position of the needle and its dimensions had a minimum deviation from its true position.

Таким образом, предлагаемый способ и устройство для его осуществления, позволяют достичь заявляемый технический результат. Все признаки, описывающие данную группу изобретений, необходимы и достаточны для ее осуществления и могут быть применены на практике.Thus, the proposed method and device for its implementation, can achieve the claimed technical result. All the features describing this group of inventions are necessary and sufficient for its implementation and can be applied in practice.

Claims (5)

1. Способ лазерной, оптико-акустической томографии, включающий генерацию оптического импульса импульсно-периодическим лазером, передачу его через оптическую систему и последующее преобразование его в акустический сигнал с помощью распределенного оптико-акустического преобразователя криволинейной формы, излучение этого сигнала в исследуемый объект, который помещен в иммерсионную среду и прием отраженного акустического сигнала решеткой пьезоэлементов, усиление сигнала, преобразование аналогового сигнала в цифровую форму, и построение модели внутренней структуры исследуемого объекта, отличающийся тем, что излучаемый в исследуемый объект акустический сигнал фокусируется не на поверхности исследуемого объекта, а внутри него на глубине, определяемой расстоянием между двумя фокусами Гаусовых пучков, соответствующих волнам в плоскостях XY, которые характеризуют положение распределенного оптико-акустического преобразователя криволинейной формы и решетки пьезоэлементов, и которое в свою очередь является рабочей зоной анализа отраженного от внутренней структуры исследуемого объекта акустического сигнала, перемещение исследуемого объекта или оптико-акустического преобразователя криволинейной формы, а также их позиционирование производят дискретно после завершения цикла излучения акустического сигнала - прием отраженного акустического сигнала, с таким расчетом, чтобы рабочая зона акустического сигнала всегда оставалась внутри исследуемого объекта, причем для построения 2D модели отдельного слоя исследуемого объекта используют алгоритм обратных проекций и алгоритм учета преломления акустического сигнала на его поверхности.1. The method of laser, optical-acoustic tomography, including the generation of an optical pulse by a repetitively pulsed laser, its transmission through the optical system and its subsequent conversion into an acoustic signal using a distributed curvilinear optical-acoustic transducer, the emission of this signal into the object under study, which is placed into an immersion medium and receiving the reflected acoustic signal by a piezoelectric array, amplifying the signal, converting the analog signal to digital form, and constructing a model of the internal structure of the object under study, characterized in that the acoustic signal emitted into the object under study focuses not on the surface of the object under study, but on it the depth determined by the distance between the two focuses of the Gaussian beams corresponding to the waves in the XY planes, which characterize the position of the distributed optical-acoustic transducer of curvilinear shape and the lattice of piezoelectric elements, and which in turn It is a working zone for analyzing an acoustic signal reflected from the internal structure of the object under study, moving the object under investigation or a curvilinear optical-acoustic transducer, as well as positioning them discretely after the completion of the acoustic signal emission cycle — receiving the reflected acoustic signal, so that the acoustic working zone the signal always remained inside the object under study, and for constructing a 2D model of a separate layer of the object under study, the back projection algorithm and the algorithm for taking into account the refraction of the acoustic signal on its surface are used. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что синхронизация между лазерными импульсами и тактовым генератором, управляющим работой аналого-цифрового преобразователя, реализована путем сдвига сигнала по времени с помощью фазовой Фурье-фильтрации.2. The method according to p. 1, characterized in that the synchronization between the laser pulses and the clock that controls the operation of the analog-to-digital Converter, implemented by shifting the signal in time using phase Fourier filtering. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что глубина фокусировки акустического сигнала определяется размерами исследуемого объекта, а минимальная толщина слоя сканирования составляет 100 мкм.3. The method according to p. 1, characterized in that the depth of focus of the acoustic signal is determined by the size of the investigated object, and the minimum thickness of the scanning layer is 100 microns. 4. Устройство для осуществления способа по п. 1, включающее импульсно-модулированный лазер, оптическую систему, распределенный оптико-акустический преобразователь, решетку пьезоэлементов, образующую с оптико-акустическим преобразователем единый блок криволинейной формы, помещенный в емкость с иммерсионной жидкостью, а также многоканальный усилитель с многоканальным аналого-цифровым преобразователем, систему сбора и обработки данных, графический процессор, компьютер и соединяющие их элементы, отличающееся тем, что оптико-акустический преобразователь и решетка пьезоэлементов, принимающая отраженный сигнал, образующие вместе единый блок, имеют тороидальную форму с апертурой в диапазоне от 90 до 180 градусов и количеством приемных элементов, равным или большим количеству излучающих элементов и при этом кратным восьми, при этом положение оптико-акустического преобразователя и решетки пьезоэлементов совпадают в системе координат характеризующих их форму и размеры.4. The device for implementing the method according to claim 1, comprising a pulse-modulated laser, an optical system, a distributed optical-acoustic transducer, a piezoelectric array, forming a single curvilinear block with an optical-acoustic transducer placed in a container with immersion liquid, as well as a multi-channel an amplifier with a multi-channel analog-to-digital converter, a data acquisition and processing system, a graphics processor, a computer and their connecting elements, characterized in that the optical-acoustic converter and a piezoelectric array taking the reflected signal, forming together a single unit, have a toroidal shape with an aperture in a range from 90 to 180 degrees and the number of receiving elements equal to or greater than the number of radiating elements and at the same time a multiple of eight, while the position of the optical-acoustic transducer and the array of piezoelectric elements coincide in the coordinate system characterizing their shape and size. 5. Устройство для осуществления способа по п. 4, отличающееся тем, что единый блок криволинейной формы состоит из чередующихся полос излучателей и приемников параллельных друг другу и не соприкасающихся между собой, которые в свою очередь зафиксированы расположенной на жестком массивном основании в выемке тороидальной формы повторяющей характеристики заданные для оптико-акустического преобразователя и решетки пьезоэлементов, при этом все полосы излучатели и все полосы приемники соединены между собой соответствующими шинами, которые в свою очередь связаны с многоканальным усилителем и далее с многоканальным аналого-цифровым преобразователем, при этом размеры основы единого блока и радиусы его кривизны определяются, исходя из размеров исследуемых объектов.5. A device for implementing the method according to claim 4, characterized in that the single curvilinear block consists of alternating strips of emitters and receivers parallel to each other and not in contact with each other, which in turn are fixed repeating located on a rigid massive base in a recess of a toroidal shape the characteristics specified for the optical-acoustic transducer and the piezoelectric array, while all emitter bands and all receiver bands are interconnected by corresponding buses, which in turn are connected to a multi-channel amplifier and then to a multi-channel analog-to-digital converter, while the dimensions of the base of a single unit and the radii of its curvature are determined based on the size of the objects under study.
RU2019144973A 2019-12-30 2019-12-30 Method of ultrasonic examination of solid materials and device for its implementation RU2725107C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019144973A RU2725107C1 (en) 2019-12-30 2019-12-30 Method of ultrasonic examination of solid materials and device for its implementation
PCT/RU2020/050296 WO2021137733A1 (en) 2019-12-30 2020-10-26 Method and device for ultrasonic study of solid materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019144973A RU2725107C1 (en) 2019-12-30 2019-12-30 Method of ultrasonic examination of solid materials and device for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2725107C1 true RU2725107C1 (en) 2020-06-29

Family

ID=71509865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019144973A RU2725107C1 (en) 2019-12-30 2019-12-30 Method of ultrasonic examination of solid materials and device for its implementation

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2725107C1 (en)
WO (1) WO2021137733A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU205036U1 (en) * 2020-12-03 2021-06-24 Общество с ограниченной ответственностью "Исследовательский Комплекс Центра Технологического Обеспечения" (ООО "ИК ЦТО") ROBOTIC ULTRASONIC LASER STRUCTURE
RU2784692C1 (en) * 2022-06-08 2022-11-29 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Method for control of polymeric composite materials and identification of defects

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1585748A1 (en) * 1988-01-18 1990-08-15 Предприятие П/Я В-2190 Method of ultrasonic inspection of welds
JP2000346831A (en) * 1999-06-08 2000-12-15 Mesco Inc Ultrasonic flaw detection method and ultrasonic probe for plastic pipe
RU2337353C1 (en) * 2006-12-27 2008-10-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС) Method for contact-free ultrasonic diagnostics of welded junctions
US20100319456A1 (en) * 2009-06-19 2010-12-23 Georgia Tech Research Corporation Methods and systems for detecting defects in welded structures
RU2531508C2 (en) * 2010-04-23 2014-10-20 Сименс Фаи Металз Текнолоджиз Сас Method and plant of ultrasonic control of welded joint of butt connection of two transverse ends of two metal strips
CN109655525A (en) * 2018-12-24 2019-04-19 中国电子科技集团公司第二十研究所 A kind of relative excitation method for ultrasound tomography system

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112272540A (en) * 2018-04-04 2021-01-26 托莫维实验室有限公司 Quantitative imaging system and use thereof

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1585748A1 (en) * 1988-01-18 1990-08-15 Предприятие П/Я В-2190 Method of ultrasonic inspection of welds
JP2000346831A (en) * 1999-06-08 2000-12-15 Mesco Inc Ultrasonic flaw detection method and ultrasonic probe for plastic pipe
RU2337353C1 (en) * 2006-12-27 2008-10-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС) Method for contact-free ultrasonic diagnostics of welded junctions
US20100319456A1 (en) * 2009-06-19 2010-12-23 Georgia Tech Research Corporation Methods and systems for detecting defects in welded structures
RU2531508C2 (en) * 2010-04-23 2014-10-20 Сименс Фаи Металз Текнолоджиз Сас Method and plant of ultrasonic control of welded joint of butt connection of two transverse ends of two metal strips
CN109655525A (en) * 2018-12-24 2019-04-19 中国电子科技集团公司第二十研究所 A kind of relative excitation method for ultrasound tomography system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU205036U1 (en) * 2020-12-03 2021-06-24 Общество с ограниченной ответственностью "Исследовательский Комплекс Центра Технологического Обеспечения" (ООО "ИК ЦТО") ROBOTIC ULTRASONIC LASER STRUCTURE
RU2784692C1 (en) * 2022-06-08 2022-11-29 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Method for control of polymeric composite materials and identification of defects

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021137733A1 (en) 2021-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6567688B1 (en) Methods and apparatus for scanning electromagnetically-induced thermoacoustic tomography
JP5832182B2 (en) Acoustic signal receiving apparatus and imaging apparatus
US5678554A (en) Ultrasound transducer for multiple focusing and method for manufacture thereof
JP5490198B2 (en) Wide beam imaging
US9974440B2 (en) Photoacoustic image generation device and method
AU689570B2 (en) Method and device for estimating and characterising bone properties
US20150025388A1 (en) Ultrasound waveform tomography with wave-energy-based preconditioning
JP5441795B2 (en) Imaging apparatus and imaging method
CN109077754B (en) Method and equipment for measuring tissue mechanical characteristic parameters
CN107713990A (en) A kind of thermoacoustic, optoacoustic, ultrasonic three mode tumor of breast detection means and method
CN107174202B (en) Magneto-acoustic imaging method and system based on active detection
CN109730722B (en) Elastic imaging method based on focused ultrasonic acoustic vibration signal
JP5863345B2 (en) Subject information acquisition apparatus and subject information acquisition method
KR20140132811A (en) Ultrasound imaging apparatus and control method for the same
Rebling et al. Optoacoustic characterization of broadband directivity patterns of capacitive micromachined ultrasonic transducers
JP6053339B2 (en) Subject information acquisition apparatus and subject information acquisition method
RU2725107C1 (en) Method of ultrasonic examination of solid materials and device for its implementation
JP4874497B2 (en) Wide beam imaging
JP7167045B2 (en) Location devices and systems for positioning acoustic sensors
US11119199B2 (en) Acoustic wave image generation apparatus and acoustic wave image generation method
JP2017140092A (en) Subject information acquisition device
JP2020502517A (en) Method for acquiring a signal by ultrasonic search, corresponding computer program and ultrasonic search device
Filoux et al. High-frequency annular array with coaxial illumination for dual-modality ultrasonic and photoacoustic imaging
Choi et al. Two-dimensional virtual array for ultrasonic nondestructive evaluation using a time-reversal chaotic cavity
US20050160817A1 (en) Superresolution ultrasound