RU2815491C1 - Ultrasound tomography device - Google Patents

Ultrasound tomography device Download PDF

Info

Publication number
RU2815491C1
RU2815491C1 RU2023127879A RU2023127879A RU2815491C1 RU 2815491 C1 RU2815491 C1 RU 2815491C1 RU 2023127879 A RU2023127879 A RU 2023127879A RU 2023127879 A RU2023127879 A RU 2023127879A RU 2815491 C1 RU2815491 C1 RU 2815491C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
antenna array
flexible antenna
input
acoustic
inputs
Prior art date
Application number
RU2023127879A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Иванович Солдатов
Андрей Алексеевич Солдатов
Дмитрий Андреевич Седнев
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
Application granted granted Critical
Publication of RU2815491C1 publication Critical patent/RU2815491C1/en

Links

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: use for ultrasonic tomography. Essence of the invention consists in the fact that ultrasonic tomography device has a flexible antenna array with n receiving-transmitting elements mounted tightly on a flat or curvilinear external surface of the test object located in an immersion bath. Each receiving-transmitting element is connected to the output of the corresponding pulse generator and to the input of the corresponding chain of series-connected amplifier and analogue-to-digital converter, output of each of the n specified chains is connected to the corresponding input of the memory unit of realizations, the number of outputs of which N is determined by the formula: N=n⋅(n+1)/2. Outputs of the implementation memory unit are connected to the corresponding inputs of the computing unit, which is connected to the storage memory unit and to the display through the image memory unit. Synchronization inputs of each pulse generator, implementation memory unit, computing unit and image memory unit are connected to corresponding outputs of the synchronization unit. Acoustic sensor is installed on the back side of the flexible antenna array so that it is immersed in the immersion liquid, and the flexible antenna array is completely located in its acoustic field. Acoustic sensor is connected to an amplifier, the output of which is connected to the first input of the comparator, the second input of which is connected to a reference voltage source. According to the invention, on the back side of the flexible antenna array, two more acoustic sensors are additionally installed, wherein all acoustic sensors are located at the vertices of an arbitrary triangle on a plate attached to a bracket at the edge of the immersion bath so that they are immersed in the immersion liquid, and the flexible antenna array is completely located in their acoustic field. Each acoustic sensor is connected in series to an amplifier, the first input of the comparator, a time interval meter and to a unit for calculating coordinates. Second input of each comparator is connected to the reference voltage source. Each time interval meter is connected to the synchronization unit and to the output of the logic adder, the inputs of which are connected to the inputs of the pulse generators and the inputs of the coordinate calculation unit, which is connected to the computing unit.
EFFECT: providing the possibility of reliable determination of coordinates of elements of a flexible antenna array and, accordingly, reliable reconstruction of a tomogram.
1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к визуализации результатов ультразвукового неразрушающего контроля и может быть использовано при ультразвуковом контроле изделия с плоской и криволинейной внешней поверхностью и одностороннем доступе, например, шейки коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания, трубопроводов или трубопроводов с конусной поверхностью. The invention relates to visualization of the results of ultrasonic non-destructive testing and can be used for ultrasonic testing of a product with a flat and curved outer surface and one-sided access, for example, crankshaft journals of internal combustion engines, pipelines or pipelines with a conical surface.

Известен акустический блок [RU 156012 U1, МПК G01N29/04 (2006.01), опубл. 27.10.2015], содержащий держатель преобразователя, установленный в корпусе, который размещен с возможностью поворота на шарнирах в оправе, установленной на раме и подпружиненной относительно нее. Держатель установлен в корпусе с возможностью возвратно-поступательного перемещения и фиксации в заданном положении и оснащен цанговым механизмом, предназначенным для крепления преобразователя. Механизм настройки фокусного расстояния от преобразователя до поверхности контролируемого изделия, выполнен в виде установленной на держателе зубчатой рейки, с которой находится в зацеплении вал-шестерня, смонтированная с возможностью вращения в корпусе. A known acoustic unit [RU 156012 U1, IPC G01N29/04 (2006.01), publ. 10.27.2015], containing a transducer holder installed in a housing, which is located with the possibility of rotation on hinges in a frame mounted on the frame and spring-loaded relative to it. The holder is installed in the housing with the possibility of reciprocating movement and fixation in a given position and is equipped with a collet mechanism designed for fastening the converter. The mechanism for adjusting the focal length from the transducer to the surface of the controlled product is made in the form of a gear rack mounted on a holder, with which a gear shaft is engaged, mounted for rotation in the housing.

Недостатком устройства является невозможность получения томограммы.The disadvantage of the device is the inability to obtain a tomogram.

Известно устройство ультразвуковой томографии [RU 2796813 С1, МПК G01N29/06 (2006.01), опубл. 29.05.2023], выбранное в качестве прототипа, содержащее установленную на объект контроля гибкую антенную решетку для размещения вплотную на плоской или криволинейной внешней поверхности объекта контроля, расположенного в иммерсионной ванне, с n приемно-передающими элементами, каждый из которых связан с выходом соответствующего генератора импульсов и с входом соответствующей цепочки последовательно соединенных усилителя и аналого-цифрового преобразователя. Выход каждой из n указанных цепочек соединен с соответствующим входом блока памяти реализаций, количество выходов которой N определено формулой:A known ultrasonic tomography device [RU 2796813 C1, IPC G01N29/06 (2006.01), publ. 05.29.2023], selected as a prototype, containing a flexible antenna array installed on the test object for placement close to the flat or curved outer surface of the test object located in an immersion bath, with n transmitting and receiving elements, each of which is connected to the output of the corresponding generator pulses and with the input of the corresponding chain of series-connected amplifier and analog-to-digital converter. The output of each of the n specified chains is connected to the corresponding input of the implementation memory block, the number of outputs of which N is determined by the formula:

N=n⋅(n+1)/2.N=n⋅(n+1)/2.

Выходы блока памяти реализаций соединены с соответствующими входами вычислительного блока, который связан с блоком накопительной памяти и с дисплеем через блок памяти изображения. Входы синхронизации каждого генератора импульсов, блока памяти реализаций, вычислительного блока и блока памяти изображения соединены с соответствующими выходами блока синхронизации. С обратной стороны гибкой антенной решетки установлен акустический датчик так, что он погружен в иммерсионную жидкость, а гибкая антенная решетка полностью расположена в его акустическом поле. Акустический датчик соединен с усилителем, выход которого связан с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения. Выход компаратора соединен с вычислительным блоком.The outputs of the implementation memory block are connected to the corresponding inputs of the computing block, which is connected to the storage memory block and to the display through the image memory block. The synchronization inputs of each pulse generator, implementation memory block, computing block and image memory block are connected to the corresponding outputs of the synchronization block. An acoustic sensor is installed on the reverse side of the flexible antenna array so that it is immersed in the immersion liquid, and the flexible antenna array is completely located in its acoustic field. The acoustic sensor is connected to an amplifier, the output of which is connected to the first input of the comparator, the second input of which is connected to a reference voltage source. The comparator output is connected to the computing unit.

Недостатком данного устройства является невозможность корректного определения координат каждого элемента гибкой антенной решетки, например, при расположении гибкой антенной решетки на кольце подшипника, а акустического датчика на оси симметрии гибкой антенной решетки, расстояние между акустическим датчиком и первым элементом гибкой антенной решетки будет равно расстоянию между последним элементом гибкой антенной решетки и акустическим датчиком, аналогичная ситуация будет со вторым и предпоследним элементами гибкой антенной решетки, что можно интерпретировать как расположение этих элементов в одном месте. Еще более неоднозначная ситуация возникает при расположении гибкой антенной решетки на волнистой поверхности объекта контроля, при этом одинаковое расстояние до акустического датчика может оказаться сразу у нескольких элементов гибкой антенной решетки, и, следовательно, будет невозможна корректная реконструкция томограммы методом полной фокусировки.The disadvantage of this device is the impossibility of correctly determining the coordinates of each element of the flexible antenna array, for example, when the flexible antenna array is located on the bearing ring, and the acoustic sensor is located on the axis of symmetry of the flexible antenna array, the distance between the acoustic sensor and the first element of the flexible antenna array will be equal to the distance between the last element of a flexible antenna array and an acoustic sensor, a similar situation will be with the second and penultimate elements of a flexible antenna array, which can be interpreted as the location of these elements in one place. An even more ambiguous situation arises when a flexible antenna array is located on a wavy surface of the test object, while several elements of the flexible antenna array may have the same distance to the acoustic sensor at once, and, therefore, correct reconstruction of the tomogram using the full focusing method will be impossible.

Техническим результатом предложенного устройства является достоверное определение координат элементов гибкой антенной решетки и соответственно правильная реконструкция томограммы. The technical result of the proposed device is the reliable determination of the coordinates of the elements of a flexible antenna array and, accordingly, the correct reconstruction of the tomogram.

Предложенное устройство ультразвуковой томографии, также как в прототипе, содержит гибкую антенную решетку с n приемно-передающими элементами, установленную вплотную на плоской или криволинейной внешней поверхности объекта контроля, расположенного в иммерсионной ванне, причем каждый приемно-передающий элемент связан с выходом соответствующего генератора импульсов и с входом соответствующей цепочки последовательно соединенных усилителя и аналого-цифрового преобразователя, выход каждой из n указанных цепочек соединен с соответствующим входом блока памяти реализаций, количество выходов которого N определено формулой:The proposed ultrasonic tomography device, as in the prototype, contains a flexible antenna array with n transmitting and receiving elements installed closely on a flat or curved outer surface of the test object located in an immersion bath, with each receiving and transmitting element connected to the output of the corresponding pulse generator and with the input of the corresponding chain of a series-connected amplifier and analog-to-digital converter, the output of each of the n specified chains is connected to the corresponding input of the implementation memory block, the number of outputs N of which is determined by the formula:

N=n⋅(n+1)/2,N=n⋅(n+1)/2,

выходы блока памяти реализаций соединены с соответствующими входами вычислительного блока, который связан с блоком накопительной памяти и с дисплеем через блок памяти изображения, входы синхронизации каждого генератора импульсов, блока памяти реализаций, вычислительного блока и блока памяти изображения соединены с соответствующими выходами блока синхронизации, с обратной стороны гибкой антенной решетки установлен акустический датчик так, что он погружен в иммерсионную жидкость, а гибкая антенная решетка полностью расположена в его акустическом поле, акустический датчик соединен с усилителем, выход которого связан с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения.the outputs of the implementation memory block are connected to the corresponding inputs of the computing block, which is connected to the storage memory block and to the display through the image memory block, the synchronization inputs of each pulse generator, implementation memory block, computing unit and image memory block are connected to the corresponding outputs of the synchronization block, with reverse On the side of the flexible antenna array, an acoustic sensor is installed so that it is immersed in the immersion liquid, and the flexible antenna array is completely located in its acoustic field, the acoustic sensor is connected to an amplifier, the output of which is connected to the first input of the comparator, the second input of which is connected to a reference voltage source.

Согласно изобретению, с обратной стороны гибкой антенной решетки дополнительно установлены еще два акустических датчика, причем все акустические датчики расположены в вершинах произвольного треугольника на пластине, прикрепленной к кронштейну на краю иммерсионной ванны так, что они погружены в иммерсионную жидкость, а гибкая антенная решетка полностью расположена в их акустическом поле. Каждый акустический датчик последовательно соединен с усилителем, первым входом компаратора, измерителем временного интервала и с блоком вычисления координат. Второй вход каждого компаратора соединен с источником опорного напряжения. Каждый измеритель временного интервала связан с блоком синхронизации и с выходом логического сумматора, входы которого соединены с входами генераторов импульсов и входами блока вычисления координат, который связан с вычислительным блоком.According to the invention, two more are additionally installed on the reverse side of the flexible antenna array acoustic sensors, with all acoustic sensors located at the vertices of an arbitrary triangle on a plate attached to a bracket on the edge of the immersion bath so that they are immersed in the immersion liquid, and the flexible antenna array is completely located in their acoustic field. Each acoustic sensor is connected in series to an amplifier, the first input of the comparator, a time interval meter and a coordinate calculation unit. The second input of each comparator is connected to a reference voltage source. Each time interval meter is connected to a synchronization block and to the output of a logical adder, the inputs of which are connected to the inputs of the pulse generators and the inputs of the coordinate calculation block, which is connected to the computing block.

Таким образом, предложенное использование трех акустических датчиков, расположенных с обратной стороны гибкой антенной решетки, позволяет корректно определять координаты каждого приемно-передающего элемента гибкой антенной решетки методом триангуляции и используя полученные координаты проводить корректную реконструкцию томограммы зоны контроля изделия с плоскими и криволинейными внешними поверхностями, причем начало отсчета координат может быть выбрано в точке расположения одного из акустических датчиков.Thus, the proposed use of three acoustic sensors located on the back side of the flexible antenna array allows one to correctly determine the coordinates of each receiving and transmitting element of the flexible antenna array using the triangulation method and, using the obtained coordinates, to correctly reconstruct the tomogram of the control zone of a product with flat and curved external surfaces, and The coordinate origin can be selected at the location of one of the acoustic sensors.

На фиг. 1 приведена структурная схема заявляемого устройства.In fig. Figure 1 shows a block diagram of the proposed device.

На фиг. 2 показана томограмма зоны контроля изделия с криволинейной поверхностью и искусственно внесенным дефектом.In fig. Figure 2 shows a tomogram of the control zone of a product with a curved surface and an artificially introduced defect.

На фиг. 3 показана томограмма зоны контроля этого же изделия, полученная с помощью прототипа.In fig. Figure 3 shows a tomogram of the control zone of the same product, obtained using a prototype.

Устройство ультразвуковой томографии содержит гибкую антенную решетку 1 с n приемно-передающими элементами 2.1, 2.2, …, 2.n, каждый из которых соединен с выходом соответствующего генератора импульсов 3.1 (ГИ1), 3.2 (ГИ2), …, 3.n (ГИn) и входом соответствующей цепочки последовательно соединенных усилителя 4.1 (У1), 4.2. (У2), …, 4.n (Уn) и аналого-цифрового преобразователя 5.1 (АЦП1), 5.2 (АЦП2), …, 5.n (АЦПn).The ultrasonic tomography device contains a flexible antenna array 1 with n transmitting and receiving elements 2.1, 2.2, ..., 2.n, each of which is connected to the output of the corresponding pulse generator 3.1 (GI1), 3.2 (GI2), ..., 3.n (GIn ) and the input of the corresponding chain of series-connected amplifiers 4.1 (U1), 4.2. (U2), ..., 4.n (Un) and analog-to-digital converter 5.1 (ADC1), 5.2 (ADC2), ..., 5.n (ADCn).

Выход каждого аналого-цифрового преобразователя 5.1 (АЦП1), 5.2 (АЦП2), …, 5.n (АЦПn) соединен с соответствующим входом блока памяти реализаций 6 (БПР), количество выходов которого N определено формулой:The output of each analog-to-digital converter 5.1 (ADC1), 5.2 (ADC2), ..., 5.n (ADCn) is connected to the corresponding input of the implementation memory block 6 (BPR), the number of outputs of which N is determined by the formula:

N=n·(n+1)/2.N=n·(n+1)/2.

N выходов блока памяти реализаций 6 (БПР) по количеству принятых реализаций ультразвуковых сигналов соединены с соответствующими входами вычислительного блока 7 (ВБ), который связан с блоком памяти изображений 8 (БПИ), соединенным с дисплеем 9 (Д).N outputs of the implementation memory block 6 (BPR), according to the number of received implementations of ultrasonic signals, are connected to the corresponding inputs of the computing unit 7 (WB), which is connected to the image memory block 8 (IMU), connected to the display 9 (D).

С вычислительным блоком 7 (ВБ) соединен блок накопительной памяти 10 (БНП). Входы синхронизации каждого генератора импульсов 3.1 (ГИ1), 3.2 (ГИ2), …, 3.n (ГИn), блока памяти реализаций 6 (БПР), вычислительного блока 7 (ВБ) и блока памяти изображения 8 (БПИ) соединены с соответствующими выходами блока синхронизации 11 (БС).A storage memory unit 10 (BNP) is connected to the computing unit 7 (WB). The synchronization inputs of each pulse generator 3.1 (GI1), 3.2 (GI2), ..., 3.n (GIn), implementation memory unit 6 (BPR), computing unit 7 (VB) and image memory unit 8 (BPI) are connected to the corresponding outputs synchronization block 11 (BS).

Гибкая антенная решетка 1 вплотную размещена на поверхности объекта контроля 12, помещенного в иммерсионную ванну, наполненную иммерсионной жидкостью. На пластине, закрепленной на кронштейне на краю иммерсионной ванны, установлены три акустических датчика 13.1 (АД1), 13.2 (АД2) и 13.3 (АД3) так, что они находятся в иммерсионной жидкости в вершинах произвольного треугольника, а гибкая антенная решетка 1 полностью расположена в их акустическом поле.The flexible antenna array 1 is placed closely on the surface of the test object 12, placed in an immersion bath filled with immersion liquid. On a plate mounted on a bracket at the edge of the immersion bath, three acoustic sensors 13.1 (AD1), 13.2 (AD2) and 13.3 (AD3) are installed so that they are located in the immersion liquid at the vertices of an arbitrary triangle, and the flexible antenna array 1 is completely located in their acoustic field.

Каждый акустический датчик 13.1 (АД1), 13.2 (АД2), 13.3 (АД3) связан через соответствующие, последовательно соединенные усилитель 14.1 (У1.1), 14.2 (У2), 14.3 (У3), компаратор 15.1 (К1), 15.2 (К2), 15.3 (К3) и измеритель временных интервалов 16.1 (И1), 16.2 (И2), 16.3 (И3) с блоком вычисления координат 17 (БВК), выход которого связан с вычислительным блоком 7 (ВБ) Второй вход каждого компаратора 15.1 (К1), 15.2 (К2), 15.3 (К3) соединен с источником опорного напряжения 18 (ИОН). Каждый измеритель временных интервалов 16.1 (И1), 16.2 (И2), 16.3 (И3) связан с выходом логического сумматора 19 (ЛС), входы которого подключены к входам генераторов импульсов 3.1 (ГИ1), 3.2 (ГИ2), …, 3.n (ГИn) и к входам блока вычисления координат 17 (БВК). Каждый измеритель временных интервалов 16.1 (И1), 16.2 (И2), 16.3 (И3) связан с блоком синхронизации 11 (БС).Each acoustic sensor 13.1 (AD1), 13.2 (AD2), 13.3 (AD3) is connected through a corresponding, series-connected amplifier 14.1 (U1.1), 14.2 (U2), 14.3 (U3), comparator 15.1 (K1), 15.2 (K2 ), 15.3 (K3) and a time interval meter 16.1 (I1), 16.2 (I2), 16.3 (I3) with a coordinate calculation unit 17 (BVK), the output of which is connected to the computing unit 7 (VB) The second input of each comparator 15.1 (K1 ), 15.2 (K2), 15.3 (K3) is connected to the reference voltage source 18 (ION). Each time interval meter 16.1 (I1), 16.2 (I2), 16.3 (I3) is connected to the output of logical adder 19 (LS), the inputs of which are connected to the inputs of pulse generators 3.1 (GI1), 3.2 (GI2), ..., 3.n (GIn) and to the inputs of the coordinate calculation block 17 (BVK). Each time interval meter 16.1 (I1), 16.2 (I2), 16.3 (I3) is associated with synchronization unit 11 (BS).

Гибкая антенная решетка 1 является набором 16 или более приемно-передающих элементов, располагаемых матрично или линейно, например, S564-1,0*10 фирмы Doppler. Генераторы импульсов 3.1 (ГИ1), 3.2 (ГИ2), …, 3.n (ГИn) выполнены на микросхемах, имеющих импульсный ток коллектора не менее 2А и выходное напряжение 90 В, например, STHV748. Усилители 4.1 (У1), 4.2. (У2), …, 4.n (Уn), 14.1 (У1), 14.2 (У2), 14.3 (У3) выполнены по типовой схеме, например, на микросхемах AD603. Аналого-цифровые преобразователи 5.1 (АЦП1), 5.2 (АЦП2), …, 5.n (АЦПn) выполнены, например, на микросхемах ADС9057. Блок памяти реализаций 6 (БПР), объемом не менее 64 Кб, выполнен на типовых микросхемах, например, на микросхемах IDT72V293. Вычислительный блок 7 (ВБ) может быть выполнен на микроконтроллере, например, ATMEGA64, фирмы ATMEL. Блок памяти изображения 8 (БПИ) и блок накопительной памяти 10 (БНП) объемом не менее 100 МГб, могут быть выполнены, например, на модулях памяти, используемых в персональных компьютерах, 1ГБ DDR SDRAM PC3200, 400МГц. Дисплей 9 (Д) выполнен на матричной панели или на мониторе персонального компьютера, например, BENQ G2320HDB. Блок синхронизации 11 (БС) может быть выполнен на микроконтроллере, например, ATMEGA64, фирмы ATMEL. Акустические датчики 13.1 (АД1), 13.2 (АД2), 13.3 (АД3) могут быть типовыми, например, SF5020 (П111-5,0-К20). Компараторы 15.1 (К1), 15.2 (К2), 15.3 (К3) могут быть типовыми, например, К521СА3. Измерители временных интервалов 16.1 (И1), 16.2 (И2), 16.3 (И3) могут быть реализованы на двоичных счетчиках, например К1533 ИЕ7. Блок вычисления координат 17 (БВК() может быть реализован на высокопроизводительном микроконтроллере, например STM32. Источник опорного напряжения 18 (ИОН) может быть выполнен на типовой микросхеме, например, AD680ARZ. Логический сумматор может быть реализован на логических элементах, реализующих функцию «ИЛИ», например, К1533 ЛИ1.Flexible antenna array 1 is a set of 16 or more transmitting and receiving elements arranged in a matrix or linear manner, for example, S564-1.0*10 from Doppler. Pulse generators 3.1 (GI1), 3.2 (GI2), ..., 3.n (GIn) are made on microcircuits with a pulse collector current of at least 2A and an output voltage of 90 V, for example, STHV748. Amplifiers 4.1 (U1), 4.2. (U2), ..., 4.n (Un), 14.1 (U1), 14.2 (U2), 14.3 (U3) are made according to a standard circuit, for example, on AD603 microcircuits. Analog-to-digital converters 5.1 (ADC1), 5.2 (ADC2), ..., 5.n (ADCn) are made, for example, on ADC9057 microcircuits. Implementation memory block 6 (BPR), with a volume of at least 64 KB, is made on standard microcircuits, for example, on IDT72V293 microcircuits. Computing unit 7 (CB) can be implemented on a microcontroller, for example, ATMEGA64, from ATMEL. Image memory unit 8 (IMU) and storage memory unit 10 (BNP) with a capacity of at least 100 MB can be implemented, for example, on memory modules used in personal computers, 1GB DDR SDRAM PC3200, 400 MHz. Display 9 (D) is made on a matrix panel or on a personal computer monitor, for example, BENQ G2320HDB. The synchronization unit 11 (BS) can be implemented on a microcontroller, for example, ATMEGA64, from ATMEL. Acoustic sensors 13.1 (AD1), 13.2 (AD2), 13.3 (AD3) can be standard, for example, SF5020 (P111-5.0-K20). Comparators 15.1 (K1), 15.2 (K2), 15.3 (K3) can be standard, for example, K521CA3. Time interval meters 16.1 (I1), 16.2 (I2), 16.3 (I3) can be implemented on binary counters, for example K1533 IE7. The coordinate calculation unit 17 (BVK()) can be implemented on a high-performance microcontroller, for example STM32. The reference voltage source 18 (ION) can be implemented on a standard microcircuit, for example, AD680ARZ. The logic adder can be implemented on logic elements that implement the “OR” function , for example, K1533 LI1.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Объект контроля 12, например, с криволинейной поверхностью, помещают в иммерсионную ванну, заполненную иммерсионной жидкостью. Гибкую антенную решетку 1 вплотную размещают на поверхности объекта контроля 12. Акустические датчики 13.1 (АД1), 13.2 (АД2), 13.3 (АД3), расположенные с другой стороны от гибкой антенной решетки 1, полностью погружены в иммерсионную жидкость так, что гибкая антенная решетка 1 полностью находится в их акустическом поле.The test object 12, for example, with a curved surface, is placed in an immersion bath filled with immersion liquid . The flexible antenna array 1 is placed closely on the surface of the test object 12 . Acoustic sensors 13.1 (AD1), 13.2 (AD2), 13.3 (AD3), located on the other side of the flexible antenna array 1, are completely immersed in the immersion liquid so that the flexible antenna array 1 is completely in their acoustic field.

По сигналу от блока синхронизации 11 (БС) измерители временных интервалов 16.1 (И1), 16.2 (И2), 16.3 (И3) устанавливаются в нулевое состояние, затем блок синхронизации 11 (БС) подает сигнал на первый генератор импульсов 3.1 (ГИ1), который формирует сигнал возбуждения для первого приемо-передающего элемента 2.1 гибкой акустической решетки 1. Этот же сигнал от блока синхронизации 11 (БС) поступает в блок вычисления координат 17 (БВК) для получения информации о работе первого приемо-передающего элемента 2.1 гибкой акустической решетки 1 и в логический сумматор 19 (ЛС), выходной сигнал которого запускает измерители временных интервалов 16.1 (И1), 16.2 (И2), 16.3 (И3). В объект контроля 12 излучается зондирующий сигнал. В этот момент все приемно-передающие элементы 2.1, 2.2, …, 2.n, начинают принимать ультразвуковые сигналы из объекта контроля 12. Эти сигналы, преобразованные в электрические, усиливаются в соответствующих усилителях 4.1 (У1), 4.2. (У2), …, 4.n (Уn), оцифровываются в аналого-цифровых преобразователях 5.1 (АЦП1), 5.2 (АЦП2), …, 5.n (АЦПn) и записываются в блок памяти реализаций 6 (БПР) независимо друг от друга, без каких-либо преобразований и временных сдвигов. Эти сигналы записываются в интервале времени, превышающем с некоторым запасом время распространения ультразвуковых сигналов от излучающего первого приемо-передающего элемента 2.1 гибкой антенной решетки 1 к наиболее дальней визуализируемой точке объекта контроля 12 и обратно - к самому удаленному от нее приемо-передающему элементу 2.n гибкой антенной решетки 1. Одновременно с этим процессом происходит прием сигнала, излученного обратной стороной первого приемо-передающего элемента 2.1 гибкой антенной решетки 1, акустическими датчиками 13.1 (АД1), 13.2 (АД2) и 13.3 (АД3), его усиление усилителями 14.1 (У1), 14.2 (У2) и 14.3 (У3). При превышении этим сигналом порогового уровня, который задается источником опорного напряжения 18 (ИОН), компараторы 15.1 (К1), 15.2 (К2) и 15.3 (К3) выдают сигналы на измерители временных интервалов 16.1 (И1), 16.2 (И2) и 16.3 (И3) останавливая их работу. Информация о длительности временных интервалов поступает в блок вычисления координат 17 (БВК), который вычисляет координаты (, , ) первого приемо-передающего элемента 2.1 гибкой антенной решетки 1 методом триангуляции, решая систему трех уравнений:Based on a signal from synchronization block 11 (BS), time interval meters 16.1 (I1), 16.2 (I2), 16.3 (I3) are set to zero, then synchronization block 11 (BS) sends a signal to the first pulse generator 3.1 (GI1), which generates an excitation signal for the first transceiver element 2.1 of the flexible acoustic array 1. The same signal from the synchronization unit 11 (BS) enters the coordinate calculation unit 17 (BVK) to obtain information about the operation of the first transmitter-receiver element 2.1 of the flexible acoustic array 1 and into logic adder 19 (LS), the output signal of which triggers time interval meters 16.1 (I1), 16.2 (I2), 16.3 (I3). A probing signal is emitted into the control object 12. At this moment, all receiving and transmitting elements 2.1, 2.2, ..., 2.n begin to receive ultrasonic signals from the control object 12. These signals, converted into electrical ones, are amplified in the corresponding amplifiers 4.1 (U1), 4.2. (U2), ..., 4.n (Un), are digitized in analog-to-digital converters 5.1 (ADC1), 5.2 (ADC2), ..., 5.n (ADCn) and written to the implementation memory block 6 (BPR) independently of each other friend, without any transformations or time shifts. These signals are recorded in a time interval exceeding, with some margin, the propagation time of ultrasonic signals from the radiating first transmitting and receiving element 2.1 of the flexible antenna array 1 to the farthest visualized point of the test object 12 and back to the most distant receiving and transmitting element 2.n from it. flexible antenna array 1. Simultaneously with this process, the signal emitted by the reverse side of the first receiving-transmitting element 2.1 of the flexible antenna array 1 is received by acoustic sensors 13.1 (AD1), 13.2 (AD2) and 13.3 (AD3), its amplification by amplifiers 14.1 (U1 ), 14.2 (U2) and 14.3 (U3). When this signal exceeds the threshold level, which is set by the reference voltage source 18 (ION), comparators 15.1 (K1), 15.2 (K2) and 15.3 (K3) output signals to time interval meters 16.1 (I1), 16.2 (I2) and 16.3 ( And3) stopping their work. Information about the duration of time intervals is supplied to the coordinate calculation block 17 (BVK), which calculates the coordinates ( , , ) of the first transmitting and receiving element 2.1 of the flexible antenna array 1 using the triangulation method, solving a system of three equations:

. ,. ,

где , , - координаты первого акустического датчика;Where , , - coordinates of the first acoustic sensor;

, , - координаты второго акустического датчика; , , - coordinates of the second acoustic sensor;

, , - координаты третьего акустического датчика; , , - coordinates of the third acoustic sensor;

, , - координаты первого элемента гибкой акустической решетки; , , - coordinates of the first element of the flexible acoustic array;

- расстояние между первым акустическим датчиком и первым элементом гибкой антенной решетки; - the distance between the first acoustic sensor and the first element of the flexible antenna array;

- расстояние между вторым акустическим датчиком и первым элементом гибкой антенной решетки; - the distance between the second acoustic sensor and the first element of the flexible antenna array;

- расстояние между третьим акустическим датчиком и первым элементом гибкой антенной решетки. - the distance between the third acoustic sensor and the first element of the flexible antenna array.

Рассчитанные координаты блок вычисления координат 16 (БВК) передает в вычислительный блок 7 (ВБ).The calculated coordinates are transmitted by the coordinate calculation unit 16 (BVK) to the computing unit 7 (VB).

Далее по сигналу от блока синхронизации 11 (БС) измерители временных интервалов 16.1 (И1), 16.2 (И2), 16.3 (И3) устанавливаются в нулевое состояние, а второй генератор импульсов 3.2 (ГИ2) по сигналу от блока синхронизации 11 (БС) возбуждает второй приемо-передающий элемент 2.2 гибкой антенной решетки 1, который посылает в объект контроля 12 зондирующий сигнал. Этот же сигнал от блока синхронизации 11 (БС) поступает в блок вычисления координат 17 (БВК) для получения информации о работе второго приемо-передающего элемента 2.2 гибкой акустической решетки 1 и в логический сумматор 19 (ЛС), выходной сигнал которого запускает измерители временных интервалов 16.1 (И1), 16.2 (И2) и 16.3 (И3). Снова происходит прием и запись принятых сигналов в блок памяти реализаций 6 (БПР). Но сигналы, принятые первым приемо-передающим элементом 2.1, в данном случае не записываются, так как реализация этих сигналов, согласно принципу взаимности, тождественна той, которая уже была принята вторым приемо-передающим элементом 2.2 при посылке зондирующего сигнала ее первым приемо-передающим элементом 2.1 в предыдущем цикле зондирования-приема ультразвуковых сигналов. Одновременно с этим процессом происходит прием сигнала, излученного обратной стороной второго приемо-передающего элемента 2.2, акустическими датчиками 13.1 (АД1), 13.2 (АД2) и 13.3 (АД3), его усиление усилителями 14.1 (У1), 14.2 (У2) и 14.3 (У3). При превышении этим сигналом порогового уровня, который задается источником опорного напряжения 17 (ИОН), компараторы 15.1 (К1), 15.2 (К2) и 15.3 (К3) выдают сигналы на измерители временных интервалов 16.1 (И1), 16.2 (И2) и 16.3 (И3) останавливая их работу. Информация о длительности временных интервалов поступает в блок вычисления координат 17 (БВК), который вычисляет координаты (, , ) второго приемо-передающего элемента 2.2 гибкой антенной решетки 1 методом триангуляции, решая систему трех уравнений:Next, based on a signal from synchronization unit 11 (BS), time interval meters 16.1 (I1), 16.2 (I2), 16.3 (I3) are set to zero, and the second pulse generator 3.2 (GI2), based on a signal from synchronization unit 11 (BS), excites the second transmitting and receiving element 2.2 of the flexible antenna array 1, which sends a probing signal to the control object 12. The same signal from the synchronization unit 11 (BS) is supplied to the coordinate calculation unit 17 (BVK) to obtain information about the operation of the second transmitting and receiving element 2.2 of the flexible acoustic array 1 and to the logic adder 19 (LS), the output signal of which triggers the time interval meters 16.1 (I1), 16.2 (I2) and 16.3 (I3). Again, the received signals are received and recorded in the implementation memory block 6 (BPR). But the signals received by the first transceiver element 2.1 are not recorded in this case, since the implementation of these signals, according to the principle of reciprocity, is identical to that which has already been received by the second transceiver element 2.2 when sending a probing signal by its first transceiver element 2.1 in the previous cycle of probing and receiving ultrasonic signals. Simultaneously with this process, the signal emitted by the reverse side of the second transceiver element 2.2, acoustic sensors 13.1 (AD1), 13.2 (AD2) and 13.3 (AD3) is received and amplified by amplifiers 14.1 (U1), 14.2 (U2) and 14.3 ( U3). When this signal exceeds the threshold level, which is set by the reference voltage source 17 (ION), comparators 15.1 (K1), 15.2 (K2) and 15.3 (K3) output signals to time interval meters 16.1 (I1), 16.2 (I2) and 16.3 ( And3) stopping their work. Information about the duration of time intervals is supplied to the coordinate calculation unit 17 (BVK), which calculates the coordinates ( , , ) of the second transmitting and receiving element 2.2 of the flexible antenna array 1 using the triangulation method, solving a system of three equations:

. ,. ,

где , , - координаты первого акустического датчика;Where , , - coordinates of the first acoustic sensor;

, , - координаты второго акустического датчика; , , - coordinates of the second acoustic sensor;

, , - координаты третьего акустического датчика; , , - coordinates of the third acoustic sensor;

, , - координаты второго элемента гибкой акустической решетки; , , - coordinates of the second element of the flexible acoustic array;

- расстояние между первым акустическим датчиком и вторым элементом гибкой антенной решетки; - the distance between the first acoustic sensor and the second element of the flexible antenna array;

- расстояние между вторым акустическим датчиком и вторым элементом гибкой антенной решетки; - the distance between the second acoustic sensor and the second element of the flexible antenna array;

- расстояние между третьим акустическим датчиком и вторым элементом гибкой антенной решетки. - the distance between the third acoustic sensor and the second element of the flexible antenna array.

Рассчитанные координаты блок вычисления координат 17 (БВК) передает в вычислительный блок 7 (ВБ).The calculated coordinates are transmitted by the coordinate calculation unit 17 (BVK) to the computing unit 7 (VB).

Затем в третьем цикле зондирования-приема ультразвуковых сигналов все происходит аналогично изложенному выше, по сигналу от блока синхронизации 11 (БС) измерители временных интервалов 16.1 (И1), 16.2 (И2), 16.3 (И3) устанавливаются в нулевое состояние, а третий генератор импульсов 3.3 (ГИ3) по сигналу от блока синхронизации 11 (БС) возбуждает третий приемо-передающий элемент 2.3 гибкой антенной решетки 1, который посылает в объект контроля 12 зондирующий сигнал. Этот же сигнал от блока синхронизации 11 (БС) поступает в блок вычисления координат 17 (БВК) для получения информации о работе третьего приемо-передающего элемента 2.3 гибкой акустической решетки 1 и в логический сумматор 19 (ЛС), выходной сигнал которого запускает измерители временных интервалов 16.1 (И1), 16.2 (И2), 16.3 (И3). Снова происходит прием и запись принятых сигналов в блок памяти реализаций 6 (БПР), но сигналы от первого 2.1 и второго 2.2 приемо-передающих элементов гибкой акустической решетки 1 не записываются. Одновременно с этим процессом происходит прием сигнала, излученного обратной стороной третьего приемо-передающего элемента 2.3, акустическими датчиками 13.1 (АД1), 13.2 (АД2), 13.3 (АД3), его усиление усилителями 14.1 (У1), 14.2 (У2), 14.3 (У3). При превышении этим сигналом порогового уровня, который задается источником опорного напряжения 16 (ИОН), компараторы 15.1 (К1), 15.2 (К2) и 15.3 (К3) выдают сигналы на измерители временных интервалов 16.1 (И1), 16.2 (И2) и 16.3 (И3) останавливая их работу. Информация о длительности временных интервалов поступает в блок вычисления координат 17 (БВК), который вычисляет координаты (, , ) третьего приемо-передающего элемента 2.3 гибкой антенной решетки 1 методом триангуляции, решая систему трех уравнений:Then, in the third cycle of probing and receiving ultrasonic signals, everything happens in the same way as described above, according to a signal from synchronization unit 11 (BS), time interval meters 16.1 (I1), 16.2 (I2), 16.3 (I3) are set to zero, and the third pulse generator 3.3 (GI3), based on a signal from the synchronization unit 11 (BS), excites the third transmitting and receiving element 2.3 of the flexible antenna array 1, which sends a probing signal to the control object 12. The same signal from the synchronization unit 11 (BS) is supplied to the coordinate calculation unit 17 (BVK) to obtain information about the operation of the third transceiver element 2.3 of the flexible acoustic array 1 and to the logic adder 19 (LS), the output signal of which triggers the time interval meters 16.1 (I1), 16.2 (I2), 16.3 (I3). Again, the received signals are received and recorded in the implementation memory block 6 (BPR), but the signals from the first 2.1 and second 2.2 transmitting and receiving elements of the flexible acoustic array 1 are not recorded. Simultaneously with this process, the signal emitted by the reverse side of the third transceiver element 2.3 is received by acoustic sensors 13.1 (AD1), 13.2 (AD2), 13.3 (AD3), and amplified by amplifiers 14.1 (U1), 14.2 (U2), 14.3 ( U3). When this signal exceeds the threshold level, which is set by the reference voltage source 16 (ION), comparators 15.1 (K1), 15.2 (K2) and 15.3 (K3) output signals to time interval meters 16.1 (I1), 16.2 (I2) and 16.3 ( And3) stopping their work. Information about the duration of time intervals is supplied to the coordinate calculation block 17 (BVK), which calculates the coordinates ( , , ) of the third transmitting and receiving element 2.3 of the flexible antenna array 1 using the triangulation method, solving a system of three equations:

. ,. ,

где , , - координаты первого акустического датчика;Where , , - coordinates of the first acoustic sensor;

, , - координаты второго акустического датчика; , , - coordinates of the second acoustic sensor;

, , - координаты третьего акустического датчика; , , - coordinates of the third acoustic sensor;

, , - координаты третьего элемента гибкой акустической решетки; , , - coordinates of the third element of the flexible acoustic array;

- расстояние между первым акустическим датчиком и третьим элементом гибкой антенной решетки; - the distance between the first acoustic sensor and the third element of the flexible antenna array;

- расстояние между вторым акустическим датчиком и третьим элементом гибкой антенной решетки; - the distance between the second acoustic sensor and the third element of the flexible antenna array;

- расстояние между третьим акустическим датчиком и третьим элементом гибкой антенной решетки. - the distance between the third acoustic sensor and the third element of the flexible antenna array.

Рассчитанные координаты блок вычисления координат 17 (БВК) передает в вычислительный блок 7 (ВБ).The calculated coordinates are transmitted by the coordinate calculation unit 17 (BVK) to the computing unit 7 (VB).

В последнем, n-ном цикле зондирования-приема по сигналу от блока синхронизации 11 (БС) измерители временных интервалов 16.1 (И1), 16.2 (И2), 16.3 (И3) устанавливаются в нулевое состояние, а n-ный генератор импульсов 3.n (ГИn) по сигналу от блока синхронизации 11 (БС) возбуждает n-ный приемо-передающий элемент 2.n гибкой антенной решетки 1, который посылает в объект контроля 12 зондирующий сигнал. Этот же сигнал от блока синхронизации 11 (БС) поступает в блок вычисления координат 17 (БВК) для получения информации о работе n-ного приемо-передающего элемента 2.n гибкой акустической решетки 1 и в логический сумматор 19 (ЛС), выходной сигнал которого запускает измерители временных интервалов 16.1 (И1), 16.2 (И2) и 16.3 (И3). Снова происходит прием и запись принятых сигналов в блок памяти реализаций 6 (БПР), но в блок памяти реализаций 6 (БПР) записывается всего одна реализация принятых сигналов. Одновременно с этим процессом происходит прием сигнала, излученного обратной стороной n-ного приемо-передающего элемента 2.n, акустическими датчиками 13.1 (АД1), 13.2 (АД2) и 13.3 (АД3), его усиление усилителями 14.1 (У1), 14.2 (У2) и 14.3 (У3). При превышении этим сигналом порогового уровня, который задается источником опорного напряжения 16 (ИОН), компараторы 15.1 (К1), 15.2 (К2), 15.3 (К3) выдают сигналы на измерители временных интервалов 16.1 (И1), 16.2 (И2) и 16.3 (И3) останавливая их работу. Информация о длительности временных интервалов поступает в блок вычисления координат 17 (БВК), который вычисляет координаты (, , ) n-ного приемо-передающего элемента 2.n гибкой антенной решетки 1 методом триангуляции, решая систему трех уравнений:In the last, n-th cycle of probing-reception on a signal from synchronization unit 11 (BS), time interval meters 16.1 (I1), 16.2 (I2), 16.3 (I3) are set to zero, and the n-th pulse generator 3.n (GIn), based on a signal from the synchronization unit 11 (BS), excites the n-th transmitting and receiving element 2.n of the flexible antenna array 1, which sends a probing signal to the control object 12. The same signal from the synchronization unit 11 (BS) enters the coordinate calculation unit 17 (BVK) to obtain information about the operation of the n-th transmitting and receiving element 2.n of the flexible acoustic array 1 and to the logic adder 19 (LS), the output signal of which launches time interval meters 16.1 (I1), 16.2 (I2) and 16.3 (I3). Again, the received signals are received and recorded in the implementation memory block 6 (BPR), but only one implementation of the received signals is recorded in the implementation memory block 6 (BPR). Simultaneously with this process, the signal emitted by the reverse side of the n-th receiving and transmitting element 2.n is received by acoustic sensors 13.1 (AD1), 13.2 (AD2) and 13.3 (AD3), and amplified by amplifiers 14.1 (U1), 14.2 (U2 ) and 14.3 (U3). When this signal exceeds the threshold level, which is set by the reference voltage source 16 (ION), comparators 15.1 (K1), 15.2 (K2), 15.3 (K3) output signals to time interval meters 16.1 (I1), 16.2 (I2) and 16.3 ( And3) stopping their work. Information about the duration of time intervals is supplied to the coordinate calculation block 17 (BVK), which calculates the coordinates ( , , ) nth transmitting and receiving element 2.n of flexible antenna array 1 by triangulation method, solving a system of three equations:

. ,. ,

где , , - координаты первого акустического датчика;Where , , - coordinates of the first acoustic sensor;

, , - координаты второго акустического датчика; , , - coordinates of the second acoustic sensor;

, , - координаты третьего акустического датчика; , , - coordinates of the third acoustic sensor;

, , - координаты n-го элемента гибкой акустической решетки; , , - coordinates of the nth element of the flexible acoustic array;

- расстояние между первым акустическим датчиком и n-ым элементом гибкой антенной решетки; - the distance between the first acoustic sensor and the n-th element of the flexible antenna array;

- расстояние между вторым акустическим датчиком и n-ым элементом гибкой антенной решетки; - the distance between the second acoustic sensor and the nth element of the flexible antenna array;

- расстояние между третьим акустическим датчиком и n-ым элементом гибкой антенной решетки. - the distance between the third acoustic sensor and the nth element of the flexible antenna array.

Рассчитанные координаты блок вычисления координат 17 (БВК) передает в вычислительный блок 7 (ВБ).The calculated coordinates are transmitted by the coordinate calculation unit 17 (BVK) to the computing unit 7 (VB).

После выполнения всех этих циклов зондирования-приема ультразвуковых сигналов, то есть после того как все приемо-передающие элементы 2 гибкой антенной решетки 1 совершат по одной посылке зондирующего сигнала, в блоке памяти реализаций 6 (БПР) оказываются записанными N=n·(n+1)/2 реализаций принятых сигналов. Каждая реализация - это результат зондирования и приема сигналов каждой из возможных пар приемо-передающих элементов 2.1, 2.2, …, 2.n включая и совмещенные пары, когда излучатель и приемник - один и тот же элемент. В частности, если n=16, количество реализаций N=136. After completing all these cycles of probing and receiving ultrasonic signals, that is, after all the receiving and transmitting elements 2 of the flexible antenna array 1 send one probe signal each, N=n·(n+ 1)/2 implementations of received signals. Each implementation is the result of probing and receiving signals from each of the possible pairs of transmitting and receiving elements 2.1, 2.2, ..., 2.n, including combined pairs when the emitter and receiver are the same element. In particular, if n=16, the number of implementations is N=136.

После этого начинается реконструкция изображения внутренней структуры объекта контроля 12 поочередно для каждой визуализируемой точки. Для этого вычислительный блок 7 (ВБ) реализует функцию:After this, the reconstruction of the image of the internal structure of the control object 12 begins in turn for each visualized point. For this purpose, computing unit 7 (VB) implements the function:

, ,

где uA(t) - суммарный сигнал, принятый гибкой антенной решеткой из точки А(x, z) объекта контроля с координатами (x, z);where u A (t) is the total signal received by the flexible antenna array from point A(x, z) of the control object with coordinates (x, z);

i, j - номера передающих и приемных элементов гибкой антенной решетки соответственно;i, j are the numbers of transmitting and receiving elements of the flexible antenna array, respectively;

I, R - общее количество отражений ультразвукового сигнала от обеих границ объекта контроля на прямом пути от гибкой антенной решетки к точке А(x, z) и на обратном пути от точки А(x, z) к гибкой антенной решетке соответственно;I, R - the total number of reflections of the ultrasonic signal from both boundaries of the test object on the direct path from the flexible antenna array to point A(x, z) and on the return path from point A(x, z) to the flexible antenna array, respectively;

М - максимальное количество отражений ультразвукового сигнала от обеих границ объекта контроля отдельно на прямом и обратном путях распространения сигнала, используемое при реконструкции изображения;M is the maximum number of reflections of the ultrasonic signal from both boundaries of the test object separately on the forward and reverse paths of signal propagation, used in image reconstruction;

ui,j - фрагмент реализации, полученной от элементов i, j антенной решетки;u i,j - fragment of the implementation obtained from elements i, j of the antenna array;

t - текущее время;t - current time;

tAi,j(I, R) - время задержки фрагмента ui,j реализации, содержащего сигнал, прошедший по траектории с общим количеством (I+R) отражений от обеих границ объекта контроля;t Ai,j (I, R) - delay time of fragment u i,j of the implementation containing a signal that has passed along a path with a total number (I+R) of reflections from both boundaries of the test object;

τu - длительность зондирующего сигнала.τ u is the duration of the probing signal.

Полученный суммарный сигнал uA(t) для каждой визуализируемой точки сохраняется в блоке накопительной памяти 10 (БНП), а затем в вычислительном блоке 7 (ВБ) суммарный сигнал uA(t) детектируется (вычисляется его огибающая) и значение UA максимума полученной функции записывается в блок памяти изображения 8 (БПИ). Это значение (число) кодируется в градациях серого или цветом для отображения на экране дисплея 9 (Д). The resulting total signal u A (t) for each visualized point is stored in the storage memory block 10 (BNP), and then in the computing unit 7 (CB) the total signal u A (t) is detected (its envelope is calculated) and the value U A of the maximum of the received function is written to image memory block 8 (IBPI). This value (number) is encoded in grayscale or color for display on the display screen 9 (D).

На фиг. 2 показана томограмма зоны контроля изделия с криволинейной поверхностью и искусственно внесенным дефектом, полученная с помощью предлагаемого устройства. Гибкую антенную решетку 1 располагали сверху изделия и плотно прижимали к поверхности. Частота излучения составила 5 МГц. На томограмме отображается в виде темно-синего пятна акустический образ дефекта. Расстояния от решетки до дефекта составило 21 мм.In fig. Figure 2 shows a tomogram of the control zone of a product with a curved surface and an artificially introduced defect, obtained using the proposed device. The flexible antenna array 1 was placed on top of the product and pressed tightly to the surface. The radiation frequency was 5 MHz. The acoustic image of the defect is displayed on the tomogram as a dark blue spot. The distance from the grating to the defect was 21 mm.

На фиг. 3 показана томограмма зоны контроля этого же изделия, полученная с помощью прототипа. На термограмме отображается в виде темно-синих пятен акустический образ трех дефектов вместо одного. In fig. Figure 3 shows a tomogram of the control zone of the same product, obtained using a prototype. The acoustic image of three defects instead of one is displayed on the thermogram in the form of dark blue spots.

Claims (3)

Устройство ультразвуковой томографии содержит гибкую антенную решетку с n приемно-передающими элементами, установленную вплотную на плоской или криволинейной внешней поверхности объекта контроля, расположенного в иммерсионной ванне, причем каждый приемно-передающий элемент связан с выходом соответствующего генератора импульсов и с входом соответствующей цепочки последовательно соединенных усилителя и аналого-цифрового преобразователя, выход каждой из n указанных цепочек соединен с соответствующим входом блока памяти реализаций, количество выходов которого N определено формулой:An ultrasonic tomography device contains a flexible antenna array with n transmitting and receiving elements installed closely on a flat or curved outer surface of a test object located in an immersion bath, with each receiving and transmitting element connected to the output of a corresponding pulse generator and to the input of a corresponding chain of series-connected amplifiers and an analog-to-digital converter, the output of each of the n specified chains is connected to the corresponding input of the implementation memory block, the number of outputs of which N is determined by the formula: N=n⋅(n+1)/2,N=n⋅(n+1)/2, выходы блока памяти реализаций соединены с соответствующими входами вычислительного блока, который связан с блоком накопительной памяти и с дисплеем через блок памяти изображения, входы синхронизации каждого генератора импульсов, блока памяти реализаций, вычислительного блока и блока памяти изображения соединены с соответствующими выходами блока синхронизации, при этом с обратной стороны гибкой антенной решетки установлен акустический датчик так, что он погружен в иммерсионную жидкость, а гибкая антенная решетка полностью расположена в его акустическом поле, акустический датчик соединен с усилителем, выход которого связан с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения, отличающееся тем, что с обратной стороны гибкой антенной решетки дополнительно установлены еще два акустических датчика, причем все акустические датчики расположены в вершинах произвольного треугольника на пластине, прикрепленной к кронштейну на краю иммерсионной ванны так, что они погружены в иммерсионную жидкость, а гибкая антенная решетка полностью расположена в их акустическом поле, каждый акустический датчик последовательно соединен с усилителем, первым входом компаратора, измерителем временного интервала и с блоком вычисления координат, второй вход каждого компаратора соединен с источником опорного напряжения, каждый измеритель временного интервала связан с блоком синхронизации и с выходом логического сумматора, входы которого соединены с входами генераторов импульсов и входами блока вычисления координат, который связан с вычислительным блоком.the outputs of the implementation memory block are connected to the corresponding inputs of the computing block, which is connected to the storage memory block and to the display through the image memory block, the synchronization inputs of each pulse generator, implementation memory block, computing unit and image memory block are connected to the corresponding outputs of the synchronization block, while On the back side of the flexible antenna array, an acoustic sensor is installed so that it is immersed in the immersion liquid, and the flexible antenna array is completely located in its acoustic field, the acoustic sensor is connected to an amplifier, the output of which is connected to the first input of the comparator, the second input of which is connected to the reference source voltage, characterized in that on the reverse side of the flexible antenna array two more are additionally installed acoustic sensors, all acoustic sensors are located at the vertices of an arbitrary triangle on a plate attached to a bracket on the edge of the immersion bath so that they are immersed in the immersion liquid, and the flexible antenna array is completely located in their acoustic field, each acoustic sensor is connected in series with an amplifier, the first input of the comparator, a time interval meter and with a coordinate calculation block, the second input of each comparator is connected to a reference voltage source, each time interval meter is connected to a synchronization block and to the output of a logical adder, the inputs of which are connected to the inputs of pulse generators and the inputs of the coordinate calculation block, which is connected to the computing unit.
RU2023127879A 2023-10-30 Ultrasound tomography device RU2815491C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2815491C1 true RU2815491C1 (en) 2024-03-18

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009153573A (en) * 2007-12-25 2009-07-16 Panasonic Corp Ultrasonic diagnostic apparatus and tomographic image processing method
RU2458342C1 (en) * 2011-05-25 2012-08-10 Общество с ограниченной ответственностью "Акустические Контрольные Системы" Method for ultrasonic tomography and apparatus for realising said method
RU2532606C1 (en) * 2013-07-03 2014-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Ultrasonic tomography device
RU2675214C1 (en) * 2018-03-16 2018-12-17 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Ultrasound tomography device
RU2796813C1 (en) * 2023-02-13 2023-05-29 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Ultrasonic tomography device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009153573A (en) * 2007-12-25 2009-07-16 Panasonic Corp Ultrasonic diagnostic apparatus and tomographic image processing method
RU2458342C1 (en) * 2011-05-25 2012-08-10 Общество с ограниченной ответственностью "Акустические Контрольные Системы" Method for ultrasonic tomography and apparatus for realising said method
RU2532606C1 (en) * 2013-07-03 2014-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Ultrasonic tomography device
RU2675214C1 (en) * 2018-03-16 2018-12-17 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Ultrasound tomography device
RU2796813C1 (en) * 2023-02-13 2023-05-29 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Ultrasonic tomography device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10401328B2 (en) Synthetic data collection method for full matrix capture using an ultrasound array
Le Jeune et al. Plane Wave Imaging for ultrasonic non-destructive testing: Generalization to multimodal imaging
US6719693B2 (en) Apparatus and system for real-time synthetic focus ultrasonic imaging
Bulavinov et al. Sampling phased array a new technique for signal processing and ultrasonic imaging
US4409838A (en) Ultrasonic diagnostic device
CN106770669B (en) Defect two-dimensional appearance imaging detection method based on multi-mode acoustic beam synthetic aperture focusing
RU2008121271A (en) METHOD FOR NON-DESTRUCTIVE TESTING OF A TESTED BODY USING ULTRASOUND
KR101586998B1 (en) Solving for shear wave information in medical ultrasound imaging
CN109077754B (en) Method and equipment for measuring tissue mechanical characteristic parameters
Camacho et al. Automatic dynamic depth focusing for NDT
RU2458342C1 (en) Method for ultrasonic tomography and apparatus for realising said method
CN105066918A (en) Ultrasonic underwater target thickness measuring system and thickness measuring method
RU2013132551A (en) CORRECTION OF RESULTS OF MEASUREMENTS OF ACTION OF ACOUSTIC RADIATION FORCES TAKING INTO ACCOUNT EFFECTS OF BACKGROUND MOVEMENT
JPH06341978A (en) Method and device for inspecting sound utilizing time inversion
CN102770079A (en) Ultrasonic imaging apparatus and method of controlling delay
JP5905080B2 (en) Enhanced ultrasound imaging using qualified areas in overlapping transmit beams
JP6342498B2 (en) Method for processing signals from ultrasound probe collection, corresponding computer program and ultrasound probe device
CN106526602A (en) Ultrasonic ghost imaging method and device based on principle of calorescence ghost imaging
US4700571A (en) Ultrasonic imaging apparatus
CN104698089A (en) Ultrasonic relative time propagation technology suitable for inclined crack quantifying and imaging
CN107049237A (en) Information acquisition device and signal processing method
US9759690B2 (en) Method and system for nondestructive ultrasound testing
RU2815491C1 (en) Ultrasound tomography device
RU2178880C2 (en) Procedure of processing of signals characterizing waves reflected or transmitted by object for examination and analysis of structure of object and device for examination and analysis of structure of object
RU2817123C1 (en) Ultrasonic tomography method