SU1146595A1 - Ультразвуковое сканирующее устройство - Google Patents

Ультразвуковое сканирующее устройство Download PDF

Info

Publication number
SU1146595A1
SU1146595A1 SU833660416A SU3660416A SU1146595A1 SU 1146595 A1 SU1146595 A1 SU 1146595A1 SU 833660416 A SU833660416 A SU 833660416A SU 3660416 A SU3660416 A SU 3660416A SU 1146595 A1 SU1146595 A1 SU 1146595A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
antenna array
ultrasonic
ultrasonic signals
electrodes
elements
Prior art date
Application number
SU833660416A
Other languages
English (en)
Inventor
Симон Соломонович Фел
Юрий Георгиевич Шмаков
Original Assignee
Предприятие П/Я Р-6856
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 Предприятие П/Я Р-6856 filed Critical Предприятие П/Я Р-6856
Priority to SU833660416A priority Critical patent/SU1146595A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU1146595A1 publication Critical patent/SU1146595A1/ru

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

УЛЬТРАЗВУКОВОЕ СКАНИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее мйогоканальиую схему излучени -приема ультразвуковых сигналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных генератора возбуждени , блока группового распределени -сбо- ра ультразвуковых сигналов и предусилител , и антенную решетку электроакустических прео-бразователей, элементы которой выполнены в виде пьезекерамических полос различной длины, одна сторона KOTOIM IX покрыта сплошньм электродом и заземлена, а на другую нанесено несколько последовательно размещенных дугообразных электродов, причем последние соединены с выходами блоков группового распределени -сбора ультразвуковых Сигналов соответственно, о т л ич и ю щ е е с   тем, что, с целью повьппени  разрешающей способности ультразвукового контрол , на каждую полосу антенной решетки с рабочей стороны нанесены плоские управл ющке электроды, длину Ь« которых определ ют соотношением X -В 1 2с где х,,, рассто ние от 1-го элемента антенной рёвютки до ее центра; коэффициент пропорциональВ , .;, ности; скорость ультразвука в рас бочей среде,л 0,1,2,3,...,nj число элементов в антенной . п решетке, устройство снабжено последовательно соединенными источником линейно из мен ющегос  напр жени  и функцио9д нальньш преобразователем, подключенсл ным выходом к плоским управл ющим со эле стродам.. . :л

Description

Изобретение относитс  к области ; неразрушающего контрол  и может быть использовано в биомедицинских ультразвуковых сканирующих приборах промышленных дефектоскопах и других контрольно-измерительных устройствах в которых сканирование ультразБукоiBoro луча производитс  немеханическим путем. Известно устройство, содержащее многоканальную схему излучени -прие ма ультразвуковых :игналов и антенную решетку электроакустических преобразователей, а схема излучени  приема BKJB04aeT управл емые и фикси рованные линии задержки в каждом канале, обеспечивак дие фокусировку и сканирование ультразвукового луча СП. Недостатком данного устройства  вл етс  низка  разрешающа  способность в плоскости сканировани , обу ловленна  отсутствием возможности непрерывного изменени  положени  в пространстве области максимальной чувствительности устройства в соответствии с изменением положени  зондируемой области объекта. Наиболее близким к изобретение  вл етс  ультразвуковое сканирующее устройство, содержащее многоканальную схему излучени -приема ультразвуковых сигналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных генератора возбзгждени , блока группового распределени -сбор ультразвуковых сигналов и предусили тел , и антенную решетку электроаку тических нреобраэсвателей, элементы которой вьэтолнены в виде пьезокерамических полос различной длины, одна сторона которых покрыта сплошньм электроде и заземлена, а на другую нанесено «есколько последовательно раз1ме1цент гх дугообразных электродов причем последние соединены с выхода ми блоков группового распределени сбора ультразвуковых сигналов соответственно С2 3. Недостатком известного устройства  вл етс  низка  разрешающа  способность ультразвукового контрол . Целью изобретени   вл етс  повышение разрешжщей Способности ультразвукового кoнtpoл . Цель изобретени  достигав тс  тем что в ультразвуковом сканирующем устройстве, содержащем многоканальную схему излучени -приема ультра-: звуковых сигналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных генератора возбуждени , блока группового распределени -сбора ультразвуковых сигналов и предусилител , и антенную решетку электроакустических преобразователей, элементы которой вьтолнены в виде пьезокерамических полос различной длины, одна сторона которых покрыта сплошным электродом и заземлена, а на другую нанесено несколько последовательно размещенных дугообразных электродов, причем последние соединены с выходами блоков группового распределени сбора ультразвуковьрс сигналов соответственно , на каждую полосу антенной решетк с рабочей стороны нанесены плоские управл кнцие электродб, | лину которых определ ют соотноением рассто ние от 1-го элеменгде х та антенной решетки до ее центра-, коэффициент пропорциональности; скорость ультразвука в рабочей среде, 0,1 ,2,3,.. . ,П , число элементов в антенной решетке, устройство снабжено П9следовательн0 соединенными источником линейно измен ющегос  напр жени  и функциональным преобразователем, подключенньи4 вькодом к плоским управл ющим электродам. На чертеже представлена структурна  схема ультразвукового сканирующего устройства. «., , .. Ультразвуковое сканирующее устройство содержит ;решетку электроакустических преобразователей в виде пЬезокерамических полос 1, на поверхности которых нанесены дугообразные электроды 2-4, сплотвные электроды 5 и плоские управл ющие элект-. рода 6, подключенные к источнику 7 ; линейно измен ющегос  напр жени  через функциональный преоб }азователь 8, многоканальн5да cxeky излучени -приема , включаи ц в каждом канале генератор 9 возбулсдени , предусилитель 10 и схему 11 группового распределени -сбора ультразвуковых сигналов. Дугообразные электроды 24 соединены со схемой 11 группового распределени -сбора ультразвуковых сигналов, вход которой соединен с выходом генератора 9 возбуждени , а выход - с предусилителем 10, радиус кривизны дугообразных электродов установлен исход  из заданных фокусных рассто ний ультразвукового луча решетки дл  каждой одинаковыми но группы электродов с V мерами i пЬ формуле а в .р СР , 1 у„ i-ro электрода тде 1- - удаление на п-ой полосе от рабочей поверхности полосы F - фокусное рассто ние 1-го электрода, . и соответ- . ственно скорость ультразвука в пье- зокерамической полосе и рабочей среде , i 1,2,3,...,п - номер электрода , д -номер пьезокерамичбской полосы в решетке. Устройство работает следующим образом. В режиме излучени  в каждом канале устройства генерируетс  импульс возбуждени  пьезокерамической Полосы 1 решетки, который с выхода генератора 9 поступает на схему 11 группового распределени -сбораультразвуковых сигналов, формирукнцей импульсы , задержанные относительно друг друга на врем  &i Д f/Vj, где &С. - рассто ние между соседними дугообразными электродами. Импуль сы с выхода схемы 1t группового распределени  подаютс  на соответствующйе дугообразные электроды 2-4, причем перв.ый во времени импульс поступает на дугообразный электрод 4, пос ледуи цие - на дугообразные электро , ды 3 и 2, смещенные соответственно на ut и 2Л относительно дугообраз ного электрода 4 в сторону рабочей поверхности пьезокерамич1еской полосы 1, Участки элементов решетки под электродами образуют пьезоизлучатели Импульсы возбуждаемых ими упругих колебаний распрстран ютс  по акусти веским волново/jaM, образуемым пассив ной частью пьезокерами есикх полос 1 1и синфазно в них суммируютс , после чего излучаютс  в рабочую среду. Изза дугообразной формы электродов 2-4 происходит фокусировка ультразвуково го луча в плоскости, перпендикул рно плоскости сканировани . Поскольку .полосы имеют различную длину, ульт .развукойой лзгч оказываетс  сфокусированным в плоскости сканировани  954 на рассто нии Z,, равном нижней границе зоны ультразвукового обзора. Через врем  t- ---, равное удроенному времени прохождени  ультразвукового импульса до нижней границы зоны ультразвукового обзора, включаетс  источник 7 линейно мен ющегос  напр жени , которое фосле преобразовани  функциональньм преобразователем 8 измен етс  во времени согласно закону -(-- - -) ,где U i 6 |напр жение на выходе функционального преобразовател  8, t - врем , отсчитываемое от начала излучени  импульсов в рабочую среду. Напр жение U с выхода функционального преобразовател  8 подаетс  на плоские управл ющие электрода 6, длина которых соотношени  L. установлена из ||ва О, N) и осуществл етс  прием ультразвуковых сигналов. В режиме приема падающие на апертуру решетки ультразвуковые колебани  возбуждают в каждом элементе импульсы, распр1остран кщиес  по акустическим волноводам. Под действием электрического напр жени  U, подаваемого на управл ющие электроды 6, задержка эхо-сигналов в i-oM элементе сканирующего устройства непре шв- но измен етс  во времени по закону Г- 1 /1- Ь чем обеспечиваетс  2с2Ч прием эхо-сигналов с произвольного 11 ассто ни  Z зоны ультразвукового обзора с максимальной чувствительиостыо . Дл  фокусировки ульттразвукового луча в плоскости сканировани  йа рассто нии Z от излучающей апертуры антенной решетки на каждом ее эле- менте необходимо создать временные задержки определ ем формулой: vfihW i- W ; где Т- - задержка сигнала на i-ом элементе антенной решеткиi Z ,- рассто ние от плоскости антенной pemierки до фокальной плоскости. Вьфажение (1). при условии х Z хорошо апроксимируетс  формулой ,2 2т4- : За счет первоначальной фокусировки при помощи пьезокерамических поДОС различной длины реализуютс  вре менные задержки (относительно центрального - элемента антенной решетки), определ емые выражением Следовательно, дл  управлени  фо кусом антенной решетки необходимо .создание временных задержек /; гЗ й-У;-)- Такие задержки могу быть созданы при помощи дополнительных плоских управл ющих электродов 6, нанесенных на боковую рабочую поверхность пьезо керамических полос 1 длина которых выбрана, равной L..; JLi в и на кото2с рые подаетс  управл ющее цапр жение „,.1(1--1). При подаче на плоские управл ющие электроды 6 напр жени  измен ютс  упругие свойства пьезокерамического материала, в результате чего скорость ультразвуковых колебаний в пьезокерамической полосе увеличиваетс  (направлени  приложенного напр жени  и вектора пол ризации пьезокерамики выбраны совпадающими ) . При этом в- достаточно шИроком диапазоне зтравл кнцих напр жений существует линейна  зависимость между поданным напр жением и задержкой ультразвукового сигнала. Тем самым, при подаче напр жени  (-- - -) с t t на все плоские управл ющие электроды 6, длина которых . « , ультЧТГ развуковые сигналы, распростран ющиес  по пьезокерамически полосам 1 будут испытывать временные задержки, (t-т).которые с 1C что ct Z и ct Z учетом того. соответствзгют требуемым по выражению (4). Таким образом в ультразвуковом сканирующем устройстве происходит непрерывное изменение фокусного рассто ни  антенной решетки в соответствии с рассто нием Z, с которого ведетс  прием эхо-сигналов, чем обеспечиваетс  повыиение разрешающей способности устройства в области сканировани  при ультразвуковом контроле. Изобретение позвол ет создать узкий ультразвуковой луч во всей зоне ультразвукового обзора и обеспечивает уменьшение веро тности постановки неправильного диапазона при использовании устройства в медицинской диагностике и отбраковки годных изделий при его использовании в дефектоскопии .

Claims (1)

  1. УЛЬТРАЗВУКОВОЕ СКАНИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее многоканальную схему излучения-приема ультразвуковых сигналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных генератора возбуждения, блока группового распределения-сбора ультразвуковых сигналов и предусилителя, и антенную решетку электроакустических преобразователей, элементы которой выполнены в виде пьезокерамических полос различной длины, одна сторона которых покрыта сплошньм электродом и заземлена, а на другую нанесено несколько последовательно размещенных дугообразных электродов, причем последние соеди нены с выходами блоков группового распределения-сбора ультразвуковых Сигналов соответственно, о т л ич А ю щ е е с я тем, что, с целью повышения разрешающей способности ультразвукового контроля, на каждую полосу антенной решетки с рабочей стороны нанесены плоские управляющие электроды, длину Ц которых определяют соотношением у?
    L1 = 2с'Б » где х( - расстояние от i-ro элемента антенной решетки до ее центра;'
    В - коэффициент пропорциональности;' . с - скорость ультразвука в рабочей среде, i = 0,1,2,3,....п;
    η - число элементов в антенной решетке, устройство снабжено последовательно соединенньыи источником линейно изменяющегося напряжения и функциональным преобразователем, подключен ным выходом к плоским управляющим электродам.
    ,°»1146595 to звуковых сигналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных генератора возбуждения, блока группового распределения-сбора ультразвуковых сигналов и предусилителя, и антенную решетку электроакустических преобразователей, элементы которой выполнены в виде пьезокерамичес— Ких полос различной длины, одна сторона которых покрыта сплошным электродом и заземлена, а на другую нанесено несколько последовательно размещенных дугообразных электродов, причем последние соединены с выходами блоков группового распределения!сбора ультразвуковых сигналов соответственно, на каждую полосу антенной решетку с рабочей стороны нанесены плоские управляющие электродй, , которых определяют соотноэд длину : шением
    Ь;
    1 1146595
SU833660416A 1983-11-05 1983-11-05 Ультразвуковое сканирующее устройство SU1146595A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833660416A SU1146595A1 (ru) 1983-11-05 1983-11-05 Ультразвуковое сканирующее устройство

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833660416A SU1146595A1 (ru) 1983-11-05 1983-11-05 Ультразвуковое сканирующее устройство

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1146595A1 true SU1146595A1 (ru) 1985-03-23

Family

ID=21088343

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833660416A SU1146595A1 (ru) 1983-11-05 1983-11-05 Ультразвуковое сканирующее устройство

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1146595A1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1987005391A1 (en) * 1986-02-27 1987-09-11 Vsesojuzny Nauchno-Issledovatelsky Institut Po Str Ultrasonic converter
WO1987006704A1 (en) * 1986-04-30 1987-11-05 Vsesojuzny Nauchno-Issledovatelsky Institut Po Str Ultrasonic flaw detector

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
lV Патент US № 4330875, кл. G 01 N 29/04, 1979. 2. Авторское свидетельство СССР № 1065767, кл. G 01 N 29/04, 1982 (прототип). *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1987005391A1 (en) * 1986-02-27 1987-09-11 Vsesojuzny Nauchno-Issledovatelsky Institut Po Str Ultrasonic converter
WO1987006704A1 (en) * 1986-04-30 1987-11-05 Vsesojuzny Nauchno-Issledovatelsky Institut Po Str Ultrasonic flaw detector
US4856336A (en) * 1986-04-30 1989-08-15 Falkevich Sergei A Ultrasonic flaw detector

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0370107B1 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus
JP2745147B2 (ja) 圧電変換素子
US4241611A (en) Ultrasonic diagnostic transducer assembly and system
US4129799A (en) Phase reversal ultrasonic zone plate transducer
JPS58625B2 (ja) 超音波像形成方法およびシステム
JPS6346693B2 (ru)
GB2079102A (en) Arc scan transducer array having a diverging lens
EP0005071B2 (en) Probe for electronic scanning type ultrasonic diagnostic apparatus
US4487073A (en) Ultrasonic system
SU1146595A1 (ru) Ультразвуковое сканирующее устройство
GB2095951A (en) Transducers of improved resolution and systems for the transmission and reception of radiation
US4399387A (en) Ultrasonic wave transducer
JPH06237930A (ja) 超音波診断装置
JPH045290B2 (ru)
SU1170342A1 (ru) Ультразвуковое сканирующее устройство
SU1065767A1 (ru) Ультразвуковое сканирующее устройство
SU567130A1 (ru) Ультразвуковое сканирующее устройство
JPH0263013B2 (ru)
JPH03123541A (ja) 超音波診断装置の超音波探触子
JP3387249B2 (ja) 超音波探触子
SU1582113A1 (ru) Электроакустический преобразователь
CN1750789A (zh) 超声诊断装置的孔径确定方法
SU542956A1 (ru) Анализатор спектра на ультразвуковых поверхностных волнах
JP2633576B2 (ja) 超音波診断装置
SU1658079A1 (ru) Поверхностно возбуждаемый пьезоэлектрический преобразователь