SU1170342A1 - Ultrasonic scanning device - Google Patents

Ultrasonic scanning device Download PDF

Info

Publication number
SU1170342A1
SU1170342A1 SU833644747A SU3644747A SU1170342A1 SU 1170342 A1 SU1170342 A1 SU 1170342A1 SU 833644747 A SU833644747 A SU 833644747A SU 3644747 A SU3644747 A SU 3644747A SU 1170342 A1 SU1170342 A1 SU 1170342A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
electrode
electrodes
ultrasonic signals
ultrasonic
preamplifier
Prior art date
Application number
SU833644747A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Эугениюс Леонидович Пилецкас
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 SU833644747A priority Critical patent/SU1170342A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1170342A1 publication Critical patent/SU1170342A1/en

Links

Landscapes

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

Abstract

УЛЬТРАЗВУКРВОЕ СКАНИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТЮ, содержащее многоканальную схему излучени -приема ультразвуковых сигналов, включающую в каждом канале генератор возбуждени , предусилитель и блок распределени -сбора ультразвуковых сигналов, вход которого соединен .с выходом генератора возбуждени , а выход - с предуснлителем , и антенную решетку из 2п+1 электроакустических преобразователей, каждый элемент которых выполнен в виде пьезокерамических полос разной длины со сплошным электродом на одной стороне, а на другую сторону на- несено t электродов в виде полос, радиус кривизны (;„ которых определ етс  по Соотношению ср R,n где fj - удаление i -го электрода от поверхности п-полосы, FT - фокусное рассто ние -i-roэлектрода , УррИ Vcp- скорости ультразвука в пьезокерамической полосе и рат бочей среде, соответственно, 1 электродов соединены соответственно с генераторами возбуждени  и предусилител ми каналов схемы излучени приема ультразвуковых сигналов, о тличающеес  тем, что, с целью повышени  продольной разрешающеф способности, i электродов выполнены плосковогнутыми, при этом вогнута  сторона i электродов направлена в сторону излучакнцей поверхности , а средн   ширина . ti электродов удовлетвор ет условию - .. . где - рабоча  частота пьезоизлуСО 4 чател , образованного i-м. плосковогнутым электродом и сплошным электродом.ULTRASONIC SCANNING DEVICE, containing a multichannel emission scheme — reception of ultrasonic signals, including an excitation generator in each channel, a preamplifier and a distribution unit — a collection of ultrasonic signals whose input is connected to the output of the excitation generator, and the output with a preamplifier, and an antenna array of 2n + 1 electroacoustic transducers, each element of which is made in the form of piezoceramic strips of different lengths with a solid electrode on one side, and on the other side there is a t elec The stripes are in the form of strips, the radius of curvature (; "which is determined by the ratio cf R, n where fj is the distance of the i -th electrode from the surface of the n-band, FT is the focal length of the i-roelectrode, UrrI Vcp is the ultrasound velocity in the piezoceramic A bar and a ratch of the medium, respectively, 1 electrodes are connected respectively to the excitation generators and the preamplifiers of the radiation channels of the reception of ultrasonic signals, which are characterized by the fact that, in order to increase the longitudinal resolution, the i electrodes are made flat-bent; Curved side electrodes i izluchakntsey directed towards the surface, and the average width. The electrode ti satisfies the condition -. where is the operating frequency of the piezoisoSO4 chatel formed by the i-th. a flat-bent electrode and a solid electrode.

Description

I II I

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю и может быть использовано в медицинской технике, контрольно-измерительных устройствах, дефектоскопии, а также других устройствах , в которых yльтpaзвy coвo сканирование производитс  немеханическим путём.The invention relates to non-destructive testing and can be used in medical technology, test equipment, flaw detection, as well as other devices in which a co-scanning is performed in a non-mechanical way.

Известно ультразвуковое сканирующее устройство, содержащее многоканальную схему излучени -приема ультразвуковых сигналов и антенную решетку электроакустических преобразователей , выполненных в виде пьезокерамических полос разной длины, одна сторона которых покрыта сплошным электродом и заземлена, а на другую нанесены электроды в виде полос, соединенные соответственно с генераторами возбуждени  и предусилител ми каналов схемы излучени -приема.An ultrasonic scanning device containing a multichannel radiation scheme is known — reception of ultrasonic signals and an antenna array of electroacoustic transducers made in the form of piezoceramic strips of different lengths, one side of which is covered with a solid electrode and grounded, and the other one has strip electrodes applied respectively to excitation generators and preamplifiers of emission-reception channels.

Недостатком такого устройства  вл етс  низка  разрешающа  способность , обусловленна  дифракционным расширением ультразвукового луча в плоскости, перпендикул рной сканированию .The disadvantage of this device is the low resolution, due to diffraction expansion of the ultrasonic beam in the plane, perpendicular to the scanning.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  ультразвуковое сканирующее устройство, содержащее многоканальную схему излучени -приема ультразвуковых сигналов, включающую в каждом канале генератор возбуждени , предусилитель и блок распределени  сбора ультразвуковых сигналов, вход которого соединен с выходом генератора возбуждени , а выход - с предусилителем , и антенную решетку из 2п+1 электроакустических преобразова телей, каждый элемент которых выполнен в виде пьезокерамических полос разной длины со сплошным электродом на одной стороне, а на другую сторону нанесено i электродов в виде полос, радиус кривизны которых определ етс  по соотношениюClosest to the invention is an ultrasound scanning device comprising a multichannel emission scheme — receiving ultrasonic signals, including in each channel an excitation generator, a preamplifier and an ultrasonic signal collection distribution unit, whose input is connected to the output of the excitation generator, and the output is with a preamplifier, and an antenna a grid of 2p + 1 electroacoustic transducers, each element of which is made in the form of piezoceramic strips of different lengths with a solid electrode on one side e, and on the other side i are applied electrodes in the form of strips, the radius of curvature of which is determined by the ratio

РR

. . где удаление i-го электрода от . . where is the removal of the i-th electrode from

поверхности h-й полосы, F{ - фокусное рассто ние i-rosurfaces of the h-th band, F {- focal distance i-ro

электрода,electrode,

V и Vf,- скорость ультразвука в ра бочей среде и пьезокерамической полосе соответственноV and Vf, - ultrasound velocity in the working medium and piezoceramic strip, respectively

{ электроды соединены соответственно с генераторами возбуждени  и пред422{electrodes connected respectively to excitation generators and pred422

усилител ми каналов схемы излучени приема .amplifiers of channels of receive emission circuitry.

Недостатком данного устройства  вл етс  низка  продольна  разрешающа  способность.The disadvantage of this device is low longitudinal resolution.

Целью изобретени   вл етс  повышение продольной разрешающей способности .The aim of the invention is to increase the longitudinal resolution.

Поставленна  цель достигаетс The goal is achieved

тем, что в ультразвуковом сканирующем устройстве, содержащем многоканальную схему излучени -приема ультразвуковых сигналов, включающую в каждом канале генератор возбуждени ,the fact that in an ultrasound scanning device containing a multichannel emission scheme — reception of ultrasonic signals, including in each channel an excitation generator,

предусилитель и блок распределени сбора ультразвуковых сигналов, вход к 1ждого соединен с выходом генератора возбуждени , а выход - с предусилителем , и антенную решетку изthe preamplifier and the distribution unit of the collection of ultrasonic signals, the input to 1j is connected to the output of the excitation generator, and the output to the preamplifier, and the antenna array from

2п+1 электроакустических преобразователей , каждый элемент которых выполнен в виде пьезокерамических полос разной длины со сплошным электродом на одной стороне, а на другую2p + 1 electroacoustic transducers, each element of which is made in the form of piezoceramic fringes of different lengths with a solid electrode on one side and on the other

сторону нанесено i электродов в виде полос, радиус прикизны которых определ етс  по соотношенитоthe side is deposited with i electrodes in the form of strips, the radius of which is determined by the ratio

b b

где - удаление 1-го электродаwhere - removal of the 1st electrode

от поверхности п-й полосы, F,- - фокусное рассто ние i-rofrom the surface of the pth band, F, - is the focal distance i-ro

электрода,electrode,

V и V. - скорости ультразвука в рабочей среде и пьезокерамической полосе соответственно ,V and V. - the speed of ultrasound in the working environment and the piezoceramic strip, respectively,

i электроды соединены, соответственно с генераторами возбуждени  и предусилител ми каналов схемы возбуждени -приема , i электроды выполнены плосковогнутыми, при этом вогнута  сторона электродов направлена в сторону излучавощей поверхности, а средн   ширина li; электродов удовлетвор ет условиюi the electrodes are connected, respectively, with the excitation generators and channel preamplifiers of the excitation-reception circuit, i the electrodes are flat-bent, the concave side of the electrodes is directed towards the radiating surface, and the average width li; electrodes satisfies the condition

1, Vn/2,где . - рабоча  частота пьезоизлуча .тел , образованного плосковогнутым электродом1, Vn / 2, where. - working frequency of the piezoelectric beam formed by a flat-bent electrode

и сплошным электродом. На чертеже представлена структурна  схема ультразвукового сканирующего устройства, Ультразвуковое сканирующееand a solid electrode. The drawing shows a structural diagram of an ultrasonic scanning device, Ultrasonic scanning

устройство содержит антенную решетку из 2п+1 электроакустических преобразователей в виде пьезокерамическихthe device contains an antenna array of 2p + 1 electroacoustic transducers in the form of piezoceramic

3131

полос 1, на поверхности которых нанесены плосковогнутын электроды 2-4 и сплошные электроды 5, причем плосковогнутый электрод 2 на п-й пьезокерамической полосе нанесен на рассто нии Е от ее рабочей поверхности , а остальные - сдвинуты в тыльную сторону на величину i/i , многоканальную схему излучени -приема ультразвуковых сигналов, включающую в каждом канале генератор 6 возбуждени , предусилитель 7 и блок 8 распределени  сбора ультразвуковых сигналов j плосковогнутые электроды 2-4 соединены с блоком 8 распределени  сбора ультразвуковых сигналов, вход которого соединен с вькодом генератора 6 возбуждени , а выход - с предусилителем 7, радиус кривизны плос- ковогнутых электродов 2-4 установлен исход  из заданных фокусных рассто ний Р, ультразвукового луча антенной решеткой, дл  каждой группы электродов с одинаковыми номерами strips 1, on the surfaces of which are applied flat-bent electrodes 2-4 and solid electrodes 5, with the flat-bent electrode 2 on the nth piezoceramic strip applied at a distance E from its working surface, and the rest are shifted to the back by i / i a multichannel radiation circuit — receiving ultrasonic signals, including in each channel an excitation generator 6, a preamplifier 7 and an ultrasound signal collection distribution unit 8 j, flat-concave electrodes 2–4 are connected to an ultrasonic signal collection distribution unit 8 fishing, whose input is connected to vkodom excitation generator 6, and an output - a preamplifier 7, the radius of curvature plane-kovognutyh electrode 2-4 is set based on the predetermined focal length F of the ultrasound beam antenna array for each electrode group with the same number

по формуле о j р ср in in i according to the formula of j p cf in in i

где ,2,3,...,K - номер пьезокерамической полосы 1 в антенной решетке .where, 2,3, ..., K is the number of the piezoceramic strip 1 in the antenna array.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

В режиме излучени  в каждом канале устройства генерируетс  импульс возбуждени , который с выхода генератора 6 возбуждени  поступает в блок 8 распределени -сбора ультразвуковых сигналов, формирующий импульсы , задержанные относительно друг друга на врем  . Импульсы с выхода блока В распределени -сбора ультразвуковых сигналов по даютс  на соответствующие плосковогнутые электроды 2-4 каждой пьезокерамической полосы 1, причем первый по времени импульс поступает на дальний относительно рабочей поверхности пьезокерамической полосы 1 электрод, т.е. на плосковогнутый .электрод 4, последующие - на электроды , смещенные соответственно наIn the radiation mode, in each channel of the device, an excitation pulse is generated, which from the output of the excitation generator 6 enters the distribution unit 8, a collection of ultrasonic signals, generating pulses delayed relative to each other by time. The pulses from the output of the block B of the distribution of ultrasonic signals are given to the corresponding flat-concave electrodes 2-4 of each piezoceramic strip 1, with the first pulse arriving at the far electrode relative to the working surface of the piezoceramic strip 1, i.e. on the flat-bent electrode 4, the next - on the electrodes, shifted respectively by

0342403424

& , 2( и т.д. относительно дальнего электрода в сторону рабочей поверхности пьезокерамической полосы 1, Пьезоизлучатели, образованные плос5 ковогнутыми электродами 2-4 и сплошными электроадми 5,  вл ютс  широкополостньми . Импульсы возбуждаемых ими упругих колебаний распростран .ютс  по акустическим волноводам, об0 разуемым пассивной частью пьезокерамических полос 1, синфазно в них суммируютс , после чего без значительных искажений излучаютс  в рабочую среду. В этих услови х продольна &, 2 (and so on with respect to the far electrode towards the working surface of the piezoceramic strip 1, Piezo emitters formed by flat bent electrodes 2-4 and solid electroads 5 are wide-gap. The pulses of elastic oscillations excited by them propagate along acoustic waveguides, formed by the passive part of the piezoceramic strip 1, they are summed in phase, after which they are radiated without significant distortions into the working medium. Under these conditions it is longitudinal

j разрешающа  способность устройства практически зависит только от длительности возбуждающего импульса, котора  может быть сделана достаточно малой.j the resolution of the device practically depends only on the duration of the excitation pulse, which can be made sufficiently small.

0 В режиме приема падающие на апертуру решетки ультразвуковые волны в каждом элементе возбуждают импульсы, фаза которых зависит от угла падени  волны. Эти импульсы распростран ютс  по акустическим волноводам и при прохождении участков с плоско .вогнутьми электродами 2-4 на них возникают электрические сигналы. Последние с каждого электрода поступают0 In the reception mode, the ultrasonic waves incident on the grating aperture in each element excite pulses, the phase of which depends on the angle of incidence of the wave. These pulses propagate through acoustic waveguides and, when they pass through sections with flat bent electrodes 2-4, electrical signals appear on them. The last from each electrode come

Q в блок 8 распределени -сбора ультразвуковых сигналов, где сигналы с плосковогнутого электрода 2 задерживаютс  на врем  24t, а с плосковогнутого электрода 3 - на врем  ui и синфазно суммируютс . С выхода блока 8 распределени  сбора на предусилитель 7 поступает один суммарный сигнал.Q into the distribution unit 8 of the ultrasound signal collection, where the signals from the flat-bent electrode 2 are delayed by 24t, and from the flat-bent electrode 3 - by the time ui and are in phase combined. From the output of the acquisition distribution unit 8, one total signal is fed to the preamplifier 7.

Изобретение позвол ет достигнутьThe invention allows to achieve

Q продольной разрешающей способностиQ longitudinal resolution

(1,5-2)71, где Л- длина волны ультразвука в рабочей среде, в то врем  Как в известном устройстве продольна  разрешающа  способность составл ет(1.5-2) 71, where L is the wavelength of ultrasound in the working medium, while As in the known device, the longitudinal resolution is

j (5-6)Д , что обеспечивает эффект уменьшени  веро тности постановки неправильного диагноза при его использовании в медицинской диагности- ке и отбраковка годных изделий приj (5-6) D, which provides the effect of reducing the likelihood of making an incorrect diagnosis when it is used in medical diagnostics and rejection of suitable products when

Q его использовании в дефектоскопии.Q its use in flaw detection.

Claims (1)

УЛЬТРАЗВУКОВОЕ СКАНИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее многоканальную схему излучения-приема ультразвуковых сигналов, включающую в каждом канале генератор возбуждения, предусилитель и блок распределения-сбора ультразвуковых сигналов, вход которого соединен .с выходом генератора возбуждения, а выход - с предусилителем, и антенную решетку из 2п+1 электроакустических преобразователей, каждый элемент которых выполнен в виде пьезокерамических полос разной длины со сплошным электродом на одной стороне, а на другую сторону на- ’ несено t электродов в виде полос, радиус кривизны Rjn которых определяется по соотношению где 0·η - удаление i -го электрода от поверхности η-полосы, F; - фокусное расстояние e-i-ro· электрода, и У„- скорости ультразвука в пьеFF сг зокерамической полосе и рабочей среде, соответственно, 1 электродов соединены соответственно с генераторами возбуждения и предусилителями каналов схемы излученияприема ультразвуковых сигналов, о тличающееся тем, что, с целью повышения продольной разрешающеф способности, ί электродов выполнены плосковогнутыми, при этом вогнутая сторона ΐ электродов на правлена в сторону излучающей поверх- g ности, а средняя ширина . 1ц электродов удовлетворяет условию . ...·ΐ4·ν./ΐί| .ULTRASONIC SCANNING DEVICE, containing a multi-channel radiation-reception scheme of ultrasonic signals, including in each channel an excitation generator, a preamplifier and a distribution unit for collecting ultrasonic signals, the input of which is connected to the output of the excitation generator, and the output to the preamplifier, and an antenna array of 2p + 1 electro-acoustic transducers, each element of which is made in the form of piezoceramic strips of different lengths with a solid electrode on one side, and t electrode applied on the other side in the form of strips whose radius of curvature Rj n is determined by the relation where 0 · η is the removal of the ith electrode from the surface of the η-strip, F; - focal length e -i-ro · electrode and Y "- the ultrasonic velocity in peFF g zokeramicheskoy with the strip and the working environment, respectively, the electrodes 1 are respectively connected with the generators and the excitation channel preamplifiers circuits izlucheniyapriema ultrasonic signals of tlichayuscheesya in that In order to increase the longitudinal resolution, the ов electrodes are made flat-concave, while the concave side ΐ of the electrodes is directed toward the radiating surface g, and the average width. 1c electrodes satisfies the condition. ... · ΐ4 · ν. / Ϊ́ί | . где £· - рабочая частота пьезоизлучателя, образованного i-м. плосковогнутым электродом и сплошным электродом.where £ · is the working frequency of the piezo emitter formed by the ith. flat-concave electrode and a solid electrode. 1 1170342 21 1170342 2
SU833644747A 1983-09-22 1983-09-22 Ultrasonic scanning device SU1170342A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833644747A SU1170342A1 (en) 1983-09-22 1983-09-22 Ultrasonic scanning device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833644747A SU1170342A1 (en) 1983-09-22 1983-09-22 Ultrasonic scanning device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1170342A1 true SU1170342A1 (en) 1985-07-30

Family

ID=21082709

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833644747A SU1170342A1 (en) 1983-09-22 1983-09-22 Ultrasonic scanning device

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1170342A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
Авторское свидетельство СССР № 567130, кл. G 01 N 29/04, 1971. Авторское свидетельство СССР № 1065767, кл. G 01 N 29/04, 1982. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
KR860000380B1 (en) Device for ultrasonic diagnosis
US7393324B2 (en) Ultrasonic transmitting and receiving apparatus
US4241611A (en) Ultrasonic diagnostic transducer assembly and system
EP0370107B1 (en) Ultrasonic diagnostic apparatus
GB2079102A (en) Arc scan transducer array having a diverging lens
KR100353131B1 (en) Ultrasonic Transducer Array with Apodized Elevation Focus
SE8000837L (en) Ultrasonic image device for generating cross-sectional images
WO2007046180A1 (en) Ultrasonic transducer, ultrasonic probe and ultrasonic imaging device
SE439840B (en) SET FOR Acoustic Pulse Echo Imagery And / Or Holographic Imagery And Linear Transformer Field For ASTAD COMMUNICATION OF THE SET
US7291108B2 (en) Ultrasonic transmission/reception apparatus for generating an image based on ultrasonic echoes and vibro-acoustic sounds
JP2002209894A (en) Ultrasonic probe
CN106404911A (en) True-time-delay single-mode Lamb wave phased array control system used for platy structure detection
US7331234B2 (en) Ultrasonic imaging method and ultrasonic imaging apparatus
EP0005071B2 (en) Probe for electronic scanning type ultrasonic diagnostic apparatus
EP0113594A2 (en) Ultrasonic Diagnostic Apparatus Using an Electro-Sound Transducer
US6716173B2 (en) Ultrasonic imaging method and ultrasonic imaging apparatus
SU1170342A1 (en) Ultrasonic scanning device
US4520670A (en) Method and apparatus for generating short ultrasonic echo pulses
EP0070139B1 (en) Arc scan ultrasonic imaging system having diverging lens and path-length compensator
JPH06237930A (en) Ultrasonic diagnostic device
SU1146595A1 (en) Ultrasonic scanning device
JPS5822978A (en) Ultrasonic wave device
JPH0226189B2 (en)
SU1065767A1 (en) Ultrasonic scanning device
JPH0349389B2 (en)