SU1623791A1 - Система фокусировки акустического излучени в твердотельных объектах - Google Patents

Description

1

(21)4493930/10

(22)26.07.88

(46)30.01.91. Бюл. № 4

(71)Институт микроэлектроники АН СССР

(72)К.А. Валиев, О.А. Жаров, В.Н.Репин и Е.И. Сухов

(53)534.232(088.8)

(56)Ультразвук. - Маленька  энциклопеди . Гл. ред Гол мина И.П., М.: Советска  энциклопеди , 1979.

(54)СИСТЕМА ФОКУСИРОВКИ АКУСТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ ОБЪЕКТАХ

(57)Изобретение относитс  к технике неразрушающего контрол  и может быть использовано дл  акустического контрол  материалов и изделий. Система фокусировки

акустического излучени  содержит акустическую линзу 1, выполненную в виде шарового сегмента, на одной поверхности которого расположен пьезоэлектрический пре образователь 2, а на противоположной - иммерсионный слой 3. Благодар  выбор толщины иммерсионного сло , соответствию щей определенному соотношению, св ш вающему глубину расположени  области фокусировки в объекте 4, радиус кривимы преобразовател  2, толщину линзы 1, относительные показатели преломлени  литы 1 и объекта 4, св занные через скорость зв ка в иммерсионном слое 3, а также читы ва  апертурный угол излучени  обеспечивают повышенную разрешающею способ ность фокусирующей системы за счет уменьшени  лучевых аберраций i п ф-.1ы. 1 i

О5

ю

00

v

CD

4

Пг

Изобретение относитс  к технике неразрушающего контрол  и может быть использовано дл  акустического контрол  материалов и изделий, в конструкци х акустических дефектоскопов, микроскопов и томо- графов

Цель изобретени  - повышение разрешающей способности за счет уменьшени  лучевых аберраций

На чертеже схематически изображена система фокусировки акустического излу- чени  в твердотельных объектах и ход лучей в указанной системе, определ ющих величину лучевых аберраций

Система фокусировки акустического излучени  содержит акустическую линзу 1, выполненную в форме шарового сегмента, плоска  поверхность которого обращена и параллельна поверхности исследуемого твердотельного объекта На сферической поверхности акустической линзы 1 расположен пьезоэлектрический преобразователь 2 Ко второй поверхности линзы 1 примыкает иммерсионный слой 3, наход щийс  между линзой и исследуемым твердотельным объектом 4 В качестве иммерсионного сло  может использоватьс  вода, а также жидкий гелий и ртуть

Дл  снижени  величины лучевых аберраций толщина иммерсионного сло  d должна задаватьс  соответствующей устовию

Z п

(-%- )2 - sm ct

40

е градиус кривизны сферическойd-

поверхности пьезопреобразова- тел ,

hвысота шарового сегмента,35 где г

п, п, -относительные показатели преломлени  акустической линзы и твердотельного объекта соответственно , равные отношению скоростей звука в материале и в иммерсионном слое, а.- апертурный угол,

Zрассто ние от поверхности объекта до области фокусировки Наименьша  расфокусировка происхот в том случае, когда акустическа  линза 45 выполнена из материала, коэффициент еломлени  которою совпадает с коэффиентом преломлени  твердотельного объек4

Система фокусировки акустического изчени  работает образом

h

п, а

Z

2. что ак териал совпад твердо

5

0

5 0 с.

0

Пьезоэлектрический преобразователь 2, нанесенный на сферическую поверхность акустической линзы 1, преобразует высокочастотные электрические колебани  в механические , которые возбуждают в линзе 1 акустические волны Акустическое излучение благодар  использованию линзы, обладающей формой указанной выше, фокусируетс  через иммерсионный слой 3 внутри исследуемого твердотельного объекта 4.

Использование изобретени  ведет к снижению величины объема области твердотельного объекта, где фокусируетс  акустическое излучение, а следовательно, позвол ет повысить разрешающую способность акустических приборов

Формула и-юбретени 

1 Система фокусировки акустического излучени  в твердотельных объектах, содержаща  акустическую линзу, на одной поверхности которой расположен пьею электрический преобразователь, а на противоположной - иммерсионный слой, отличающа с  тем, что, с целью повышени  разрешающей способности за счет уменьшени  лучевых аберраций, акустическа  линза выполнена в форме шарового cei мента, плоска  поверхность которого обращена и параллельна поверхности твердотельного объекта, а толщина иммерсионного ..ю  d выбира етс  из услови 

(r-h)-4

Z-п,

cosa

sura

0

5 где г

5

- кривизны сферической поверхности пьечопреобразо вател ,

h- высота шаровою сегмента,

п, П2 - относительные показатели преломлени  акустической линзы и твердотельного объекта соответственно , равные отношению скоростей звука в материале и в иммерсионном слое, аапертурный угол,

Zрассто ние or поверхности

объекта до области фокусировки. 2. Система по п 1, отличающа с  тем, что акустическа  линза выполнен из материала , коэффициент преломлени  которого совпадает с коэффициентом преломлени  твердотельного объекта

Claims (2)

1. Формула изобретения

   1. Система фокусировки акустического излучения в твердотельных объектах, содержащая акустическую линзу, на одной поверхности которой расположен пьезоэлектрический преобразователь, а на противоположной — иммерсионный слой, отличающаяся тем, что, с целью повышения разрешающей способности за счет уменьшения лучевых аберраций, акустическая линза выполнена в форме шарового сегмента, плоская поверхность которого обращена и параллельна поверхности твердотельного объекта, а толщина иммерсионного слоя d выбирается из условия (r—h)-n< Ζ·η_} cosa , ( J* )² sirCa где г - радиус кривизны сферической поверх пости пьезопреобразователя;

   h — высота шарового сегмента;

   Hi, «2 — относительные показатели преломления акустической линзы и твердотельного объекта соответственно, равные отношению скоростей звука в материале и в иммерсионном слое;

   а - апертурный угол;

   Z расстояние ог поверхности объекта до области фокусировки.
2. 2. Система по π. 1, отличающаяся тем, что акустическая линза выполнена из материала, коэффициент преломления которого совпадает с коэффициентом преломления твердотельного объекта.