SU1763973A1

SU1763973A1 - Ультразвуковое фокусирующее устройство

Info

Publication number: SU1763973A1
Application number: SU904859821A
Authority: SU
Inventors: Евгений Леонидович Казмировский; Владимир Григорьевич Прохоров
Original assignee: Войсковая часть 10729
Priority date: 1990-08-13
Filing date: 1990-08-13
Publication date: 1992-09-23

Abstract

Изобретение относитс к ультразвуковой технике и может быть использовано дл фокусировани ультразвуковых колебаний при силовом воздействии ультразвука на жидкие и твердые среды, например, в дефектоскопии , медицинской диагностике и других. Цель изобретени - повышение интенсивности ультразвука в фокальной плоскости. Цель достигаетс тем, что параболический рефлектор с широким и узким отверсти ми выполнен в виде половины тела вращени , образованного вращением части параболы, отсекаемой пр мой, вл ющейс осью вращени и проход щей через ее фокус параллельно директрисе, не содержащей вершины параболы. Преобразователь выполнен в виде полуцилиндра и размещен в широком отверстии рефлектора так, что его образующа параллельна оси вращени параболы, Фокусы преобразовател и рефлектора совмещены в общей точке на оси полуцилиндра в узком отверстии рефлектора. 2 ил.

Description

сл

с

Изобретение относитс к ультразвуковой технике и может быть использовано дл фокусировани ультразвуковых колебаний при силовом воздействии ультразвука на жидкие и твердые среды, а также при медицинской ультразвуковой диагностике и терапии .

Известны фокусирующие устройства, состо щие из двух основных элементов: активного излучател и пассивного рефлектора 1, Рефлектор измен ет направление падающей на него волны таким образом, что в некоторой части пространства возникает концентраци энергии отраженных волн - это и вл етс фокальной областью.

Наибольший интерес вызывает устройство , содержащее элипсоидальный рефлектор со сферическим излучателем, центр которого совпадает с первым фокусом элипсоида, так как в этом случае высока концентраци ультразвука обеспечиваетс за пределами конструкции - во втором фокусе ,

Однако это устройство в силу ограничений на размеры излучател , расположенного внутри рефлектора, имеет рабочий диапазон в пределах высоких (мегагерцевых ) ультразвуковых частот и не обеспечивает эффективной фокусировки на более низких частотах.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату вл етс устройство, содержащее рефлектор в виде параболоида вращени , в

XI о со ю

Х|

со

широком входном отверстии которого размещен плоский дисковый излучатель 2.

Недостатком данного устройства вл етс ограниченна возможность концентрации энергии в фокусе при заданных габаритах устройства в целом. Это св зано с малой площадью излучени плоского диска , определ емой раскрывом рефлектора. При исходной невысокой удельной мощности дл плоских излучателей обща акусти- ческа мощность будет мала, что снижает эффективность фокусировки.

Цель изобретени - повышение интенсивности ультразвука в фокальной области.

Цель достигаетс тем, что рефлектор выполнен в виде половины тела вращени , образованного вращением части параболы, отсекаемой пр мой, вл ющейс осью вращени и проход щей через ее фокус параллельно директрисе, не содержащей вершины параболы, а преобразователь выполнен в виде полуцилиндра и размещен в широком отверстии рефлектора так, что его образующа параллельна оси вращени параболы , причем фокусы преобразовател и рефлектора совмещены в общей точке на оси полуцилиндра в узком отверстии рефлектора .

На фиг.1 представлено ультразвуковое фокусирующее устройство, общий вид, по- перечное сечение; на фиг.2 - то же, вид сверху, продольное сечение.

Устройство содержит электроакусти- еский преобразователь в виде полуцилиндра 1, размещенный в широком отверстии пораболического рефлектора 2, на внешней (выпуклой) стороне преобразовател размещен звукоотражающий экран 3. Преобразователь электрическими выводами 4 подключен к генератору.

Работа устройства происходит следующим образом. При подаче возбуждающего электрического напр жени на электроды 4 преобразовател 1 последний излучает цилиндрическую волну, котора при от- ражении от поверхности рефлектора 2 трансформируетс в сферическую волну, сход щуюс в общий фокус F, где получаетс высока интенсивность ультразвука

В качестве материала дл рефлектора могут быть использованы металлы, пено- пласты и др., удельное акустическое сопротивление которых существенно отличаетс от удельного акустического сопротивлени рабочей среды (воды) дл получени коэффициента отражени близкого к 1.

В качестве излучател могут быть использованы любые полуцилиндрические электроакустические преобразователи на толщинных колебани х (пьезокерамиче- ские, магнитострикционные, ферритовые и т.п.). Преобразователь может быть выполнен в виде дуговых секций, либо секционированным , что позвол ет формировать фокусирующее устройство при заданных габаритах на более низкие ультразвуковые частоты (дес тки и сотни килогерц), а интенсивность ультразвука в фокусе по сравнению с прототипом может быть увеличена более чем вдвое.

Таким образом, ультразвуковое фокусирующее устройство обеспечивает в широком диапазоне частот, в том числе и на относительно низких ультразвуковых частотах , высокую концентрацию энергии в фокальной области.

Claims

Формула изобретени Ультразвуковое фокусирующее устройство , содержащее параболический рефлектор с широким и узким отверсти ми и электрический преобразователь, установленный в широком отверстии рефлектора, отличающеес тем, что, с целью повышени интенсивности ультразвука в фокальной плоскости, рефлектор выполнен в виде половины тела вращени , образованного вращением части параболы, отсекаемой пр мой, вл ющейс осью вращени и проход щей через ее фокус параллельно директрисе , несодержащей вершины параболы , преобразователь выполнен в виде полуцилиндра, размещенного в широком отверстии рефлектора так, что его образующа параллельна оси вращени параболы, а фокусы преобразовател и рефлектора совмещены в общей точке на оси полуцилиндра в узком отверстии рефлектора.

Фие z