SU567130A1 - Ультразвуковое сканирующее устройство - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к ультразвуковой технике и может ыть использовано в ультразвуковых импульсных приборах медицинской диагностики, дефектоскопах н других контрольно-измерительных устройст1вах, в которых ультразвуковое сканирование производитс  «емеханическим путем.

Известны ультразвуковые сканирующие устройства, содержащие решетку электроакустических преобразователей и возбуждающие генераторы электрических импульсов, запускаемые от электрически управл емых электронных схем I.

В этих устройствах одни электроды каждого элемента решетки подключены к управл еMbLM лини м задержки, а другие электроды подключены к выходам генераторов возбуждени  пьезоэлементов, выходы запуска которых через селекторы импульсов соединены с управл емым-и лини ми задержки, причем центральна  точка соединени  электрически управл емых линий задержк-и подключ-ена к электронному ключу, коммутируемые входы которого соединены с генератором импульсов синхронизации и выходным усилителем.

Недостатком этих устройств  вл етс  низка  надежность контрол , св занна  с большой мертвой зоной и низкой разрешающей способностью .

Наиболее близким к предлагаемому устройств )у по технической сущности  вл етс  ультразвуковое сканирующее устройство, содержащее объединенные в решетку пьезоэле ктрические преобразователи, расположенные симметрично их центральному преобразователю; каналы излучени -приема, число которых равно числу преобразователе, -каждый канал включает генератор возбуждени  лреобразовател , предусилителъ, селектор импульсов и управл емую линию, задержки, выход которой соединен с входом линии задержки последующего канала; фазоинвертор, иротивофазные выходы которого соединены симметрично относительно |дентрального преобразовател  с соответсггвующими управл ющими входами линий задержек; генератор управл ющего напр жени , подключенный к входу фазоинвертора; синхронизатор; еоедине ный

с ним генератор строб-нмиульсое, входы которого подключены к управл ю-шим входам селекторов импульсов, и индикатор 2.

Недостатком его  вл етс  н зка  надежность контрол .

Целью изобретени   вл етс    вышение «адежности контрол .

Эта цель достигаетс  тем, что устройство снабжено электронным 1сл:Ю чом, вход котор.0го соединен с синхронизатором, выход - .с

входом линии задержки централъног.0 преоб 3 разовател , блоком усилени -детектировани , вход которого соединен с электронным ключом , а выход-с индикатором; преобразователи выполнены в виде пьезоэлектрических полос различной длины, уменьшающихс  от центрального к периферийным преобразовател м , одна бокова  поверхность каждого из которых снабжена электродом, соединенным с корпусом решетки, друга  бокова  поверхность--двум  парами электродов с одинаковыми рассто ни ми между парами и соединенными перва  пара-с -генератором возбуждени , а втора  - с предусилителем. На фиг. 1 изображена блок-схема ультразвукового сканирующего ycтpoйcтвa; на фиг. 2 - диаграмма временных задержек, по сн юща  принцип действи  устройства. Ультразвуковое устройство содержит пьезоэлектрические преобразователи в,виде полос 1, на поверхности которых нанесены электроды 2-4; калалы излучени -приема, включающие каждый предусилитель 5, управл емую линию задержки 6, селектор 7 импульсов и генератор 8 возбуждени  преобразовател ; одна пара электродов соединена с предусилителем 5, а друга  - с генератором 8; блок 9 усилени -детектБровани , соединенный с его входом электронный ключ 10, выход которого соединен с входом линии задержки 6 центрального канала; синхронизатор И, соединенный с входом ключа 10; генератор 12 строб-импульсов, вход которого соединен с синхронизатором, а выходы - с селекторами импульсов каждого канала; генератор 13 управл ющего напр жени ; фазоинвертор 14, вход которого соединен с генератором 13, а противофазные выходы симметрично относительно центрального преобразовател  15 - с соответствующими входами линий задержек 6; и индикатор 16, соединенный с блоком 9 усилени -детектировани  (см. фиг. 1). Устройство работает следующим образом. Выработанные синхронизатором 11 электрические импульсы через открытый в направлении пьезоэлементов электронный ключ 10 поступают на центральную точку соединени  управл емых линий задержки и задержанные в них на равные промежутки времени подаютс  на входы селекторов 7 импульсов . Эти селекторы управл ютс  сигналами генератора 12 строб-импульсов и обеспечивают запуск генератора 8 только импульсами синхронизации. Импульсы возбуждени  подаютс  на электроды 3 пьезоэлектрических преобразователей . Участки элементов рещетки под электродами 3 образуют пьзеоизлучатели . Импульсы возбуждаемых ими упругих колебаний распростран ютс  . по акустическим волноводам, образуемым пьезоэлектрическими преобразовател ми 1, и излучаютс  в рабочую среду. Временной сдвиг аК|устиче .ских импульсов в.апертуре рещетки дл  каждого . пьезоэлектрического преобразовател  определ етс  суммарным временем задержки в управл емых лини х и в акустических вол30 .-4 поводах. Электроды 3 размещены на пьезоэлектрических преобразовател х I таким образом , чтобы рассто ни  между электродами . 3 и излучающими торцами пьезоэлектрических преобразователей (уменьщались от середины к кра м решетки на равные величины , соответствующие изменени м времени задержки в акустических волноводах на величины TO (см. фиг. 2), равные среднему времени задержки в управл емых лини х задержки б, т. е. когда на эти линии не подаетс  управл ющее напр жение. При отсутствии управл ющего напр жени  задержки сигналов на выходах всех элементов решетки одикаковы и равны задержке сигналов в центральном волноводе Ь где п - номер пьезоэлемента, отсчитанный от середины решетки; - врем  задержки в л-ом акустическом волноводе. Управл ющие входы линий задержки б, подключенных симметрично .центральному элементу решетки, соединены с противофазными выходами фазоинвертора 1.4, поэтому при подаче управл ющего напр жени  врем  задержки в одних из них увеличиваетс , а в других уменьшаетс  (на фиг. 2 направлени  изменени  суммарного времени задерж.ки показаны стрелками). Так как эти линии соединены последовательно, при изменении времени задержки в них на Дтт суммарна  задержка сигнала, излучаемого п-ым пьезоэлементом измен етс  на пДтт. Таким образом, обеспечиваетс  линейное временное распределение сигналов по апертуре решетки и при изменении управл ющего напр жени  осуществл етс  сканированием диаграммы направленности. В режиме приема падающие ультразвуковые вошны в каждом элементе решетки возбуждают импульсы, фаза которых зависит от угла падени  волны. Эти импульсы распростран ютс  по ак1устическим волноводам и при прохождении участков с электродами 2 на них возникают электрические импульсы. Эти импульсы усиливаютс  в предусилител х 5, выходы которых подключены к электрически управл емым лини м задержки б. Сигналы , прошедшие эти линии задержки, суммируютс  на входе электронного ключа 10, который в режиме приема открыт в направлении блока 9 усилени -детектировани  и индикатора 16. В режиме приема временные задержки сигналов отличаютс  от соответствующих задержек в режиме излучени  только посто нной величиной Ата, определ емой рассто нием между электродами 2 и 3. Поэтому при изменении управл ющего напр жени  сканирование диаграммы направленности приемника осуществл етс  по такому же закону, как и в случае излучател .

Claims (2)

1.Гуща И. И. Разработка и исследование электроакустических измерительных систем с

электрическим сканированием ультразвукового пучка. Канд. диссертаци , Каунас, 1973.

2.I. С. Somer, Н. А. С. -Kampkuisen. Ultrasonics in biology and medicine. Proceedings of the conference on ultrasonics in biology and

medicine, Jablonna-Warsaw, 05.10.70.

it n-t

fi-f ft

п

1 О г /7

Элементы решет/а/

Ifli/S.