Устройство для визуализации акустических колебаний

(5 Ц 5 6 01 й 29/06 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Л С 4 0 лэ ЬЭ с К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИЗУАЛИЗАЦИИАКУСТИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ(57) Изобретение относится к акустооптике,а более конкретно к устройствам для визуализации акустических колебаний и может Изобретение относится к акустооптике, а более конкретно к устройству визуализаторов и преобразователей акустических колебаний и может быть использовано для решения задач акустической (ультразвуковой) дефектоскопии, медицинской диагностики, акустической голографии, в системах акустической локации.Известен визуализатор акустических колебаний, содержащий электронно-лучевую трубку, имеющий входное окно, закрытое кварцевой пьезоэлектрической пластинкой, из поверхности которой сканирующий электронный пучок выбивает вторичные электроны. Они собираются коллектором и созданный ими электрический сигнал после усиления отдельным усилителем подается на модулятор приемного.,Ж, 17 б 222 б А 1 быть использовано для решения задач ультразвуковой дефектоскопии, медицинской диагностики, акустической голографии, в системах акустической локации. Цель изобретения - повышение быстродействия за счет параллельной обработки информации об элементах визуализируемого поля акустических колебаний. В устройстве осуществляется преобразование акустического иэображения в соответствующее распределение электрического потенциала по поверхности. пьезоэлектрической пластины, который используется для модуляции электронных потоков между катодом, нанесенным на пьезоэлектрическую пластину, и люминесцентным экраном. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. кинескопа, на экране которого возникает видимое изображение,Последовательное сканирование электронным пучком поверхности окна замедляет процесс получения информации о звуковом поле и тем самым снижает быстродействие устройства. А наличие большого количества элементов (отдельного источника электронного пучка, системы сканирования, усилителя электрического сигнала, отдельного кинескопа) усложняет конструкцию устройства и снижает его надежность,Из известных визуализаторов акустических колебаний наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является пьезоэлектрический визуализатор, Этот визуализатор содержит вакуумированный корпус с входным окном, перекрытым пластиной из пьезоэлектрического материала,и установленные в корпусе источник электронов, усилитель электронного потока и люминесцентный экран, а также систему сканирования поверхности окна и управления положением электронного пучка,Использование принципа (и системы) сканирования поверхности окна приводит к необходимости последовательного получения и обработки информации об отдельных элементах визуализируемого поля акустических колебаний, что замедляет процесс получения результатов и, стало быть, быстродействие всего устройства в целом.Кроме того, наличие системы сканирования и управления положением электронного пучка усложняет конструкцию устройства и удорожает его,Цел ью настоя щего изобретения я вляется повышение быстродействия устройства за счет параллельной обработки информации об элементах визуализируемого поля акустических колебаний, а также упрощение конструкции.Указанная цель достигается тем, что в устройстве для визуализации акустических колебаний, содержащем вакуумированный корпус с входным окном, перекрытым пластиной из пьезоэлектрического материала, и установленные в корпусе источник электронов, усилитель электронного потока и люминесцентный экран введены управляющая сетка, размещенная между источником электронов и люминесцентным экраном, источник электрического потенциала, соединенный с управляющей сеткой, источник электронов выполнен в виде катода, нанесенного на внутреннюю поверхность пьезоэлектрического потенциала, соединенный с управляющей сеткой, источник электронов выполнен в виде катода, нанесенного на внутреннюю поверхность пьезоэлектрической пластины, на внешнюю поверхность которой нанесен электрод, подключенный к выходу источника электрического потенциала, усилитель электронного потока выполнен в виде микроканального умножителя, расположенного между управляющей сеткой и люминесцентным экраном.Источник электронов может быть выполнен в виде автоэмиссионного катода или фотокатода, причем в последнем случае он может быть снабжен источником подсветки,На чертеже приведена общая схема устройства для визуализации акустических колебаний,Устройство содержит вакуумированный корпус 1 с входным окном 2, перекрытым пластиной 3 из пьезоэлектрического материала и установленные в корпусе 1 источник 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 4 электронов и усилитель 5 электронного потока и люминесцентный экран 6, управляющую сетку 7, размещенную между источником 4 электронного потока и люминесцентным экраном 5, и источник 8 электрического потенциала, соединенный с управляющей сеткой 7, источник 4 электронов выполнен в виде катода, нанесенного на внутреннюю поверхность пьезоэлектрической пластины 3, последняя имеет электрод 9 на ее внешней поверхности, который подключен ко второму выходу источника 8 электрического потенциала, а усилитель 5 электронного потока выполнен в виде микроканального умножителя, расположенного между управляющей сеткой 7 и люминесцентным экраном 6.Кроме того, на чертеже показаны источник 10 подсветки фотокатода 4, позицией 11 показана падающая акустическая волна, 12 - электронное облако.Устройство работает следующим образом,Источник 10 подсветки фотокатода 4 создает электронное облако 12, которое благодаря действию источника 8 электрического смещения оказывается запертым между фотокатодом 4 и управляющей сеткой 7, так что на вход усилителя 5 электронного потока электроны не поступают, и экран 6 не люминесцирует, При попадании на входное окно 9 акустической волны 11 (распределение интенсивности колебаний в ней изображено различной частотой стрелок) в окне 2 возникает пространственное распределение механических напряжений (на рисунке оно показано различной густотой штриховки), которое преобразуется в соответствующее распределение разности потенциалов между торцами пластины 3. В свою очередь, этс вызывает уменьшение величины запираю. щего электрического напряжения между сеткой 7 и соответствующими участками фотокатода 4. На этих учасках электроны из облака 12 получают возможность прорвать. ся сквозь сетку 7 и попасть на вход микро- канального умножителя 5. Чем больше величина механического напряжения на участке пластины 3, тем, следовательно. меньше оказывается величина запирающе. го потенциала между сеткой 7 и этим участ. ком и.тем более интенсивным оказывается электронный поток в каналах микроканаль. ного усилителя 5 и более яркой люминес. ценция экрана 6, Таким образом распределение интенсивности в акустиче. ской волне 11 преобразуется в распределе. ние яркости экрана 6, При этом, обработк информации об элементах визуализируемо.1762226 Формула изобретения 1, Устройство для визуализации акустических колебаний, содержащее вакуумированный корпус с входным окном, перекрытым пластиной из пьезоэлектрического материала, и установленные в корпусе источник электронов, усилитель электронного потока и люминесцентный экран, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышеоставитель Ю.Дымшиехред М,МоргенталН Корректор Н, Ревская едактор Заказ 3256 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательскии комбинат Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 1 го поля акустических колебаний производится параллельно по многим каналам, т.е, одновременно по всему полю. Это позволяет повысить быстродействие устройства по сравнению с аналогом, где, вследствие введения системы сканирования, обработка производится путем последовательного во времени перебора отдел ьн ых элементов.Отсутствие сканирующей системы позволяет кроме того упростить конструкцию устройства по сравнению с прототипом. ния быстродействия за счет параллельной обработки информации об элементах визуализируемого поля акустических колебаний, оно снабжено управляющей сеткой, разме щенной между источником электронов и люминесцентным экраном, и источником электрического потенциала, соединенным с управляющей сеткой, источник электронов выполнен в виде катода, нанесенного на 10 внутреннюю поверхность пьезоэлектрической пластины, последняя имеет электрод на ее внешней поверхности, который подключен к второму выходу источника электрического потенциала, а усилитель 15 электронного потока выполнен в виде микроканального умножителя, расположенного между управляющей сеткой и люминесцентным экраном,2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что катод выполнен в виде фотокатода и снабжен источником подсветки,