Устройство для формирования изображения акустического поля

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК ПАТЕНТУ Союз Советсиии Социалистическии Республииосударственныи коцит Совета Министров ССС по делам изооретений и открытий(45) Дата опубликования описания 26,0 2) Авторизобретения Иност Филип Шеанецард Гри Стэнфорд Рисерч Институт"А) Заявител(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ АКУСТИЧЕСКОГО ПОЛЯ Изобретениевалия поля дав(отраженное отраняющегося врый объем в элпечивают воэмония мнимого иснаблюдения видпеазоэлектричесплотном контакным окном, расния звуковых в касается устройств для преобразо.ления мнимого источника звукаисследуемого объекта), распрост.жидкой среде, заполняющей некого.ектрические сигналы, которые обес. 5жность преобразования поля давле.точника в удобный для визуальногопутем расположения в линиюк их элементов, находящихся вте с тонким, акустически прозрач Оположенным на пути распространеИзвестны устройства для формирования изо. бражения акустического поля, содержащие преоб. 1 разовательную сборку, состоящую из отдельных пьезоэлектрических воспринимающих элементов, последовательное снятие показаний с которых син. хрониэировано с индикацией в виде катоднолучевой трубки посредством электрических вентильных схем. Вся отражающая плоскость должна быть заполнена прямоугольной матрицей, содержащей от 40000 до 100000 воспринимающих элементов. Од.нако размещение и монтаж такого же количества переключателей и усилителей к этим элементам в о 5 2ограниченном пространстве конструкции не воз.можны при настоящем уровне техники,Известно также устройство, содержащее линейную сборку отдельных пьезоэлектрических элемен. тов, которые заставляют электронным образом сканировать с высокой скоростью, в то время как весь ряд элементов механически перемещают по перек исследуемой плоскости или после мнимого источника звука перемещают по отношению к неподвижному ряду 1, Такие устройства обладают малой чувствительностью и в ряде случаев несоот. ветствием между отраженным акустическим полем и его визуальным аналогом.Цель изобретения - повышение чувствитель. ности и достижение большего соответствия между отраженным акустическим полем и его визуальным аналогом. Это достигается тем, что устройство содержит акустически прозрачную перегородку в виде мембраны, натянутой по периметру окна. вьптолнеиную прилегающей к преобразователю. Кроме того, оно снабжено средствами, обеслечи ваюшими наличие слоя сцепляющеи жидкости в вице непрерывного потока.а фиг, 1 показано устройство, продольный разрез; на фиг, 2объемный вид головки преобра.зовательной сборки; на фиг. 3 - продольный разрез участка, находящегося в непосредственной блиэос. ти от преобразовательной сборки.Корпус 1 с элементами устройства принимает и фокусирует волновое поле от облучаемого ультра. звуком предмета и преобразует ультразвуковое поле давление в электрические сигналы или им. пульсы, которые преобразуются в визуальное изо. бражение облучаемого предмета.Система линз формирует ультразвуковое воъ новое поле 2, которое передают через жидкую сре ду, заполняющую отсек 3 (справа на фигуре), к укрепленному непроницаемому для жидкости окну 4, прозрачному для ультразвуковых волн, Сфокусированное поле 2 распространяется по на. правлению к окну 4 в жидкой среде, заполняющей отсек 3. Окно 4 может быть выполнено из любого подходящего материала, например иэ полиэфирной пленки, которая жестко (с натяжением) закреплена внутри корпуса 1, чтобы отделить отсек 3 (справа) от отсека 5 для размещения преобразователя, ко. торый не содержит жидкости.Для преобразования ультразвукового поля 2, падающего на окно 4, устройство снабжено преобразовательной головкой 6, расположенной в отсе. ке 5 для размещения преобразователя непосредственно за окном 4, Элементы, преобразующие вол.новое поле в электрическую энергию, содержат линейную сборку 7 пьезоэлектрических элементов, которые укреплень 1 на переднем конце преобразо вательной головки 6 и напротив прозрачного окна 4, плотно прилегая к окну, Это обеспечивает взаимодействие между ультразвуковым полем и пьезоэлектрическими элементами.Линейная сборка 7 захватывает одну линию поперек одного иэ размеров исследуемого ультра.звукового волнового поля. Линейные сборки могут иметь и другую форму, например форму дуги, чтобы более точно соответствовать форме падаюгцих ультразвуковых волн, а также использовать систему линз непосредственно между пьезоэлектри.ческими преобразовательными элементами и распространяющимся полем, Эту систему линз располагают в плотном контакте с окном 4.Для улучшения взаимодействия между сборкой 7 и ультразвуковым волновым полем, воз.действующим на окно 4, наносят пленку 8 иэ сцен.ляющего материала, например масла или геля, на поверхность окна 4, прилегавшую к линейной сбор. ке 7.Чтобы преобразовать полностью все воздействующее на окно отраженное ультразвуковре поле, олнолинейной сборке 7 придается возвратно - поступательное лвижение (сверху вниз на фиг. 1 и 3) с тем, чтобы сборка 7 могла сканировать ультразвуковое поле и, следовательно, получать данные овсем поле целиком.Преобразовательная головка 6 монтируется наодном конце стержня 9, другой конец которого длявращения смонтирован на оси 10, закрепленнойотносительно корпуса 1 камеры. На этой же осисмонтирован противовес 11, закрепленный на стер.жне 12, Противовес 11 и системы стержней при1 о помощи приводимого движением мотора диска 13.расположенного между головкой 6 и осью 10, со-.общают головке возвратно - поступательное движе.ние поперек ультразвукового волнового поля, Дляпередачи движения от диска 13 преобразовательной15 головке 6 устройство снабжено приводным зве.ном 14 в виде полосы, один конец которого связанс серединой стержня 9, а другой конец эксцентрично соединен с приводным диском 13. Без противо.веса 11 это приспособление будет иметь значитель.го ный разбаланс и, как следствие, возникновениенапряжений в системе привода. Поэтому эвено 15,подобное звену 14, соединено с центром стержня 12для размещения противовеса и эксцентрично сприводным диском 13, чтобы сбалансировать пре 25 образовательную головку,Точки соединения звеньев 14 и 1 5, приводящихв движение преобразовательную головку 6 и противовес 11, расположены на приводном диске 13диаметрально противоположно и на одинаковомЗО расстоянии от центра диска.Формула изобретенияз 5 1. Устройство для формирования изображенияакустического поля, содержащее линейную преобразовательную сборку, выполненную с обеспечением механического перемещения, и жидкую среду,о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения40 чувствительности и достижения большего соответствия между отраженным акустическим полем и его визуальныманалогом, устройство содержитакустически прозрачную перегородку в виде мембраны,натянутой по периметру окна, выполненную приле 45 гаюшей к преобразователю,2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что оно снабжено средствами, обеспечивающиминаличие слоя сцепляющей жидкости в виде непрерывного потока.50 Источники информации, принятые во вниманиепри экспертизе:1. Грин и др, Отражение звука в мутной воле.Труды Американского акустического общества,Т 44, Ко 6, декабрь, 1968 стр. 1719 - 1730,572234 г. Составитель Н. фомичевТеяред 3 Фанта Корректор Н, Бугако редактор О. Филиппо Тираж 815 ннсиое Заказ 2251 53035, М ва,иач ППЛ" Патент ", г. Ужгород,.ул. Проектная,4 ИИЛИ Государстве по лелакомитета Совета Министроетений н открытий35, Раушская наб., д. 4/5