Способ изготовления акустической линзы

(5 т)М. КЛ.В Об В 3/О 4 О О 1 М 29/О 525 с присоединениеат заявки М Гкударстаеннаа ггмтат ссср о делам нзабратаннй н атрглтнйубликован ллет исания 18,1 Дата опубликован 2) Авторы изобретени ов, Г. Е,Н. В. Д Л. Р. Бае о-технический и(7) Заявите ОСОБ ИЗГОЧОВЛЕНИЯ АКУСТИЧЕСК ЗЬ рацией,ньщению Изобре те аличие пленки пр укопрозрачности ческ дит ики,фекто частноп ии готике,линзы.Цель изобретения -ческой аберрации и увепрозрачности акустичесЭто достигается темломляюшую жидкость ввдобавку, эластичную плпомешают в магнитное.тОкоторого изменяют полению до получения трекривизны, после чего упленку. сфе ри анен гно Изв личение звукой линзы.что в зводят магииенку с жидноле, напря естный линз че опрепленкг ти лин иб ве остьюженностаправвеличине и нбуемого рад даляют элас чну На фиг, 1-4 показаость осуществления пр об оследовател ого споо иПр женный спосом образом.ю пленку 1ферромагнитпленка при э4, Затем позы магнит 5 леду юши В гибку верстиекость 3ещена внижней, в резул ерез от ую 2 вливают(фиг. 1),соленоидечасти лин том ра дносят (фиг. 2 относится к области акуоти к ультразвуковой делографии и медицинской пособы изготовления акусы, включающие заполнениежидкостью и придание позы заданного постоянного радиуса кривизны 11.Наиболее близким по техническойсущности к предложенному является способ изготовления акустической линзы путем растяжения гибкой пленки, заполнения ее жидкостью с отличным от окружающей среды коэффициентом преломлениязвука и придания линзе постоянного радиуса кривизны за счет изменения. объемажидкости в ней. В линзах, изготовленныхэтим способом, удерживание и формирование поверхности линзы осуществляетсяоболочкой, выполненной из полимерного,гибкого материала 2 ,ьОднако изготовленные этим способомлинзы имеют искажения, вызванные сферит лн БефгусскойссРф3 6912 тате чего возникает градиецт давлений, вытесняютций воздушные пуэцтрьки из объема жидкости на повенхцость, После этого магнит 5 удаляют, Пропускают через соленоид электрический ток й формируют возникающим магнитным полем линзу заданной формы (фцг. 3), после чего удаляют Гибкую пленку (фиГ. 4).В качестве звукопреломляющего вещества в зависимости от типа линзы (вы О пуклая или вогнутая) и окружающей ее среды могут быть использованы ферромагнитные жидкости,приготовленные ца воде, керосине, силиконовом и льняном масле и т. д. Так, для придания льняному мас лу магнитных свойств на 100 мл льняного масла берется 18 г магнетита и 5 мл стабилизатора. Коэффициент преломления звука относительно воздуха и воды при этом равен 5, 6 и 1, 3 соответственно, Размены частиц магнетита составляют 50-100 А, что значительно меньше длины волны в диапазоне частот 0,1-1 мГц. Жидкость вводят в пленку иэ перфоля. Диаметр линзы определяется внутренним25 диаметром соленоида и равен 4 см. Соленоид охлаждается проточной водой.Для удаления пузырьков после заполнения пленки в жидкости создают градиент давления до 0,18 атм/см эа счет воэдейЭО ствия маГнитноГО поля на ферромаГнитную жидкость. Важно, чтобы этот градиент давления был направлен преимущественно в одну сторону. В приведенном случае он35 направлен по оси лищзы. В качестве источника сильно-неоднородного поля используется круглый магнит диаметром 3,5 см, создающий градиент напряженности магнитного поля в жидкости 3 10 а м,7 / который покршаЬт вплотную к нижней поверхности пленки, Время необходимое для удаления пузырьков выражается формулой-Е А, где А - константа, опредеЬК)1 45 ляемая эффективным радиусом пузыря и средней толщиной слоя линзы, Я - вязкость жидкости, 1 ЬН 1 - величина градиента напряженности магнитного поля,50 1 - намагниченность жидкости. Чем больше градиент напряженности магнитного поля и намагниченность жидкости и чем меньше вязкость жидкости, тем быстрее удаляются пузырьки из жидкости, умень 55 шаюшие эвукопрозрачность линзы. Для напряженности поля ЬН): 3 10 а/м и толщины линзы 1 см время удаления пузырьков составляет 5-6 миц. Послег4 дегаэации медленно перемещают магнит от линзы и увеличивают ток в обмотке соленоида, тем самым изменяя градиент напряженности магцитцого поля по величицо и направлению. При этом под действием магнитного поля (сил взаимодействия жидкости с полем и силами упругости) линза принимает требуемую форму, Затем пленку удаляют и окончательно происходит формирование поверхности линзы, удовлетворяющей соотношениюТ-+ + га Г г . г арпа-г п 1и полуоси эллипса, описывающего требуемую форму поверхности линзы, при которой устраняется сферическая аберрация,. В случае 1 когда окружающей средой служит воздух, формируют линзу с постоянным радиусом кривизны, поскольку коэффициент преломления звука на границе масло-воздух равен 5,6 и = 0,98, Для системы масло-вода И = 1,2 и : 0,57, при этом3( существенными являются ошибки, вносимые сферической аберрацией, фокусное расстояние линзы для воздуха и воды равно 3 см, Для создания требуемой конфигурации напряженности магнитного поля может быть использован многосекционный соленоид, позволяющий регулировать ток в отдельных секциях, что позволяет создать распределение напряженности магнитного поля внутри соленоида вида Н =На+Н,с где Йа =Н(р,;г) и Н () - вектора напряженностимагнитного поля, представляющие его аксиально симметричную и асимметричную составляющие. Причем НО 4( Р ) компенсирует искажения, вызванные силой тяжести линзы и имееттай -(гг- у) где д - плотность масла и окружаю- Я ) /)щей среды;- вектор ускорения свободногопадения;Д- намагниченность жидкости; д Ц(- вектор градиента напряженности асимметричной части магнитного поляСоставляющие аксиально симметричной части поля имеют вид Н =НЕГ 0 Р691215 6воляет значительно снизить ее для вьпуклых линз с малым фокусным расстоянием и показателем преломления ОсП в , ЗвукоТпрозрачность линзы, изготовленной пред- ложенным способом увеличивается на 10- 20% в области частот 0,1-1 мГп,5(М ( форм зобрете Н =Ц К ( Еса Фор зы можетиндикаторньгружают в лож уже зы. оста линз 5 в п Использ изготовлен ет значите симые сфер юших Вогну преломления 374 2, Патент Великобритании МфН 4 Х, 1972 (прототип). Риг. г Составитель Е. Артамоноваедактор А. Шмелькин Техред 3. фанта Корректор Н. Сте Заказ 6098/6 ЦНИИП по 113035, Тираж 585сударственного км изобретений исква, Ж, Рау Подписноеомитета СССРоткрытийская набд. 4/5 ал ППП фПатентф, г, Ужгород, ул, Проектна)1- полные элептические интегралы Лежандра;постоянная, опредсвойствами ферромной жидкости;- радиус линзь,- координата по ее оси. поверхности двояковыпуклой линконтролироваться с помощью х тонких пластин, которые по объем жидкости (на который ено поле) параллельно оси линтом на индикаторной пластине отпечаток по линии поверхности лоскости пластины.ование предложеннОго способа ия акустической линзы позволяльно уменьшить искажения, вноической аберрацией для собиратых линз (при коэффипиентелинзы 1 "2), а также пбзСпособ изготовления акустической линзы путем растяжения эластичной пленки,заполнения ее звукопреломляюшей жидкостью и придания линзе требуемого радиукривизны, о т л и ч а ю ш и й с ятем, что, с полью устранения сферической аберраци .и увеличения звукопрозрачности линзы в звукопреломляюшую жидкость вводят магнитную добавку, эластичную пленку с жидкостью, помешают в магнитное поле, напряженность которого изменяют по величине и направлению дополучения требуемого радиуса кризивны,после чего эластичную пленку удаляют.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1.Матаупек И, Ультразвуковая техника, М., 1962, с, 313,