Способ цветовой акустической интроскопии

.87. Бюл, У 9вский авиационныйОрджоникидзеВоронин79,16(088.8) стит н Е.Н, Пр в радиоПисьма в 5,56) Ворон о веществ нцип контраст акустическоиТФ, Т.11,олографии ып,20 ф 19 АКУСТИЧЕСКОЙ 54) СПОСОИНТРОСКОПИ ВЕТОВО ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ И АВТОРСКОМУ СВИ(57),Изобретение относится к акустической технике, в частности к ультразвуковой инстроскопии внутреннейструктуры акустически прозрачныхсред, Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей способа.Сущность способа заключается в определении пространственного распределения показателя преломления исследуемой среды на трех различных частотаультразвуковой волны, в результатечего определяют все акустофизическиепараметры среды путем цветовой визуализации пространственного распределения всех их значений. 1 ил, 1 табл129Изобретение относится к акустической технике, в частности к ультразвуковой интроскопии внутреннейструктуры акустически прозрачныхсред,Цель изобретения - расширениефункциональных воэможностей способаза счет определения пространственного распределения всех акустофизических параметров исследуемой среды.На чертеже изображена функциональная схема акустического интроскопадля реализации предлагаемого способа,Устройство для реализации способасодержит первый КО-процессор (КОП)на Не-Ие-лазере 1 (3, = 0,63 мкм) сколлиматором 2, установленным передпервым пространственно-временным модулятором 3 света (ПВМС) каналы которого подключены к соответствующимприемоусилительным элементам 4, размещенным в виде эквидистантной линейной решетки, Сзади ПВМС 3 последовательно установлены в сопряженных оптических плоскостях собирающая линза5, комплексный транспарант 6 и астигматическая система 7. Перпендикулярнооптической оси первого КОП установлен второй КОП на Не - Сс - лазере 8(Эд= 0,44 мкм) с вторым коллиматором9, установленным перед вторым ПВМС10, каналы которого подключены к соответствующим приемоусилительным элементам 4. Сзади ПВМС 10 последовательно установлены в сопряженных оптических плоскостях собирающая линза 11,комплексный транспарант 12 и астигматическая система 3, На пересеченииоптических осей первого и второго КОПпод углом 45 к ним установлено дихроическое зеркало 14, прозрачное длясветовой волны 11, () и полностьюотражающее волну Ъ(%,). Координатные системы первого и второго КОПсовмещены в общей выходной плоскостих, у. Снизу линейной решетки 4 показан пример исследуемого объекта 15 снеоднородностью 16,Акустический интроскоп для реализации предлагаемого способа работаетследующим образом,Акустические волны, проникающие в исследуемый объект 15 с неоднородностью 16, ослабляются и рассеиваются. Принятые приемоусилительными элементами 4 линейной решетки акустические сигналы управляют прозрачностью соответствующих каналов первого и 5330 2второго ПВМС 3 и 10, установленныхна пути коллимированного красногои синего света лазеров 1 и 8 соответственно, В результате просвечиванияПВМС 3, и О во входных плоскостяхпервого и второго КОП формируютсяоптические модели принимаемого звукового поля. В результате преобразования красного и синего светового поО токов с помощью оптических элементовпервого и второго КОП в их общей выходной плоскости отображается распределение эквивалентных источников,причем вдоль координаты х воспроиз 5 водится координата Х, а вдоль у -координата У всех точек исследуемогообъекта 15, В силу того, что транспарант 6 рассчитан по функциям Гринаприемоусилительных зондов в среде с20 минимально возможным показателем преломления, геометрические места точек красного образа этого объекта,соответствующие этому показателю,затемнены, Аналогичное явление имеетместо и в синем образе в точках, соответствующих максимальному значениюпоказателя преломления, Благодарясмешению красного и синего образовна общем выходе х, у осуществляетсяцветовое кодирование распределенияполости внутри исследуемого объекта,при котором промежуточные значенияпоказателя преломления раскрашиваются в промежуточные цвета (от красно 35 го через пурпурный к синему), Выборсторон цветового треугольника красный-синий-зеленый может быть любыми определяется наличием того илииного лазера,4 Если частота звуковых волн фиксирована, то радиоинтроскоп позволяетосушествлять цветовую визуализациювнутренней структуры исследуемой среды в виде пространственного распре 45 деления ее показателя преломления взаданном сечении равногои (Х,У,р) =Я р(Х,У) / (Х, У,сд)+2 рА(Х, Уэю 350 где- объемная плотность упругойсреды;и- постоянные Ламе среды.Показатель преломления и является55 функцией четырех аргументов; п =и (р,9, 1 И Я). Если осуществитьвосстановление последовательно натрех частотах, то восстанавливаютсятри различных показателя преломленияСпособ цветовой акустической ин" троскопии, заключающийся в том, что в исследуемой среде возбуждают ультразвуковые волны фиксированной частоты, осуществляют многопозиционный ко" герентный прием ультразвуковых волн, рассеянных и ослабленных неоднородной исследуемой средой, и осуществляют согласованную когерентно-опти" ческую обработку принятых сигналов с помощью двух монохроматических световых пучков различного цвета, в результате которой получают цветовую визуализацию внутренней исследуемой структуры в виде пространственного распределения показателя преломления среды, о т л и ч а ю щ и й ся тем, что, с целью расширения информативности способа, осуществляют цветовые визуализации внутренней исследуемой структуры на двух других частотах ультразвуковых волн, анализируют со" отношение пространственных распределений показателей преломления исследуемой структуры для каждой ид трех частот а по соотношению визуализируемых цветовых оттенков, характерных для каждого из трех показателей преломления, определяют три акустофизических параметра исследуемой неоднородной среды. Газ Пурпурный Красный Синий Пурпур- Синийный Коралловый Красный Пурпурный 25 Коралловый 3 , 12953 которые раскрашиваются в различные цветовые оттенки, например и, = п( %, /, 1) - красный; и = п ( Р, 3, М, я, ) - пурпурный; и(Р юЯ ф Иф Я) синии.Соотношение значений п и, п и соответствующих им цветовых оттенков однозначно связано с соотношением параметров, 3, р и, следовательно, однозначно характеризует исследу емую среду, Соотношения цветов на разных частотах и соответствующие им вещества приведены в таблице Частота Вода Нефть По таблице можно определить не только пространственное распределе- лО ние всех акустофизических параметров исследуемой среды, но и соответствующие им вещества,Таким образом, предлагаемый спо соб акустической инстроскопии позволяет устранить неоднозначность вос" становления внутренней структуры ис 30 4следуемой среды при цветовой визуализации пространственного распределе" ния значений всех ее акустофизических параметровФормула изобретенияСоставитель О, НесоваТехред А,Кравчук Корректор С. Шекмар Редактор О, Бугир Заказ, 613/52 Тираж 777 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж. Раушская наб д,4/5 Производственно-полиграАическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4