SU1170342A1

SU1170342A1 - Ультразвуковое сканирующее устройство

Info

Publication number: SU1170342A1
Application number: SU833644747A
Authority: SU
Inventors: Эугениюс Леонидович Пилецкас; Юрий Георгиевич Шмаков
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6856
Priority date: 1983-09-22
Filing date: 1983-09-22
Publication date: 1985-07-30

Abstract

УЛЬТРАЗВУКРВОЕ СКАНИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТЮ, содержащее многоканальную схему излучени -приема ультразвуковых сигналов, включающую в каждом канале генератор возбуждени , предусилитель и блок распределени -сбора ультразвуковых сигналов, вход которого соединен .с выходом генератора возбуждени , а выход - с предуснлителем , и антенную решетку из 2п+1 электроакустических преобразователей, каждый элемент которых выполнен в виде пьезокерамических полос разной длины со сплошным электродом на одной стороне, а на другую сторону на- несено t электродов в виде полос, радиус кривизны (;„ которых определ етс по Соотношению ср R,n где fj - удаление i -го электрода от поверхности п-полосы, FT - фокусное рассто ние -i-roэлектрода , УррИ Vcp- скорости ультразвука в пьезокерамической полосе и рат бочей среде, соответственно, 1 электродов соединены соответственно с генераторами возбуждени и предусилител ми каналов схемы излучени приема ультразвуковых сигналов, о тличающеес тем, что, с целью повышени продольной разрешающеф способности, i электродов выполнены плосковогнутыми, при этом вогнута сторона i электродов направлена в сторону излучакнцей поверхности , а средн ширина . ti электродов удовлетвор ет условию - .. . где - рабоча частота пьезоизлуСО 4 чател , образованного i-м. плосковогнутым электродом и сплошным электродом.

Description

I I

Изобретение относитс к неразрушающему контролю и может быть использовано в медицинской технике, контрольно-измерительных устройствах, дефектоскопии, а также других устройствах , в которых yльтpaзвy coвo сканирование производитс немеханическим путём.

Известно ультразвуковое сканирующее устройство, содержащее многоканальную схему излучени -приема ультразвуковых сигналов и антенную решетку электроакустических преобразователей , выполненных в виде пьезокерамических полос разной длины, одна сторона которых покрыта сплошным электродом и заземлена, а на другую нанесены электроды в виде полос, соединенные соответственно с генераторами возбуждени и предусилител ми каналов схемы излучени -приема.

Недостатком такого устройства вл етс низка разрешающа способность , обусловленна дифракционным расширением ультразвукового луча в плоскости, перпендикул рной сканированию .

Наиболее близким к изобретению вл етс ультразвуковое сканирующее устройство, содержащее многоканальную схему излучени -приема ультразвуковых сигналов, включающую в каждом канале генератор возбуждени , предусилитель и блок распределени сбора ультразвуковых сигналов, вход которого соединен с выходом генератора возбуждени , а выход - с предусилителем , и антенную решетку из 2п+1 электроакустических преобразова телей, каждый элемент которых выполнен в виде пьезокерамических полос разной длины со сплошным электродом на одной стороне, а на другую сторону нанесено i электродов в виде полос, радиус кривизны которых определ етс по соотношению

Р

. . где удаление i-го электрода от

поверхности h-й полосы, F{ - фокусное рассто ние i-ro

электрода,

V и Vf,- скорость ультразвука в ра бочей среде и пьезокерамической полосе соответственно

{ электроды соединены соответственно с генераторами возбуждени и пред422

усилител ми каналов схемы излучени приема .

Недостатком данного устройства вл етс низка продольна разрешающа способность.

Целью изобретени вл етс повышение продольной разрешающей способности .

Поставленна цель достигаетс

тем, что в ультразвуковом сканирующем устройстве, содержащем многоканальную схему излучени -приема ультразвуковых сигналов, включающую в каждом канале генератор возбуждени ,

предусилитель и блок распределени сбора ультразвуковых сигналов, вход к 1ждого соединен с выходом генератора возбуждени , а выход - с предусилителем , и антенную решетку из

2п+1 электроакустических преобразователей , каждый элемент которых выполнен в виде пьезокерамических полос разной длины со сплошным электродом на одной стороне, а на другую

сторону нанесено i электродов в виде полос, радиус прикизны которых определ етс по соотношенито

b

где - удаление 1-го электрода

от поверхности п-й полосы, F,- - фокусное рассто ние i-ro

электрода,

V и V. - скорости ультразвука в рабочей среде и пьезокерамической полосе соответственно ,

i электроды соединены, соответственно с генераторами возбуждени и предусилител ми каналов схемы возбуждени -приема , i электроды выполнены плосковогнутыми, при этом вогнута сторона электродов направлена в сторону излучавощей поверхности, а средн ширина li; электродов удовлетвор ет условию

1, Vn/2,где . - рабоча частота пьезоизлуча .тел , образованного плосковогнутым электродом

и сплошным электродом. На чертеже представлена структурна схема ультразвукового сканирующего устройства, Ультразвуковое сканирующее

устройство содержит антенную решетку из 2п+1 электроакустических преобразователей в виде пьезокерамических

31

полос 1, на поверхности которых нанесены плосковогнутын электроды 2-4 и сплошные электроды 5, причем плосковогнутый электрод 2 на п-й пьезокерамической полосе нанесен на рассто нии Е от ее рабочей поверхности , а остальные - сдвинуты в тыльную сторону на величину i/i , многоканальную схему излучени -приема ультразвуковых сигналов, включающую в каждом канале генератор 6 возбуждени , предусилитель 7 и блок 8 распределени сбора ультразвуковых сигналов j плосковогнутые электроды 2-4 соединены с блоком 8 распределени сбора ультразвуковых сигналов, вход которого соединен с вькодом генератора 6 возбуждени , а выход - с предусилителем 7, радиус кривизны плос- ковогнутых электродов 2-4 установлен исход из заданных фокусных рассто ний Р, ультразвукового луча антенной решеткой, дл каждой группы электродов с одинаковыми номерами

по формуле о j р ср in in i

где ,2,3,...,K - номер пьезокерамической полосы 1 в антенной решетке .

Устройство работает следующим образом .

В режиме излучени в каждом канале устройства генерируетс импульс возбуждени , который с выхода генератора 6 возбуждени поступает в блок 8 распределени -сбора ультразвуковых сигналов, формирующий импульсы , задержанные относительно друг друга на врем . Импульсы с выхода блока В распределени -сбора ультразвуковых сигналов по даютс на соответствующие плосковогнутые электроды 2-4 каждой пьезокерамической полосы 1, причем первый по времени импульс поступает на дальний относительно рабочей поверхности пьезокерамической полосы 1 электрод, т.е. на плосковогнутый .электрод 4, последующие - на электроды , смещенные соответственно на

03424

& , 2( и т.д. относительно дальнего электрода в сторону рабочей поверхности пьезокерамической полосы 1, Пьезоизлучатели, образованные плос5 ковогнутыми электродами 2-4 и сплошными электроадми 5, вл ютс широкополостньми . Импульсы возбуждаемых ими упругих колебаний распростран .ютс по акустическим волноводам, об0 разуемым пассивной частью пьезокерамических полос 1, синфазно в них суммируютс , после чего без значительных искажений излучаютс в рабочую среду. В этих услови х продольна

j разрешающа способность устройства практически зависит только от длительности возбуждающего импульса, котора может быть сделана достаточно малой.

0 В режиме приема падающие на апертуру решетки ультразвуковые волны в каждом элементе возбуждают импульсы, фаза которых зависит от угла падени волны. Эти импульсы распростран ютс по акустическим волноводам и при прохождении участков с плоско .вогнутьми электродами 2-4 на них возникают электрические сигналы. Последние с каждого электрода поступают

Q в блок 8 распределени -сбора ультразвуковых сигналов, где сигналы с плосковогнутого электрода 2 задерживаютс на врем 24t, а с плосковогнутого электрода 3 - на врем ui и синфазно суммируютс . С выхода блока 8 распределени сбора на предусилитель 7 поступает один суммарный сигнал.

Изобретение позвол ет достигнуть

Q продольной разрешающей способности

(1,5-2)71, где Л- длина волны ультразвука в рабочей среде, в то врем Как в известном устройстве продольна разрешающа способность составл ет

j (5-6)Д , что обеспечивает эффект уменьшени веро тности постановки неправильного диагноза при его использовании в медицинской диагности- ке и отбраковка годных изделий при

Q его использовании в дефектоскопии.

Claims

УЛЬТРАЗВУКОВОЕ СКАНИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее многоканальную схему излучения-приема ультразвуковых сигналов, включающую в каждом канале генератор возбуждения, предусилитель и блок распределения-сбора ультразвуковых сигналов, вход которого соединен .с выходом генератора возбуждения, а выход - с предусилителем, и антенную решетку из 2п+1 электроакустических преобразователей, каждый элемент которых выполнен в виде пьезокерамических полос разной длины со сплошным электродом на одной стороне, а на другую сторону на- ’ несено t электродов в виде полос, радиус кривизны Rj_n которых определяется по соотношению где 0·_η - удаление i -го электрода от поверхности η-полосы, F; - фокусное расстояние _e-i-ro· электрода, и У„- скорости ультразвука в пьеFF ^сг зокерамической полосе и рабочей среде, соответственно, 1 электродов соединены соответственно с генераторами возбуждения и предусилителями каналов схемы излученияприема ультразвуковых сигналов, о тличающееся тем, что, с целью повышения продольной разрешающеф способности, ί электродов выполнены плосковогнутыми, при этом вогнутая сторона ΐ электродов на правлена в сторону излучающей поверх- g ности, а средняя ширина . 1ц электродов удовлетворяет условию . ...·ΐ4·ν./ΐί| .

где £· - рабочая частота пьезоизлучателя, образованного i-м. плосковогнутым электродом и сплошным электродом.

1 1170342 2