Приемник ультразвуковых волн Советский патент 1983 года по МПК H04R17/00 

QJ

С± ;1 Изобретение огносотся к ультразвуковой технике в может применено в ультразвуковых измерительных прибор в чсютности, использующих волноводное распросгранение ультразвуковых волн. Известно устройство дла приема ультразвуковых волн содержащее пьезо электрический преобреизователь, покрьь тый двумя электродами в виде полуко леи, и усЧойотво « работки принятых овгнашв. Приемник в ближней зсже об ладает пов1Я1иенвой раг шаюшей способвостМо в шюскости, параллельной поеерхностя 1фео6раэоватвля ij . Наиболее бтшаким по технической реализации является многоканальный tytstaaas сс жеааяА pevieftty ульфр звуксАых тцреобразователей и многоканальное устройство о€|)аботки информации. В каждом канале им котся последо вафелыю сое|1иненные блоки умножения в причем выходы интегра 1ЧФОВ всех каналов подключены к сум меякзру Однако известные приемники не оббо щчйвают возможности селективного 1фнема волны с ааданным распределением амплтгуд по фровгу. . Целью изо % етенвя является обеспечение возможности сегюктивного щрве ма волн с заданным рас1феделением амплитуды по . ..Поставленная цель достигается тем, что в щттааао содержащем несколько приемных канале, кажпый из кото {ядх офаэоваи ультразвуковым щ ео&рааователекц И сумматор, соединеннный со входом блока умножеивя, в каждый канал введен источник постоянного вапряжения, шдход которого подключен ко второму входу-блока умножошш, а выходы умноженш поосоевинеш ко входам суммаягора На г 1. лредставявва ijt ytifyj uex схема щ иема1ка; ва вг, 2 - ди«играк мы, поясняющие работу преемника. Првемяик содержвт улЕлразвуксеые 1феобразс1|вателв 1-3, хюдсоедввеншде к первым входам блоков 4 6 умшже ния. Выходы блоков 4-6 умвоже;ввя подключены к входам сумкопора 7, К вторым входам 4-6 умножввв подключены выходы 8 - 1р постоянного напряжения. Jlfmentsaas. работает сяепуюшвм обра аюи. . ,.. Допустим, что ва т реобрааоевемч ли 1, 2,д аяв(ремевно падает сумма 4 двух гармонических волн одинаковой частоты, но различных номеров: Р{ч)Ре(х) + Рк(хУ, где РЛХ) - распределение давления в поперечном сечении волновода; е, U - номера соответствующих волн. Пример суммарной волны Р(к) , состоящей из симметрической волны нулевого порядка с равномерным распределением амплитуд по фронту Рд и ант симметричной волны первого порядка с распределением акшпитуд приведен на фиг. 2а. Физический смысл величин PQ, Р , а и X поясняется на фиг. 2а, , в. Распределение амплитуд по фронту суммарной волны, изображено на фиг. 2а, симметрической волны нулевого псфящка - на фиг. 26, а ггиси матричной волны первого псрядка - ; фиг. 2в.. Если преофазователи 1,2,3 расположваы на одинаковых расстояниях друг от фуга параллельно 4фонту принимаемой волны, а коэффициенты преобразования. . всех ультразвуковых преобразователей решетки равны, то чувствительность решетки к принимаемой волне U U х (i где U|j(,|,(- напряжение на выходе ; развуковых преобразователей; Р -давление в подающей волне, является периодической функпией Ьространственной кооршшдты X (фиг.2г). Надряжение на выходе -го прао шзователя вь.( пропорционально суммарной амплитуде падающей волны ( х, - пространств венная ко дннс№а центра л -го преофазователя). Нащ 51жения на выходах преобразов телей в случае суммы симметрической волны нулевого порядка и антисиммет . ричной волны I первсвх) порядка жены на фиг. 2д« Напр5{жеш1я с выходов ультразвуковых преобразователей 1,2,3 подаются на первые входы блоков 4-6 умножения. На вторые входы блоков 4-6 ук ножения поступают напряжения, формируемые с помопоью жлчпников 8-1О постоянного напряжения. Амплитуды напряжений на выходах 0СТОЧНИКОВ 8-10 постоянного напряжения выбираются таким обрезом, чтобы их закон распределения по каналам соотвеп распределению амплитуд волаы, которую требуется селективно принять. Например, если требуется принять волну с распределением в волну,с распределением Р (к) подавить, то амп ЛЕГгуды напряжений на выходах источи ков 8- 10 постоянного нащжжения шн бираются равными U|«kPeUj), где к - тоэффшшент пропорциовальнор VB,.-.. .. , -:Напряжения на выходах всточвиков постоянного нвпр51женвя в случае прне ма антасимметркчной 9опш первого по рвдка окаааны на фиг. 2е. На выхоае л-го блока умножения оапряжение раВВО , : . ; - . . . ; , ./. 4ttw; ot(. В д ;}ггих каналах провсхопят анадо vmsaae преобразования сйгнаж в, Нащ) жшЕна с аьпоодо блоков 4-6 умноже щш подаются tia входы сумматора 7« На1фяженн;е на выходе сумматора 7 ЬаВЯО-.-.- : ,-. л у, . . д.,,;. . Если функции распределения давлений пооагощяк волн образуют полную ортогональную ютему функций, т.е. - . .- , PgUlPKU 3;C-0 е k то член 11 Pe(xOP,t( 0. . - , 1«i ; Поелшвее приближенное равенство выарл р|яется тем лучше, чем большее яхящецутвр преобразователей в реш хьКё. Поэтому напряжение ва выходе суыыв/тора 7 щкшоринонально моцшоо4пк волны только е -го и Wkor,Peli Тсшавм ое р«зом« едяаге18мый «беспечввавт во ьюжвость селективвотющнюйа волн о заданным распредеоовивм амплвтуп оо фронту подавляя волош с дрзлгямв рас1феделенвямн ам лйягзти 1% р«спрепелешиас амплвпгуд, опясалваемых О1 тогональнымв функциями, 1ф9емняк обеспепнвает полное раздел яве волн различных типов.

ПРИЕМНИК УЛЬТРАЗВУКОВЬАХ ВОЛН, содержащий несколько лриекшых каналов, каждый из которых обpaaoBaif ультразвуковым преобразователем, и сумматор, соединенный с входом блока умножения, отличаю щийс я тем, что, с целью селективного приема волн с заданным распределением амплитуды по фронту, в каждый канал Шеден источник nooTosiHHoro напряжения, выход которого подключен к второму вх6 ду блока умножения, а выходы блоков умножения подсоединены к входам cyt матора.

-л

PI

-Д

т