Акустическая линза Советский патент 1984 года по МПК B06B3/04 

Фиг.1

Изобретение относится к ультразвуко1вой технике и может быть широко использовано для проведения научно-исследовательских, контрольноизмерительных и диагностических работ, при осуществлении технологических процессов и воздействии на органы и ткани человеческого организма, в ультразвуковой терапии и хирургии

Известны различные акустические линзы для фокусировки упругих волн путем изменения акустического пути И преломпения волн на границе раздела окружающей среды и линзы, материалом которых могут бьп-ь жидкие, твердые и газообразные вещества ij.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является акустическая линза, содержащая звукопроницаемую оболочку, заполненную жидкой средой 2 .

Однако известная линза не допускает оперативной регулировки коэффи циента усиления.

Целью изобретения является оперативное обеспечение возможности регулировки коэффициента усиления линзы путем варьирования коэ(ЬФициентом поглощения об и. слеповательно, изменения коэффициентом усиления К без изменения геометрических характеристик и конструктивных размеров t линзы.

Эта цель достигается тем, что в акустическую линзу, содержащую звукопроницаемую оболочку, заполненную жидкой средой, введены электроды, расположенные вдоль акустической линзы, а в качестве жидкости использована электрореологическая суспензия.

На фиг. 1 дана схема предпагаемого устройства; на фиг, 2 - зависимость коэффициента поглощения от величины электрического поля.

Тонкая оболочка линзы 1 (цилиндрической, сферической или иной формы заполнена электрореологической жидкостью 2 и в нее введены два металлических электрода 3, подключенных к источнику 4 высокого напряжения. Ультразвуковые волны от источника 5 проходят через наполнитель линзы электрореологическую жидкость, прелоляются ее вогнутой поверхностью и собираются в фокусе F . Коэффициент усиления k зависит от коэффициента поглощения ультразвука об в жидком

материале линзы. Для линз со сферически пpeлoмпяки ими поверхностями

где К - коэффициент усиления в

центре фокуса,

KQ - коэффициент усиления линзы в отсутствии потерь на поглощение,

с - толщина линзы, pt - коэффициент поглощения. Экспериментально на модели акустической линзы, заполненной электрореологическими суспензиями, наприме 1, 2, 5, 10, 20% диатомита в трансформаторном масле, определено, что коэффициент поглощения зависит от величины подаваемого на электроды напряжения (фиг.2). С увеличением нпряженности электрического поля ot увеличивается для исследованных составов суспензий до 130%.

Следовательно, подавая на электрды линзы заданное электрическое напряжение, можно дистанционно, без замены материала линзы или ее толщи ны создавать в фокусе необходимую интенсивность излучения..

Этим достигается оперативное изменение коэффициента усиления линзы без изменения ее геометрических и конструктивных, параметров и существенно расширяется диапазон ее исползования и применения.

Физическая сущность работы предулагаемого устройства основывается на том, что зависимость коэффициента поглощения с6 (Е) связана со структурными изменениями, вызванными действием электрического попя на электрореологические жидкости. Частицы твердой фазы (диатомита), окруженные оболочками активатора, собираются в семействе, агрегаты, имеющие анизотропную направленность вдоль вектора электрической напряженности Е. Направление распространения, ультразвуковой волны в предлагаемом устройстве перпендикулярно мостиковым структурам, что, ведет к увеличению потерь при рассеянии, так как по сравнению с гомогенной средой при Е О увеличились линейные размеры.неоднородностей, и потерь за счет упругого взаимодействи волны со структурным каркасом. От величины электрической напряженно.сти ПОЛЯ зависит количество части твердой фазы, охваченных структурным взаимодействием, и величина сил сцепления частиц в мостиках, т.е. сопротивление каркаса, элементы которого демпфируют ультразвуковую волну, что в конечном счете и дает увеличение коэффициентов об . Интерпретация результатов с данной точки зрения подтверждается фотосъемкой структурных процессов на суспензиях

с укрупненными для визуализации частицами.

Таким образом, предлагаемое изобретение обладает по сравне ию с известным оперативным изменением коэффициента усиления акустической линзы, что позволяет повысить точность дозировки- ультразвукового воздействия при проведении технологичёских операций и тем самым повысить качество обрабатываемых материалов.

АКУСТИЧЕСКАЯ ЛИНЗА, содержащая ,звукопроницаемую оболочку, заполненную жидкой средой, о т л ичающаяся тем, что, с цельр обеспечения возможности оперативной регулировки коэффициента усиления лин:зы, в нее введены электроды, расположенные вдоль акустической оси линзы, а в качестве жидкости использована электрореологическая суспензия .

nz

гаУс

ЭРС ,А

го

СМ