Способ акустической интроскопии Советский патент 1989 года по МПК G01N29/04 

10

Изобретение относится к геофизическим исследованиям, биомедицинской диагностика, дефектоскопии и может быть использовано в системах акустической интроскопии внутренней структуры звукопрозрачных объектов.

Цель изобретения - повышение точности, быстродействия и информативности способа за счет исключения погрешности, обусловленной неучетом эффектов диффракции и рефракции зондирующего волнового воздействия на разноконтрастных объектах.

На фиг, 1 изображена схема акусто- j скопа интроструктуры объекта, реализующего предлагаемый способ; на фиг, 2 - реконструкция плоскослоистой структуры при текущем п; на фиг, 3 - закон отображения показателя преломления.

Исследуемая интроструктура 1 (фиг, 1) охвачена М-элементами регистратора 2, которые подключены к первым плечам развязывающих У-цирку ляторов 3. К вторым плечам циркуля- торов 3 подсоеди 1ены когерентные усилители 4, и к третьим плечам - генераторы 5 подсвета исследуемой интроструктуры I,

Выходы усилителей 4 подключены к соответствующим входам весовых сумматоров 6 и 7, которые подключены к устройству 8 нормировки.

15239904

3((Р - эквивалентные источники в

пассивном объекте с показателем преломпения, возбуждаемые проника а1цим в него

,полем X;

ит

F(pjR)-функция Грина (ФГ) т-элемен- та с координатой R , описытП

вающая создаваемое им аку- стическое поле в режиме на передачу при единичном сигнале на его входе. Если в качестве ФГ в выражении (1) использовать F(P, п„), имеющие место в веком искусственном веществе с показателем преломления п,, вместо источнга ов х начнут действо- 20 вать эквивалентные искусственные источники

Л г ч

f г оя -

кДп - X;

и

25

m

(х + х FU,

).

(2)

30

Поэтому, подвергая напряжения (2) реконструкции по алгоритму

м .

) :

m-i

U.Fum.

(3)

можно в (I) и (2) восстановить источники 1Гд + х при достаточно большом числе М-элементов регистратора 2 Еокруг исследуемой интроструктуры I,

можно в (I) и (2) восстановить ист ники 1Гд + х при достаточно большо числе М-элементов регистратора 2 Еокруг исследуемой интроструктуры

Акустоскоп, реализующий предпа- т,е, с точностью до дифракционных

pv eMbrfi способ акустической интроскопии, работает следу сяцим образом,

3 исследуемой микроструктуре с поэффектов, отсюда правомерно записы вать

€„,(и„)3 +1,,(4

Результат типа ) при восстано

Результат типа ) при восстановказателем преломпения . п ,,c 46лении с помощью ФГ F(P,n) с переменвозбуткдают ультразвуковые волны. Ре-ам показателем преломпения п показан

гистрируют М-элемента ет 1 регистрато-на фиг. 2, Как вцдио, там где п

ра 2 эхо-сигналы. Комплексные ампли- п, j , т.е, совпадает с истиитуды сигналов, принимаемых элементаминьт показателем преломления плоскослоМ-ПОЭИЩ10ННОГО регистратора 2, можно дЗнстой интроструктуры I, восстанавли- описать интегральньми представлетьчми вида:

ц.-и(«:) )

+ :c«(P)()dV - (X, + , 1;,), (1) 50

где х - вектор-функция, описывающая распределение в пространстве объема V-активных источников подсвета, которыми в данном случае являются сами элемен- ты регистратора 2, возбуждаемые через развязывающие Y-циркуляторы 3 генераторами 5 I

ваемый эквивалентный нсточиик х за- нуляетсяо

В соответствии с предлагаемым способом реконструкция типа (3) осуществляется с помощью весовых сумматоров 6 и 7 соответственню при п Пд,ц, Поэтому на а 1ходах сумматоров 6 If 7 вместо (4) место следующие образы:

п

маке (Um) .owi7; (5с|) „«н (и)2.+К«()зГ. (5Р)

Эти образы норквфуются в блоке 8, в результате чего в области простра 0

ит

F(pjR)-функция Грина (ФГ) т-элемен- та с координатой R , описытП

вающая создаваемое им аку- стическое поле в режиме на передачу при единичном сигнале на его входе. Если в качестве ФГ в выражении (1) использовать F(P, п„), имеющие место в веком искусственном веществе с показателем преломления п,, вместо источнга ов х начнут действо- 0 вать эквивалентные искусственные источники

Л г ч

f г оя -

кДп - X;

и

5

m

(х + х FU,

).

(2)

Поэтому, подвергая напряжения (2) реконструкции по алгоритму

м .

) :

m-i

U.Fum.

(3)

можно в (I) и (2) восстановить источники 1Гд + х при достаточно большом числе М-элементов регистратора 2 Еокруг исследуемой интроструктуры I,

т,е, с точностью до дифракционных

т,е, с точностью до дифракционных

эффектов, отсюда правомерно записывать

€„,(и„)3 +1,,(4)

Результат типа ) при восстановлении с помощью ФГ F(P,n) с переменнстой интроструктуры I, восстанавли-

ваемый эквивалентный нсточиик х за- нуляетсяо

В соответствии с предлагаемым способом реконструкция типа (3) осуществляется с помощью весовых сумматоров 6 и 7 соответственню при п Пд,ц, Поэтому на а 1ходах сумматоров 6 If 7 вместо (4) место следующие образы:

п

маке (Um) .owi7; (5с|) „«н (и)2.+К«()зГ. (5Р)

Эти образы норквфуются в блоке 8, результате чего в области простра ства занимаемой интроструктуры 1, в которой X 0 и, следовательно, не интерферирует с источниками х, восстанавливается образ:

7 i 1- - П Mofc /С (i- ,

МИН п - п (,ич

График зависимости (6) представлен на фиг. 3. Как видно, в области отоб- ражения |п|,„ |п| 6 | п| „я крутизна кривой (6) превьшает крутизну пунктир), соответствуюмакс

ной прямой (п - п

щей отображению по известному способу, где . При этом вследствие нор- мировки (6) из результата восстановления исключается внутреннее поле X , которое может существенно искажать результат для резко контрастных объектов .

Таким образом, способ акустоскопии позволяет повысить точность и разре- шгиощую способность отображения, а также снизить вычислительные затраты и повысить оперативность за счет исключения необходимости компенсировать ис

О 20

25

точники подсвета Хд из результатов приема.

Формула изобретения

Способ акустической интроскопии, заключающийся в том, что возбуждают ультразвуковые волны в исследуемом объекте с показателем преломления , регистрируют акустическую голограмму путём когерентного приема рассеянного объектом акустического излучения и осуществляют голографическую реконструкцию полученной голограммы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, быстродействия и информативности способа, голо- графическую реконструкцию получеиной акустической голограммы осуществляют в двух однородных средах с показателями преломления соответственно ми« wexc полученные акустические образы нелинейно предискажают по логарифмическому закону и по результатам их сравнения судят о расиределе- нии искомого показателя преломления.

Изобретение относится к геофизическим исследованиям и может быть использовано в системах акустической интроскопии внутренней структуры звукопрозрачных объектов. Цель изобретения - повышение точности, быстродействия и информативности способа за счет исключения погрешности, обусловленной неучетом эффектов дифракции и рефракции зондирующего волнового воздействия на разноконтрастных объектах. Способ акустоскопии интроструктуры звукопрозрачных объектов 1 основан на М-позиционном когерентном приеме рассеянного излучения с помощью М-элементного регистратора 2, на весовом суммировании результатов приема с помощью сумматоров 6 и 7. Весовое суммирование осуществляют при двух крайних значениях показателя преломления N_мин и N_макс. Полученные акустические образцы нелинейно предискажают по логарифмическому закону и по результатам их сравнения судят о распределении искомого показателя преломления. 3 ил.

п