Ультразвуковое измерительное устройство Советский патент 1992 года по МПК G01N29/22 G01H9/00 

Изобретение относится к технике акустических измерений, в частности к конструкции устройств для измерения пространственных параметров ультразвуковых фокусирующих систем.

Известны устройства для измерения пространственных параметров ультразвуковых фокусирующих систем, основой кото- рых является приемник ультразвука какого-либо типа, например пьезоэлектрический гидрофон.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является ультразвуковое измерительное устройство, содержащее корпус, в котором размещен слой жидкого кристалла, заключенный между оптически прозрачной и звукопрозрачной подложками с токопроводящими покрытиями, и регистратор, электрически соединенный с указанными покрытиями.

Недостатком известной конструкции является низкая точность измерения пространственных параметров ультразвуковых фокусирующих систем из-за относительно небольшого диапазона одновременно регистрируемых уровней ультразвукового поля.

Цель изобретения - повышение точности измерения пространственных параметров ультразвуковых фокусирующих систем.

Указанная цель достигается тем, что устройство, содержащее корпус, в котором размещен слой жидкого кристалла, заключенный между оптически прозрачной и зву- копрозрачнойподложкамис

токопроводящими покрытиями, и регистратор, снабжено светоотражающей мембраной, установленной в слое жидкого

VJ

4 4 О Јь

кристалла с зазором относительно звуко- прозрачной подложки параллельно подложкам, координатной подвеской и пьезоэлеменгом, закрепленным на координатной подвеске, которая выполнена в виде язснчмно перпендикулярных растяжек, закрепленных s зазоре между звукопрозрач- поп подложкой и светоотражающей мембраной и подключенных к регистратору, а -о ко про водящие покрытий подложек злек- гричеоки соединены друг с другом и с корпусом

Па фит, 1 и 2 представлено ультразвуковое измерительное устройство.

V/ гразвуковое измерительное устрой- f чо содеожит корпус 1, в котором размеv , 1 -Kb AKoin кристалчз,

. б ,ду оптически прозрачной г, -п 3 л 3BV4 прозрачной подложкой 1 Р л- тпипземом устройстве может м п «iff о любой из жидких кри- гал;-че оматичесчого типа с подходящим д иап-глоь ом существования мезофазы, на- ,ep эвтектическая смесь МББА и ЭББА. OnwecHi поозоачная подложка может бить изготовлена, например, из стекла, а звукопгочрячняя подложка - из полимерного гчтеомала, например из лавсановой пленки натянутой на каркас. На внутренне поверхности подложек 3 и 4 нанесены жопроь дящие покрытия 5 и б, при этом покрытие 5 - оптически прозрачное, .еиное нагшимер, по известной методике из двуокиси олова Указанные покрытия электрически соединены между собой и с 1 орйусом 1, а также с заземленной клеммой регио },а гора 7, Li слое 2 жидкого кристалла ridpj/bic/ i jo подложкам 3 и А установлена светоотражающая мембрана 8. В предпочтительном исполнении эта мембрана пред- СТЭРГ собой пленку из полимерного ютюя-лз например лавсана, натянутую

j i -ас, Юи этом «а поверхность указэн- i 11 брани, обращенной к оптически i n(xjf гч, i подлся с0 3, ,-а несено ьвеюот- рз Jiju4 j окопповодчщее плкрьние, например из алюминия. Величина зазора между подложкой 3 и мембраной 8 составляет 10-200 мкм Ее выбирают исходя из ,слооий Оеспечения требуемых параметров у,ч фазвукозого измеритепьного устройства, л она может быть установлена, например, с помощью прокладок 9, располагаемых по периферии мембраны 8 В этом случае дня обеспечения перетекания жидкого кристалла между соседними частями жидкокристаллического слоя указанные прокладки размещают с промежутками, а мембрану 8 по отношению к корпусу 1 укрепляют с периферийным зазором. Возможность указанного перетекания можно обеспечить также путем снабжения мембраны 8 отверстиями, расположенными по периферии мембраны. Для обеспечения

однородной ориентации молекул слоя жидкого кристалла, заключенного в зазоре между оптически прозрачной подложкой 3 и светоотражающей мембраной 8, электропроводящие покрытия указанных подложки

0 мембраны покрывают известным способом поверхностно-активным веществом или подходящее поверхностно-активное вещество, например лецитин, вносят в объем жидкого кристалла 2. В зазоре между звуко5 прозрачной подложкой 4 и светоотражающей мембраной 8 помещен пьезоэлемект 10, закрепленный на координатной подвеске 11, выполненной в виде взаимно перпендикулярных токопсоводящих растяжек,

0 При этом растяжка, расположенная со стороны мембраны 8, электрически соединена с корпусе i 1, а другая растяжка - с потенциальной лемшзй регистратора 7 посредством предусплителя 12, выполненного

5 известным способом и размещенного также в корпусе 1 Позицией 13 обозначена плата Устройство работает следующим образом.

Ультразвуковые лу i от исследуемой

и ультразвуковойфокусир ющсй систегчы, показанные на чертеже линиями со стр -пками, достигая слоя 2 жидкого кристалла, i лз гва- ют в нем акустические поточи приводяиие к изменению ориентации молекул жидкого

5 кристалла, заключенного между оптически прозрачной подложкой 3 и снетоотражаю щей мембраной 8. Пространственное p.ic- пределение указанного изменения ориентации адекватно распределению ин0 тонсивности ультразвукового поля в плоскости мембраны 8 С помощью известных осветительных устройств указанное распределение ориентации гожьо сделать видимым, визуализируя ультразвук jsoe поле во

5 м тс1ек, пвпэдающим с плоско O i.k, мембраны 8. О повременно в одной i j ичек практически .ой же плоскости с по- пщьюпьезоэлег.ента 10, предусмлитепя 12 и регистратора измеряется вели IKIIB амп0 литуды ультразвукового давления. Переме шля исстедуюмую ультразвуковую фокусируюи о систему и рассматриваемое ультразвуке)-пе измерительное юойство друг ОТНОСУ еяьно друга можно визуально

5 оценивая характер распределения ультра- - вукового юля, б) совместит i- нлоско- i-fb мембраны 8 и, следов ьно, пьезоэлемент 10 с фокальнгг1 niiooi-эстью 1 -следуемой уп тразвуксеам гад с у руо- чрдси i мы и произвести v ,чер° л ,ч,

этом обеспечивается точность измерений указанных параметров при минимальных затратах времени не хуже, чем при использовании известных устройств на основе пьезоэлектрических гидрофонов, и по крайней мере в 30 раз выше, чем при использовании прототипа.

Формула изобретения Ультразвуковое измерительное устройство, содержащее корпус, в котором размещен слой жидкого кристалла, заключенный между оптически прозрачной и звукопроз- рачной подложками с токопроводящими покрытиями, и регистратор, отличающее- с я тем, что, с целью повышения точности

измерения пространственных параметров ультразвуковых фокусирующих систем, оно снабжено светоотражающей мембраной, установленной в слое жидкого кристалла с

зазором относительно звукопрозрачной подложки, параллельно подложкам, координатной подвеской и пьезоэлементом, закрепленным на координатной подвеске, которая выполнена в виде взаимно перпендикулярных растяжек, закрепленных в зазоре между звукопрозрачной подложкой и светоотражающей мембраной и подключенных к регистратору, а токопроводящие покрытия подложек электрически соединены

между собой и с корпусом.

Изобретение относится к технике акустических измерений, а именно к конструкции устройств для измерения пространственных параметров ультразвуковых измерительных систем. Цель изобретения - повышение точности измерения пространственных параметров ультразвуковых фокусирующих систем. Ультразвуковое измерительное устройство содержит корпус с размещенным в нем слоем жидкого кристалла, заключенным между оптически прозрачной и звукопрозрачной подложками с токопроводящими покрытиями, регистратор, светоотражающую мембрану, установленную в слое жидкого кристалла параллельно подложкам, пьезоэлемент, закрепленный на г ординатной подвеске, которая выполнена в виде взаимно перпендикулярных растяжек, закрепленных в зазоре между звукопрозрачной подложкой и светоотражающей мембраной и подключенных к регистратору, а токопрово- дящие покрытия подложек электрически соединены друг с другом и с корпусом. 2 ил. (Л С

Фиг, 1

Ф&2.%