Подводный ультразвуковой объектив Советский патент 1992 года по МПК B06B3/04 

Изобретение относится к технике звуко- видения, в частности, к конструкции ультразвуковых объективов, предназначенных для формирования ультразвуковых изображений в системах подводного наблюдения.

Известны конструкции подводных ультразвуковых объективов, содержащих ультразвуковые линзы или акустические зеркала, пространство изображений которых заполнено жидкостью с акустическими свойствами, незначительно отличающимися от соответствующих свойств воды.

Недостатками таких объективов являются их невысокие эксплуатационные параметры.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому устройству является подводный ультразвуковой объектив, содержащий заполненный жидкостью корпус, последовательно расположенные в корпусе

ультразвуковую линзу, выходное акустическое зеркало и входное акустическое зеркало с центральной здукопрозрачной частью, при этом входная и выходная поверхности ультразвуковой линзы выполнены из эластичного материала, ее внутренняя полость заполнена жидкостью, а вышеуказанные акустические зеркала укреплены неподвижно друг относительно друга.

Недостатками известного устройства являются маленький диапазон внешних рабочих давлений и сложность процесса наводки на резкость, что обусловлено эластичностью входной и выходной поверхностей вышеуказанной ультразвуковой линзы и неподвижностью акустических зеркал друг относительно друга.

Целью изобретения является расширение диапазона внешних рабочих давлений и упрощение процесса наводки на резкость.

(Л

С

Ч

ел ел ю

N кэ

Указанная цель достигается тем, что в подводный ультразвуковой объектив, содержащий заполненный жидкостью корпус, последовательно расположенные в корпусе ультразвуковую линзу, выходное акустическое зеркало и входное акустическое зеркало с центральной звукопрозрачной частью, введен узел фокусировки, установленный в центральной части ультразвуковой линзы, выходное акустическое зеркало закреплено на узле фокусировки и выполнено плоским, причем ультразвуковая линза выполнена из пластмассы, ее входная и выходная поверхности имеют выпуклую и вогнутую форму соответственно, а скорость ультразвуковых волн в заполняющей корпус жидкости в два или более раза меньше скорости ультразвуковых волн в воде.

На чертеже Представлено поперечное сечение подводного ультразвукового объектива.

Подводный ультразвуковой объектив содержит ультразвуковую линзу 1, входное акустическое зеркало 2, выходное акустическое зеркало 3 и узел фокусировки 4, уста- новленнУй в центральной части ультразвуковой линзы 1 Ультразвуковая линза 1 выполнена из пластмассы с низкими акустическими потерями, такой как, например, органическое стекло, полистирол и т п. Оптимальная кривизна -поверхностей ультразвуковой линзы 1 и входного акусти- .ческого зеркала 2 выбирается из соображений обеспечения требуемых параметров объектива и может быть определена как расчетным путем, так и эмпирически Узел фокусировки 4 может быть выполнен, например, в виде штока 5 и втулки 6, герметично закрепленной в центральной части ультразвуковой линзы 1 В этом случае шток 5 обеспечивает перемещение установленного на нем выходного акустического зеркала 3 известным способом без нарушения герметичности корпуса объектива 7 В качестве жидкости 8, заполняющей корпус объектива 7, используется жидкость, у которой скорость ультразвуковых волн в два или более раза меньше, чем в воде, и также имеющей низкие акустические потери, например, фторуглеродная жидкость перф- тортриэтиламин.

Устройство работает следующим образом.

Ультразвуковые лучи (см линии со стрелками) после преломления в ультразвуковой линзе 1 распростроняются к входному акустическому зеркалу 2, отражаются от него к выходному акустическому зеркалу 3 и, отразившись в свою оч ередь от последнего, фокусируются вблизи входного зеркала

2. При прохождении через линзу 1 лучи приобретают фазовые набеги, корректирующие волновой фронт, что приводит к уменьшению уровня аберраций, вносимых системой

акустических зеркал 2 и 3, Эффективность такой коррекции обусловлена как выбором формы ультразвуковой линзы и материала, из которого она изготовлена, так и заполнением корпуса объектива 7 жидкостью, ско0 рость ультразвуковых волн в которой в два или более раза меньше скорости ультразвуковых волн в воде. При воздействии на ультразвуковую линзу 1 внешнего гидростатического давления может изме5 ниться положение выходного акустического зеркала 3, В этом случае пользователь при помощи узла фокусировки 4 компенсирует смещение выходного зеркала 3, добиваясь требуемого качества изображения. При

0 этом параметры подводного ультразвукового объектива, благодаря вышеуказанной форме выходного зеркала 3, изменяются незначительно. Кроме того, и величина указанного смещения относительно небольшая,

5 так как закрепление узла фокусировки в центральной части ультразвуковой линзы. вследствие замены пластмассы деталями узла фокусировки, повышает прочность ультразвуковой линзы. Разумеется, необходи0 мость в наводке на резкость может возникнуть и в ряде других общеизвестных случаях.

Испытания показали, что диапазон внешних рабочих давления у подводного

5 ультразвукового объектива, изготовленного в соответствии с настоящем изобретением, по меньшей мере в 100 раз превышает соответствующий диапазон прототипа. Кроме того, у него существенно упрощен процесс

0 наводки на резкость, что улучшило эксплуатационные параметры подводного ультразвукового объектива.

Формула изобретения Подводный ультразвуковой объектив,

5 содержащий заполненный жидкостью корпус, последовательно расположенные в корпусе ультразвуковую линзу, выходное акустическое зеркало и входное акустическое зеркало с центральной звукопрозрач0 ной частью, отличающийся тем. что, с целью расширения диапазона внешних рабочих давлений и упрощения процесса наводки на резкость, в него введен узел фокусировки, установленный в центральной

5 части ультразвуковой линзы, а выходное акустическое зеркало закреплено на узле фокусировки и выполнено плоским, причем ультразвуковая линза выполнена из пластмассы, ее входная и выходная поверхности имеют выпуклую и вогнутую форму соответственно, а скорость ультразвуковых волн в заполняющей корпус жидкости в два или

более раза меньше скорости ультразвуковых волн в воде.

Изобретение относится к технике звуко- видения. Цель - расширение диапазона внешних рабочих давлений и упрощения процесса наводки на резкость. Подводный ультразвуковой объектив содержит заполненный жидкостью корпус, последовательно расположенные в корпусе ультразвуковую пластмассовую линзу, выходное плоское акустическое зеркало и входное акустическое зеркало с центральной звукопрозрачной частью. В центральной части ультразвуковой линзы расположен узел фокусировки. Выходное плоское акустическое зеркало закреплено на узле фокусировки. Входная и выходная поверхности ультразвуковой линзы имеют выпуклую и вогнутую форму соответственно. Скорость ультразвуковых волн в заполняющей корпус жидкости в два или более раза меньше скорости ультразвуковых волн в воде. 1 ил.