Акустический микроскоп для оперативного просмотра объектов Советский патент 1993 года по МПК G01N29/04 

лектрод трубки блока индикатора 9, модулирующий яркость луча. Входы отклоняющей системы блока индикатора 9 соединены с выходами X, Y блока 10 развертки. Этот блок, а также схемы 12 управления реверсом, схема 13 компаратора соединены линиями подачи строчных (ССИ) и кадровых (КСИ) синхронизирующих импульсов со схемой 11 счета и формирования, которая сое- дине.на, в свою очередь, по линиям управления с компаратором 13 и блоком 14 установки сдвига. Выход режима 1К (сдвиг на один кадр) последнего соединен с входом схемы 15 выключения реверса, выход которой соединен с управляющим входом схемы 12 управления реверсом. Два выхода этой схемы соединены по .линиям управления направлением сканирования с управляющими входами блока 16 механического сканирования. Входы синхронизации передающего 1 и приемного 8 блоков, схемы 11 счета и формирования и вход запуска блока 16 сканирования соединены с соответствующими выходами блока 17 синхронизации. Запускающий его импульс начала строки поступает по линии с блока 16.

Устройство работает следующим образом. Модулированные по амплитуде импульсные электрические колебания передающего блока 1 через циркулятор 2 поступает на электроакустический преобразователь 3 АЛЭ 4, и акустическая волна после преломления линзой 5 фокусируется на объект 7 после отражения от него, пройдя обратный путь и акустоэлектрическое преобразование через третье плечо циркулято- ра 2, поступает в приемник 8, а после усиления в нем сигнал подается на электрод трубки блока индикатора 9, модулирующий яркость записывающего электронного луча.

Перемещение луча на экране рубки индикатора 9 по осям X и Y синхронизировано импульсами, поступающими с блока 17, со сканированием акустического пучка по поверхности объекта в направлениях X и Y, реализуемым блоком сканирования 16. Этим достигается соответствие положения элементов на сканируемом участке объекта и точек акустического изображения на экране. Трубка достаточно высокого разрешения обычно сохраняет видимое изображение в течение нескольких секунд, определяющих время получения одного кадра Тк. Поэтому для наблюдения устойчи- ё$го изображения его необходимо через промежуток времени t Тк возобновлять путем повторного сканирования по тому же участку. Дл этого сканирующее устройство после завершения очередного кадра должно возвращать акустический пучок к началу того же просмотренного участка объекта.

Отличия в работе такого микроскопа состоит в том, что пучок возвращается к началу

второй или следующих строк-полосок участка объекта, сканируемого в предыдущем кадре. Так как развертка луча начинается всегда с одного места экрана, то новый кадр будут начинаться с изображения новой первой полоски сканируемого участка. Освободившиеся в конце кадра строки будут заполнены изображением продолжения сканируемого участка в направлении кадрового сканирования - вдоль оси Y. Если процесс сдвига при обратном ходе кадрового сканера продолжить, то на экране побежит чередованием кадров изображение целой полосы объекта. Для реализации этого процесса в схему микроскопа введены новые элементы, назначение которых опишем подробнее.

Схема счета и формирования 11, получая от блока синхронизации 17 импульсы, синхронные с импульсами начала строки

сканирования, пересчитывает их число на прямом и обратном ходе сканера и формирует соответствующей длительности кадровые (КСИ) и строчные (ССИ) синхроимпульсы для системы 16 сканирования и блока 10 разверток луча индикатора 9, Блок 14 сдвига установки сдвига служит для выбора оператором величины сдвига кадра, т. е. части перемещения сканера по оси Y, на которую он не дойдет при обратном

(реверсивном) ходе. Она может выражаться в долях кадра - 0,5 к; 0,25к, ..., или числом строк - 1 с, 0 с. Режим 0 с соответствует повторению сканирования и изображения одного и того же участка объекта. Установка

на блоке 14 сдвига 1 к, т. е. на всю длину кадра, соответствует непрерывному перемещению сканера и изображения на экране ло оси Y в прямом направлении. Отмену обратного хода сканера осуществляет схема

выключения реверса 15 совместно со схемой 12 управления реверсом. Последняя в этом режиме выдает сканирующему блоку 16 только ССИ прямого хода (+ Y). Независимо от установок величины сдвига на обратном ходе блок разверток 10 должен вырабатывать сигналы, возвращающие электронный луч индикатора 9 в исходную точку растра изображения ко времени начала нового периода сканирования.

Предлагаемая функциональная схема работает следующим образом. В зависимей сти от требуемого режима просмотра контг ролируемого объекта - с вытеснением кадра на заданное число строк, с повторением изображения выбранного участка или

режиме прогона - нажимается соответствующая кнопка на блоке установки сдвига 14. С сигналом Пуск начинается быстрое сканирование и на блок синхронизации поступают импульсы начала строки, запускающие формирование тактовых и строч- ных импульсов. Первые запускают передающий и приемный блоки для получения сигнала ЛАМ, который подается на вход .модулятора индикатора 9 (вход М). Строчные синхроимпульсы (ССЙ) подаются на схему 11 счета, где используются для формирования ССИ и КСИ, запускающих блок разверток 10 индикатора 9 и ССИ, + Y прямого хода сканера 16. После отсчета заданного количества импульсов строк в кадре вырабатывается сигнал на реверс движения в направлении - Y, переключающий счетчики на обратный счет. Компаратор 13 сравнивает код обратного счета с установленным на блоке 14 после их совпадения вырабатывает импульс прекращения реверсивного движения сканера. После этого счетчики сбрасываются и со схемы 11 через схему 12 начинают вновь поступать в сканирующий блок 16 ССИ прямого хода.

В режиме прогона при нажатии кнопки 1К включается в работу схема выключения реверса, запрещающая реверс. При этом перемещение по оси Y происходит в одном прямом направлении, счетчики работают в циклическом режиме и на экране индикатора 9 последовательно появляются изображения последующих друг за другом участков просматриваемой полосы объекта. После достижения края объекта посредством переключения сигнала направления движения (блок 17)осуществляется остановка перемещения по Y, переход на соседнюю полосу и начинаются измерения с перемещением в противоположном направлении (или в том же направлении оси Y, если линзовый элемент предварительно возвратить к начальному краю предыдущей полосы).

Объект просматривается полосами путем быстрого строчного сканирования с размахом Ах и синхронного с ним медленного кадрового перемещения на всю длину объекта в направлении Y. После достижения края механическое устройство ступенчато перемещает пучок на расстояние Ах вдоль оси X и начинается сканирование следующей полосы с движением вдоль оси Y,

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Акустический микроскоп для оперативного просмотра объектов, содержащий последовательно установленные передающий блок, направленный ответвитель иакустический линзовый элемент, приемный блок, связанный с акустическим линзовым элементом через направленный ответвитель, блок развертки, блок индикации и запоминания, блок синхронизации и блок сканирования, выход приемного блока соединен с

информационным входом блока индикации,

.входы сигналов X и Y разверток которого

соединены с соответствующими выходами

блока развертки, синхронизирующие входы

передающего, приемного блоков и блока сканирования соединены с соответствующими выходами блока синхронизации, отличающийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей за

счет повышения скорости получения связных фрагментов изображений контролируемого объекта, размеры которого превышают информационные возможности устройства индикации и запоминания, он снабжен блоком установки сдвига, блоком выключения реверса, блоком управления реверсом, блоком счета и формирования, компаратором, первый выход блока установки сдвига соединяется через блок выключения реверса с

первым входом блока управления реверсом, второй выход блока установки сдвига соединен с первым входом блока счета и формирования, а его первый и второй выходы соединены с вторым и третьим входами блока управления реверсом, первый и второй выходы которого соединены с вторым и третьим входами блока сканирования, третий выход блока счета и формирования соединен с входом блока развертки, а его

четвертый и пятый выходы соединены с первым и вторым входами компаратора, выход которого соединен с вторым входом блока счета и формирования, третий вход которого соединен с соответствующим

выходом блока синхронизации.