Ультразвуковое фокусирующее устройство Советский патент 1981 года по МПК B06B3/04 G01N29/00 

(54) УЛЬТРАЗВУКОВОЕ ФОКУСИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

1

Изобретение относится к ультразвуковой технике, использующей сфокусированные ультразвуковые волны, преимущественно при ультразвуковой очистке, диспергировании, эмульгировании, обработке и др., а также в медицинской ультразвуковой терапевтической аппаратуре.

Известно ультразвуковое фокусирующее устройство, содержащее плоский излучатель и отражатель в виде осесимметричной криволинейной поверхности 1.

В этом устройстве используется энергия излучения одной стороны плоского излучателя, а фокусировка осуществляется в осесимметричное фокальное пятно. Однако эффективность и производительность многих технологических процессов могут быть существенно увеличены при фокусировке ультразвука вдоль линии движения обрабатываемых деталей.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является ультразвуковое фокусирующее устройство, содержащее двухсторонний плоский излучатель и отражатель в виде двух криволинейных поверхностей, причем излучатель установлен в плоскости симметрии отражателя. В этом

устройстве фокусировка осуществляется вдоль линии, параллельной образующей криволинейных поверхностей отражателя и лежащей в плоскости излучателя 2.

Недостатками известного устройства являются сложность изготовления отражателя с криволинейной поверхностью и невозможность выполнения высоких требований к точности изготовления отражателя с заданной кривизной поверхности, а также невысокий коэффициент усиления.

Цель изобретения - увеличение коэффициента усиления, упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается за счет того, что отражатель выполнен в виде двухгранника с прямоугольным раскрывом, составленного из отдельных полос, имеющих чередующийся по знаку коэффициент отражения звука, при этом проекции полос на выходное отверстие отражателя образуют одномерную зонную структуру Френеля. При этом полосы двухгр-анника могут быть расположены параллельно или перпендикулярно его образующей.

На фиг. 1 схематически представлено ультразвуковое фокусирующее устройство, содержащее отражатель, составленный из полос, параллельных образующей; на фиг. 2 - ультразвуковое фокусирующее устройство, содерж.ащее отражатель, составленный из полос, перпендикулярных образующей.

Устройство содержит плоский двухсторонний излучатель 1, который размещен по биссектрисе двухгранного отражателя 2; каждая грань отражателя собрана из полос 3, параллельных (фиг. 1) или перпендикулярных (фиг. 2) образующей двухгранный отражатель, причем соседние полосы имеют коэффициенты отражения звука, противоположные но знаку, а ширина полос выбрана такой, чтобы их проекции на выходное отверстие двухгранника образовывали одномерную зонную структуру Френеля, изображенную на правых половинах фиг. 1 и 2.

В качестве материала полос могут быть использованы, например, металл и пенопласт, у которых коэффициенты отражения звука в жидкости по давлению соответственно близки к +1 и -1.

Устройство работает следующим образом.

Излучатель 1 излучает плоские звуковые волны, которые отражаются от полос 3 двухгранного отражателя 2, при этом на выходе отражателя образуется акустическое поле в виде одномерной структуры Френеля, которое обеспечивает фокусировку волн в фазе на фокальной линии F, параллельной направлению полос отражателя.

Эффективность предлагаемого устройства заключается в существенном упрощении изготовления отражателя, так как вместо

СЛОЖНОЙ криволинейной поверхности изготовляются два плоских набора полос и, как следствие упрощения изготовления, появляется возможность увеличения точности выполнения отражателя, а это, в свою очередь, повыщает коэффициент усилителя звука.

Формула изобретения

. Ультразвуковое фокусирующее устройство, содержащее двухсторонний плоский излучатель и отражатель, причем излучатель установлен в плоскости симметрии отражателя, отличающееся тем, что, с целью увеличения коэффициента усиления и упрощения конструкции, отражатель выполнен в виде двухгранника с прямоугольным раскрывом, составленного из oтдeльньJX полос, имеющих чередующийся по знаку коэффициент отражения звука, пр этом проекции полос на выходное отверстие отражателя образуют одномерную зонную структуру Френеля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

F

7

-7

+ 1

-1

-7