Устройство для визуального отображения ультразвуковых сигналов Советский патент 1982 года по МПК G01N29/04 G01S7/52 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИЗУАЛЬНОГО ОТОБРАЖЕНИЯ. УЛЬТРАЗВУКОВЫХ СИГНАЛОВ

. 1 . .. 11зобретение относится Jfc изм ерительной технике и может быть использовано при исследовании материалов для обнаружения локальных дефектов, а также в медшхйвской пиагаостике с помсяцью ультразвуковых колебаний для визуализадии вяуТретЕних органов человека. Известно устройство предназначенное для визуализации внутренних органов человека и содержащее излучатель и прием-, ник ; ультразвука, блок перемещения ультразвукового дуча в направлении сканирования объекта я блок индикации изображения. В известном устройстве уль-фаавуковое обследование осуществляется путем механического сканирования одного узкого пучка ультразвуковой энергии по линвн параллельной поверхности обследзгемрго объекта. Одновременно на экране ЭЛТ , строка за стрсжой строится изображение 1. Такой процесс, занимаклций несколько секунд, исключает возможность получения визуального отображения подвижного объвкта, например, бьющегося человеческого сердца с достаточно разрешающей способностью. Известно также-устройств о для ультразвукового излучения объекта, содержащее множество акустических гфеобразователей размещенных в ряд и подключенных к каналам обработки сигналов, ереоства для фазирования прербразоватедей, фокусирующее среоство, .выполненное и виде цилиндрического акустического рефлектора. Акустические преобразователи используются для натравленного излучения импульсов улыфазвуковой анергий а приема отраженных сигналов. Сканирование объекта сфокусированным лучом ультразвуковой энергии обеспечивается за счет последовательного возбуждения группы преобразователей с оорвделгнным фазо- вым сйвигом. При т1риемв обеспечивается Ьттределенная вр&меяяая задержка отраженных сигеалов в каналах обрабо кн 2. 392 Однако усгройсгво сложно и имеет нед вьюокое быстр one йствие. Наиболее близким к преплагаемому по технической сущности и постигаемому результату является устройство для виауального отображения ультразвуковых сигналов, содержащее передающий акустический преобразователь подключенный к импульсному генератору п приемных акустических преобразователей, размещенньрс в ряд на общей подложке, изолирован ных друг от друга электрически и акусти чески и соединенных каждый со своим ка налом/обработки принятого сигнала выход каждого из которых подключен к бло ку инщшации, а также блок синхронизации соединенный с управляющими входами импульсного генератора, каналов обработки принятого сигнала и блока индикации. В качестве фо1{усиру1ощего устройства используется акустическая линза или рефлектор, в фокальной плоскости которого :последшательно формируются изображения распределенных во времени отраженных ак стических эхо-сигналов . Недостаток этого устройства заключается в сложности фокусировки ультразвукового сигнала, для осуществления которой применяются специальные фокусирующие средства, такие как акустИческаЗа линза или рефлектор, фичем для обеспечения фокусировки по всей глубине отснимаемого сечения необходимо перемещение фокусирующих средств относительно обьек та и приемных преобразователей. Цель изобретения - певышение надежности за счет упрощения устройства. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для визуального отображени ультразвуковых сигналов каждый приемный преобразователь выполнен в виде , двух противолежащих элементов кольца, при этом радиус кольца выбран ив соотношенияXI. rjie X - длина волны излучаемого сигнала;QL - расстояние от преобразователя до наиболее удаленного исследуемого участка объекта;. 6 - величина элемента раэрещения. На фиг. 1 представлена блок-схема усгройствагна фиг. 2 - подложка с пере дающим и приемными акустическими преобразователями, общий вид;На фиг. 3разрез А-А на фиг. 2. 34 Устройство для (изуг)льн()го отображения ультразвуковых сигналов содер- жит передающий пьезокерамический преобразователь 1, подключенный к импульсному генератору 2 и п приемных пьезокерамических преобразсжателей 3, размещенных в ряд на общей подложке 4. Каждый приемный преобразователь 3, выполненный в виде двух противолежащих элементов .кольца, соединен с одним из каналов 5 обработки принятого сигнала. Выходы каналов 5 подключены к индикатору 6. Синхронизатор 7 подключен к управляющим входам импульсного генератора 2, каналов 5,обработки принятого) сигнала и индикатора 6. Каждый канал 5 обработки принятого сигнала содержит усилитель 8 и схему 9 задержки. Подложка 4 состоит из металлического основания 10 и звукодемпфи- рующего и изолирующего слоя 11, в котором размещены приемные преобразователи 3. Минимальное расстояние между преобразователями 3 равно 1/2 длины волны ультразвукового сигнала. Общее количество приемных преобразователей (п ) выбрано из соотношения n -|-lR -(R-C) , где (3 - расстояние между двумя сосвдиими преобразователж ми 3; R - радиус кольца; С - длина хорды усеченной части кольца. Передающий преобразсватель 1 выпол-. нен в ффме двух пьезокерамических полос, расположенных в звукодемпфирующем слое 11. подложки 4 вдоль ее продольной оси, по, обе стороны от приемных преобразователей 3. Устройство работает следующим образом. Ик пульсный генератор 2, управляемый синхронизатфом 7, возбуждает передаю- , щий акустический преобразователь 1, ко-, тфый излучает зондирующие импульсные сигналы в сторрну объекта. Отраженные эхо-си шалы одновременно воспринимаются приемными преобразователями 3. С выходов приемных преобразователей 3 сигналы одновременно поступают на входы усилителей 8, а затем на схемы 9 задержки. Синхронизатор Т отпирает и запирает усилители, 8 и схемы 9 задержки в заданные мом(енты времени, соответствутощие глубине исследуемого участка в объекте. Co схем 9 задержки сигнал поочереоио считывается строка аа строкой и подается в индакатф 6 на обычную ЭЛТ, обеспечивая на ней видимое изображение плоского среза, лежащего в плоскости, образованной центральной осью распространения сигнала в сторону . объекта и осью приемныхпреобразователей 3. Выполнение приемных акустических преобразователей в форме двух щзотиволежаших элементов кольца обеспечивает фокусировку эхо-сигналов, отражешых от акустических неоднородностей, расположенных на любой глубине исследуемого обьекта, без применения специальных фокусирующих средств, что позволяет значительно повысить надежность работы за счет упрсщения устройства и облегчить работу оператора за счет исключения one рации регулировки фокусирующих средств. Формула изобретения Устройство для визуального отображения ультразвуковых сигналов, содержащее передающий акустический преобразователь, подключенный к импульсному генератору и приемных акустических преобразователей, размещенных в ,ряд на об щей подложке, изолированных друг от друга электрически и акустически и гее ииненньЕХ каждый со своим каналом обработки гринягого сигнала, выход Каждого из которых подключен к блоку индикации, и блок синхронизации, соединенный с управ ЛЯКЯ1ШМИ входами импульсного генератора, каналов обработки принятого сигнала и блока индикации, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, каждый приемный прёобразсжатель выполнен в виде двух противолежащих элементов кольца, при этом радиус кольца выбран иэ соотношенияIJ.AI 16 где Jl - длина волны излучаемого. сигнала; L, - расстояние от приемного пр&образователя по наиболее удаленного исследуемого . участка объекта; i - величина элемента разрещения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент ФРГ М 1928366, кл. 42 К 46/О6, опублик. 31.03.77; 2.Патент США № 3936791, кл, 34О-1Р, опублйК. 03.02.76. 3.Патент США № 3778756, кл. 340-1, опублик. 11.12.73 (прототип).

К ,

Фиг.2