Ультразвуковой датчик

Ультразвуковой датчик

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к медицинской технике. Цель изобретения - повышение точности определения характеристик исследуемого вещества. Датчик содержит угломер 1, микрометр 2, рефлектор 3, основание 4, преобразователь 5 и отражающую плоскость 7. С помощью подвижной части угломера 1 подбирают угол между плоскостью рефлектора 3 и рабочей границей 6 таким образом, чтобы обеспечивалось перпендикулярное падение продольных волн на плоскость рефлектора 3. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН д114 А61 В800

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4005746/28-14 (22) 03.01.86 (46) 29.02.88. Бюл. № 8 (71) Ростовский научно-исследовательский онкологический институт (72) П. О. Липовко-Половинец (53) 615.475 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 896539, кл. G 01 N 29/00, 1982.

„„SU„„1377043 А 1 (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДАТЧИК (57) Изобретение относится к медицинской технике. Цель изобретения — повышение точности определения характеристик исследуемого вещества. Датчик содержит угломер

1, микрометр 2, рефлектор 3, основание 4, преобразователь 5 и отражающую плоскость

7. С помощью подвижной части угломера подбирают угол между плоскостью рефлектора 3 и рабочей границей 6 таким образом, чтобы обеспечивалось перпендикулярное падение продольных волн на плоскость рефлектора 3. 1 ил.

1377043

Изобретение относится к ультразвуковой измерительной аппаратуре и может быть использовано для исследования мягких биологических тканей.

Цель изобретения — повышение точности определения характеристик исследуемого вещества путем двойного переотражения от рабочей границы основания.

На чертеже представлено конструктивное выполнение ультразвукового датчика.

Ультразвуковой датчик содержит угломер 1, микрометр 2, рефлектор 3, основание

4, пьезопреобразователь 5, рабочая граница

6 основания 4 и отражающую плоскость 7.

Ультразвуковой датчик работает следующим образом.

Пьезопреобразователь 5, возбужденный высокочастотным импульсным напряжением, излучает в основание 4 импульсы продольных ультразвуковых волн. При падении этих волн под углом а к рабочей границе

6 основания 4, соответствующим углу, образованному этой границей со скошенной стороной основания 4, часть энергии волн отражается внутрь согласно закону отражения в виде импульсов продольных волн, а часть — в виде импульсов поперечных волн. Угол отражения продольных волн равен и, а угол отражения поперечных волн равен у. Импульсы продольных волн достигают отражающей плоскости 7, отражаются в обратном направлении и после переотражения от рабочей границы 6 попадают на пьезопреобразователь 5, поскольку плоскость 7 расположена симметрично скошенной стороне основания 4 и под острым углом п к рабочей границе 6. При переотражении от рабочей границы 6 продольные волны также частично трансформируются в поперечные волны, имеющие угол отражения у. Вследствие геометрии основания 4, выполненного в виде призмы, и импульсного режима измерений поперечные волны рассеиваются и в измерениях не используются.

Затем пространство между рабочей границей 6 основания 4 и плоскостью рефлектора 3 заполняют исследуемым материалом.

При этом часть энергии продольных волн, излучаемых пьезопреобразователем 5, преломляется в исследуемый материал в виде продольных и поперечных волн, а напряжение Ull уменьшается до U-. Углы преломления указанных волн равны соответственно р и 6. В мягких тканях организма скорость поперечных волн на 2 порядка меньше, чем скорости продольных волн, а затухание, наоборот, существенно выше, поэтому энергией поперечных волн можно пренебречь. С помощью подвижной части угломера 1 подбирают угол Р между плоскостью рефлектора 3 и рабочей границей 6 таким образом, чтобы обеспечивалось перпендикулярное падение продольных волн на плоскость рефлектора 3. В этом случае, отНа основе измеренных значений

U-, p, Ul, U2, d определяют искомые физико-акустические параметры исследуемого материала.

Коэффициент поглощения продольных вол н в веществе исследуемого м атер и ал а

30 P2 — 21

1 U

Скорость распространения продольных ультразвуковых волн в исследуемом материале

ClLsinl3

sinn

35 где С1 — скорость распространения продольных ультразвуковых волн в материале основания 4 датчика.

Волновое сопротивление вещества исследуемого материала для продольных ультразвуковых волн чЪ вЂ”:— где а = — — — sin 2 —

Z 21L

cos22у;

cosy с0$ д

Z12 2 Z

b = — — — з1п у -+- — "- — cos 2 2 ;

= сову cosa Zll. и Zls — волновые сопротивления материала основания 4 соответственно для продольных и поперечных волн;

Плотность вещества исследуемого материала

P2 — С2 мечаемом по максимальным показаниям радиоизмерительной аппаратуры, связанной с пьезопреобразователем 5 (на чертеже не показана), эти волны после отражения от рефлектора 3 распространяются в обратном направлении и попадают напьезопреобразователь 5. Принятые волны преобразуются в импульсы электрического напряжения амплитудой Ц, которые регистрируются радиооизмерительной аппаратурой (на чер10 теже не показана). При этом контролируют, чтобы принятые пьезопреобразователем 5 им пульсы продольных волн, отраженных от плоскости рефлектора 3 и от отражающей плоскости 7, не накладывались друг на друга, в противном случае, не меняя угла)3, перемешают рефлектор 3 в осевом направлении с помощью микрометра 2. После этого снова перемещают рефлектор 3 на расстояние d, отсчитываемое по микрометру 2, и повторяют измерения. Импульсы электрического на20 пряжения амплитудой V2, которая получается при неизменном угле р, регистрируются.

1377043

Формула изобретения

Для ультразвукового датчика с призменным основанием 4 неизменной геометрии и

МатЕрИаЛа ВЕЛИЧИНЫ а, у, С1ь, а, Ь яВляются постоянными и определяются априорно.

Ультразвуковой датчик, содержащий угломер, микрометр, рефлектор и основание с одной скошенной стороной, контактирующей с пьезопреобразователем, образующим захват для исследуемого материала, отличаюи4ийся тем, что, с целью повышения точности определения характеристик исследуе5 мого вещества путем двойного переотражения от рабочей границы основания, в основании выполнена отражающая плоскость, расположенная симметрично скошенной стороне основания и под острым углом к рабочей границе основания.

Составитель В. Аниськин

Редактор Л. Пчолинская Техред И. Верес Корректор С. Черни

Заказ 511/5 Тираж 655 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4