Устройство для визуального отображения ультразвуковых сигналов

Патент 922623

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Союз Советсиии

Социалистичесиии . Республик

О П И С А Н И Е (ii)922623

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

* л. (6t ) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 20.09 78 (21) 2666945/18-23 с присоединение(и заявки М(51)М. К.п.

g 018 29/04

С(019 7/52

3Ьоуларотвеаый комитет

СССР по делаи изобретений и открытий. (23) Приоритет

Опубликовано 23.04.82. бюллетень Ю 15 (53) УД((681. ,88 3(0 88.8) Дата опубликования описания 26 04.82 (72) Авторы изобретения

О. В. Берлянд, Д. Л. Прокуданов и А. (5, Ходатеов

Ульяновский полителнический институт (7I) Заявитель (54) УС ГЕРОЙСТВО ДЛЯ ВИЗУАЛЬНОГО ОГОБРАЖЕНИЯ>

УЛЬТРАЗВУКОВЫХ СИГНА ЛОВ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании материалов щтя обнаружения локальных дефектов, а также в медицинской диагностике с помощью ультразвуковых колебаний для визуализации внутрен них органов человека.

Известно устройство предназначенное для визуализации внутренних органов человека и содержащее излучатель и прием-, ник ..ультразвука, блок перемещения ульт

5О развукового луча в направлении сканирования обьекта и блок индикации изобра жения. В известном устройстве ультразвуковое обследование осуществляется путем

55 механического сканирования одного узкого пучка ультразвуковой энергии по ливии параллельной поверхности обследуемого обьекта. Одновременно на экране ЭЛТ ° строка за строкой строится изображение jl).

Такой процесс, занимающий несколько секунд, исключает возможность подучения визуального отображения подвижного объе

2 кта, например, бьющегося человеческого сердца. с достаточно разрешающей спо собностью.

Известно также:устройство для ультразвукового излучения обьекта, содержаmee множество акустических преобразователей размещенных в ряд и подключен ных к каналам обработки сигналов, средства для фазирования преобразователей, фокусирующее средство,:выполненное h. аиде цилиндрического акустического рефлектора. Акусти.ческие преобразователй используются для направленного излучения импульсов ультразвуковой энергтти и приема отраженных сигналов. Сканирование обьекта сфокусированным лучом ультразвуковой энергии обеспечивается за счет последовательного возбуждения группы преобразователей с определенным фазовым сдвигом. При приеме обеспечивает ся от(ределенная временная задержка отраженных сигналов в каналах обрабои ки (2).

922623

Однако устройство сложно и имеет недостаточно высокое быстродействие.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для визуального отображения ультразвуковых сигналов, содержащее передающий акустический преобразователь подключенный к импульсному генератору, и приемных акустических преобразователей, размещен-.10 ных в ряд на обшей подложке, изолированных друг от друга электрически и акустически и соединенных каждый со своим каналом:обработки принятого сигнала, выzog каждого из котрых подключен к бло-15 ку индикации, а также блок синхронизации, соединенный с управляющими входами импульсного генератора, каналов обработки принятого сигнала и блока индикации.

В качестве фокусирующего устройства 20 используется акустическая линза или реф.лектор, в фокальной плоскости которого последов а тельн о формируются изображения распределенных во времени отраженных акустических эхол=игналов Я, 25

Недостаток этого устройства заключается в сложности фокусировки ультразвукового сигнала, для осуществления которой применяются специальные фокусирую- З0 шие средства, такие КаЕ акустическая линза или рефлектор, причем для обеспечения фокусировки по всей глубине отснимаемого сечения необходимо перемещение фокусирующих средств относительно обьек-З5 та и приемных преобразователей.

Цель изобретения вЂ” повышение надежности за счет упрощения устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для визуального отображения40 ультразвуковых сигналов каждый приемный преобразователь выполнен в виде, двух противолежащих элементов кольца, при этом радиус кольца выбран из соотношения 45

«Л1.

R = вЂ” - -) где Х - длина волны излучаемого сигнала; о

- расстояние от преобразователя 50 до наиболее удаленного исследуемого участка обьекта;.

6 „- величина элемента разрешения.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства;."на фиг. 2 - подложка с пе- 55 редаюшим и приемными акустическими преобразователями, общий вид;-"на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 2.

Устройство для визуального отображения ультразвуковых сигналов содержит передающий пьезокерамический преобразователь 1, подключенный к импульсному генератору 2 и приемных пьезокерамических преобразователей 3, размещенных в ряд на обшей 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 K HHQHKa- тору 6. Синхронизатор 7 подключен к управляющим входам импульсного генерато- ра 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 звукодемпфирующего и изолирующего слоя 11, в котором размещены приемные преобразователи Э.

Минимальное расстояние между преобразователями 3 равно 1/2 длины волны ультразвукового сигнала.

Общее количество приемных преобразователей (и ) выбрано из соотношения

n < RR-Я:ц, где 6 вЂ” расстояние между двумя соседними преобразователя ми 3;

R - радиус кольца;

С вЂ” длина хорды усеченной части кольца.

Передающий преобразсватель 1 выполнен в форме двух пьезокерамических по,лос, расположенных в звукодемпфируюшем слое 11. подложки 4 вдоль ее продольной оси, по, обе стороны от приемных преобразователей 3.

Устройство работает следующим образом.

Импульсный генератор 2, управляемый синхронизатором 7, возбуждает передающий акустический преобразователь 1, ко-, торый излучает зондирующие импульсные сигналы в сторрну обьекта. Отраженные эхо-mгналы одновременно воспринимаются приемными преобразователями 3. С выходов приемных преобразователей 3 сигналы одновременно поступают на входы усилителей 8, а затем на схемы 9 задержки. Синхронизатор T отпирает и запирает усилители 8 и схемы 9 задержки в заданные моменты времени, соответству .юшие глубине исследуемого участка в

5 9226 обьекте. Со схем 9 задержки сигнал по- очередно считывается строка за строкой и подается в индикатор 6 на обычную

ЭЛТ, обеспечивая на ней видимое иэображение плоского среза, лежащего в s плоскости, обраэоюнной центральной осью распространения сигнала в стсрону обьекта и осью приемных преобразователей 3.

Выполнение приемных акустических преобразователей в форме двух противолежащих элементов кольца обеспечивает фокусировку эхо-сигналов, отраженных от акустических неоднородностей, располо женных на любой глубине исслецуемого 15 обьекта, без применения специальных фокусирующих средств, что позволяет значительно повысить надежность работы за счет упрощения устройства и облегчить работу оператора за счет исключения опе-2о рации регулирсвки фокусирующих средств.

Формула изобретения

23 6 диненных каждый со своим каналом обработки принятого сигнала, вьгход . каждого иэ которых подключен к блоку индикации, и блок синхронизации, соединенный с управляющими входами импульоного генератора, каналов обработки принятого сигнала и блока индикации, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыпюния надежности, каждый приемный преобразователь выполнен в виде двух противолежащих элементов кольца, при этом радиус кольца выбран из соотношения

«Х4

16 где $ - длина волны излучаемого; сигнала:

- расстояние от приемного пре» обраэователя по наиболее удаленного исследуемого, участка обьекта;

6 - величина элемента разрешения.

Устройство для визуального отображения ультразвуковых сигналов, содержа щее пере дающий акустический преобразователь, подключенный к импульсному генератору и приемных акустических пре- зо образователей, размещенных в, ряд на об-. щей подложке, изолированных друг от друга электрически и акустически и rue

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ № 1928366, кл. 42 К 46/06, опублик. 31.03.77.

2. Патент США № 3936791, кл. 340-1Р, опублик. 03.02.76.

3. Патент США № 3778756, кл. 340-1, опублик. 11. 12.73 (прототип).

922623

Составитель И. Догаева

Редактор Н. Бобкова Техред Ж.Кастелевич Корректор М..Пожо

Заказ 2572/58 Тираж 883 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП «Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4