Ультразвуковое коллиматорное устройство

 

ОП ИСАНИ

ИЗОВРЕТЕН ИЯ

И ASTOP CNOMV СВИДЕТВЛЬСТВМ

"Эйелет.иои» . сн.;„. Менеа е;., 1 / 1 С.

Союз Советских Соцмаамстических

Ресяубими

i) 591239 (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.11.76 (21)242469311 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано OS.02. 78.Бюллетень

) М. Кл.

В 06 В 3/04

Гесудерстеенный немнтет

Сввете Мнннстрее СССР ее делам нэабретеннй н етнрытнй

) УДК 534. 213. (088.8) (45) Дата опубликования описания 20,01, (72) Авторы изобретения

Г. В. Абрамов, В. В. Прокудин и Е. И. Татаренко

Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт имени академика С. П. Королева (71) Заявитель (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЕ КОЛЛ ИМАТОРНОЕ УСТРОЙСТВО

Sà

Изобретение относится к ультразвуковой технике и может быть использовано в устройствах, где требуется получение плоских полей в ближней зоне.

Известны ультразвуковые коллиматоры 5 (лннзы, рефлекторы), форма поверхностей которых определяется из условия получения плоского поля, а контур KollJIHMBTopDB ограничен окружностью j1).

Наиболее близким по технической сушнос- !О ти к предложенному является коллиматорное устройство, содержащее ультразвуковую линзу (2).

Цель изобретения — устранение искажений плоского поля:краевым., Это достигается тем, что устройство снабжено закрепленным на линзе экраном с изрезанной по ее периметру кромкой.

На фиг. 1 схематически изображено кол- 20 лиматорное устройство.; на фиг. 2 — совмещенная с плоскостью апертуры плоскость

ХОУ прямоугольной системы координат.

Устройство содержит ультразвуковую линзу 1 и экран 2. Ж

Поле в ближней зоне синфазно возбуждаемой апертуры описывается уравнением. 1 а е э zu, э ап м < > где сои - значение Функции Ф в точке наблюдения

, $,- плоскость, вплотную примыкающая к апертуре; — поверхность, orðàíì÷èâàþøàÿ некоторую область g, где задана скаляная функция МЕ; — внешняя нормаль к поверхности

М - расстояние от элемента 45. до точки наблюдения Р

К,* — — волновое число.

Совместим с плоскостью апертуры плоскость ХОУ прямоугольной системы координат, направив ось внутрь области

Начало координат совместим с проекцией.892239

3 точки наблюдейия Р на плоскость апертуры (фиг 2). Учитывая, что

$"-М4-2 — соеК (g -2 + а (е 1«) («), множитель, определяюший амплитудную неравномерность нов;»

„ е1ик(я,-,) * гсср

4- — соек(М;2 ) выражение примет вид г Г ФУ) Э е- Я 1 определяет фазовую неравномерность поля.. Экстремальные значения амплитудного множителя определяются величинами

Здесь 3О - радиус-вектор точки наблюдения относительно произвольной фиксированной точки на апертуре;

/ ив

Р - радиус-вектор произвольной точки 15 в плоскости,.Ьс относительно начале координат.

B качестве элемента 88 возьмем плошадку?фгДА . Так как Я «I +Ус, то

2 2 2

Pa. - Яая - аЬ=ЯаКЫ,Т..

Z о . Х

a)+ а.(1 ф

2К й1 а фаза не может превышать «+1Ц2., причем с уменьшением расстояния Х неравномеро Zo (Ъ) ность поля должна уменьшаться.

25.

Считая по усл(вию Ф(Ф )-cons<, получаем гК а, э(Ъ ;) ф О 1а- "*. - — а а > „а*

У) Зо

Из рассмотрения выражения (4) следует, что полефЯ ) в любой точке над апертурой состоит из двух составляющих: плоского поля Ф„„,(% )=Ф(г )е и возбуждающего поля а,(и.)=- —,; e() j „а,, о

4D формула изобретения

- Х й.

Ф щ,,„,н 1=-2 ФЦ ) Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

Суммарное поле при этом определяется вы- 55 1.. Кинбер Б. Е, Решение обратной заражением . дачи геометрической оптики Акустический журнал, т. 1, вып. 3, 1955, с. 221-225.

ФЛ" )= (. )е - Ô Ì)å -""-о Я

1 .= ф Л )е

2. Розенберг Л. Q. Применение ультра40 звука, АН СССР, M., 1957, с. 67-71. идущего от -краев апертуры.

Составляюшая плоского поля не зависит от положения точки наблюдения, если ее проекция лежит в пределах раскрыва.

Возмущающее поле достигает максимума, когда все его составляюшие, идушие от края апертуры, при»дят в фазе, Это будет наб. людаться для круглой апертуры, если проекция точки наблюдения лежит в центре круга.

Таким образом, круглая апертура наиболее непригодна для получения равномерного поля. Экран со. случайно изрезанными по периметру круглой апертуры кромками, поставленный на пути волн, идущих от краев апертуры, расфазирует поле краевых волн, что приведет к усреднению возмушающего поля в пределах раскрыва.

Применение коллиматорного устройства с экраном, кромки. которого изрезаны по .случайному закону, повысит объем пространст. ва, в котором формируется квазнплоское поле с малыми неоднородностями.

Ультразвуковое коллиматорное устройство, содержашее ультразвуковую линзу, о т л ич а ю ш е е с я тем, что, с целью устранения искажений плоского ноля краевым, оно снабжено закрепленным на линзе, Kð »M с изрезанной по периметру линзы кромкой.

591239

Составитель. Е Артамонова

Редактор О. Филиппова Техред С- Бена Корректор С, Гарасиняк

Заказ 486/8 Тираж 648 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113О35, Москва, Ж-35, Раушская наб., a. 4/5

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4