Устройство для ультразвуковой диагностики внутренних структур объекта

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту— (22) Заявлено 0403.77 (21) 2463 751/25-28 (1) + t(> (23) Приоритет- (32) 0403.76

8660/76; 8661/76 160776 (31) 866 3/ 76; 29 766/ 76 (33) Великобритания

29 764/ 76; 29 765/76

29763/76

Опубликовано 300881.Бюллетень 89 32

С 01 Н 29/04

Государстаенный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 620.179. .16(088 ° 8) Дата опубликования описания 300881

/аэ ь ВжЮомерсой

/ т я (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Р.С.Мезрих,Э.Т.Коенит,Д.И.Авинс и Ц.Г.Раф (CDJA) Иностранная Фирма РКА Корпорейшн (ClJA) (71) Заявитель (541 УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЭВУКОВОЙ ДИА1 НОСТИКИ

ВНУТРЕННИХ СТРУКТУР ОБЪЕКТА

Изобретение относится к нераэрушающему контролю, а именно к технике образования посредством ультразвука иэображения внутренних частей непрозрачных объектов, и может быть использовано для ультразвукового контроля ткани живого человека и структуры твердого тела.

Известен ультразвуковой дефектоскоп, содержащий фокусирующее устрой- 10 ство, преобразователь ультразвуковой энергии и плоскопараллельную пластинку из звукопоглощающего материала с большим коэффициентом теплового расширения и малой теплспроводностью, 15 помещенных в среду, волновое сопротивление которой близко к волновому сопротивлению пластинки (11.

Однако этот дефектоскоп имеет очень малую чувствительность и сложен20

s использовании.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для ультразвуковой диагностики внутренних структур объекта, содержащее корпус, заполненный жидкостью, акустическое Фокусирующее устройство, например, линзу, преобразователь ультразвуковой энергии, к которому 30 подключен блок возбуждения и блок приема и обработки информации, причем акустическое фокусирующее устройство и преобразователь вмонтированы в корпус и расположены на установленном расстоянии по отношению друг к другу (23.

Недостатками известного устройства является невысокая скорость сканирования вследствие собственной инерционности любого механического сканирующего устройства, предназначенного для перемещения большой апертурной линзы.

Пель изобретения - обеспечение безынерционного сканирования объекта.

Укаэанная цель достигается за счет того, что устройство снабжено системой изменения угловой ориентации ультразвукового луча относительно оси акустического фокусирующего устройства, устанавливаемого неподвижно относительно контролируемого объекта.

Кроме того, система для изменения угловой ориентации ультразвукового пучка выполнена в виде шарнирно соединенного одним концом с преобразователем ультразвуковой энергии вала с закрепленной на нем платфор86071 7 мой, на которой расположен механически связанный с преобразователем узел наклона преобразователя ультразвуковой энергии.

Система для изменения условий ориентации ультразвукового пучка выполнена в виде установленной между акустическим фокусирующим устройством и преобразователем ультразвуковой энергии одной пары призм Ризлея с приводом, обеспечивающим вращение призм в противоположных направлениях с эаданной скоростью и имеет дополнительную пару призм Ризлея с приводом, обеспечивающим вращение призм в противоположных направлениях со скоростью, отличной от скорости первой пары призм Риэлея.

Причем акустическое фокусирующее устройство содержит линзу, имеющую числовую апертуру, большую чем эона контроля объекта.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для ..льтраэвуковой диагностики внутренних структур объекта; на фиг. 2 — схема получения изображения посредством отражения импульсов ультразвуковых колебаний; на фиг. 3 и 4 — различные системы для изменения угловой ориентации ультразвукового луча относительно оси акустической фокусирующей линзы.

Устройство содержит заполненный жидкостью корпус 1, в котором вмонтированы неподвижная линза 2 и блок Э, содержащий преобразователь 4 (фиг.3) ультразвуковой энергии и систему 5 для изменения угловой ориентации ультразвукового луча относительно оси акустической фокусирующей линзы

2, К блоку 3 подключены блок б воэ— буждения и блок 7 обработки и приема информации.

На кориусе 1 устройства располагают исследуемый объект.

Устройство работает следующим образом.

Электрической импульс на блоке б возбуждения подается на преобразователь 4 ультразвуковой энергии, который формирует в жидкости акустический луч с плоским волновым фронтом. Этот акустический луч попадает на неподвижную линзу 2, которая преобразует

его в сходящий пучок, имеющий точку схождения в фокальной плоскости, пропорциональной угловому перемещению. Для определения структуры исследуемого объекта его размещают н фокальной плоскости линзы 2 и исследуют сканирующим ультразнуковым лучом. Отраженные or структуры исследуемого объекта акустические импульсы принимаются акустическим преобразователем 4 и затем подаются на блок 7 обработки и приема информации, на котором выдается информация о местоположении и внутренней структуре исследуемого объекта.

Формула изобретения

5

t0

l5

Система з для изменения угловой ориентации ультразвукового пучка может быть выполнена в виде шарнирно соединенного одним концом с преобразователем ул ьтразвуковой энергии вала 8 и закрепленной на нем платформой 9, На платформе 9 устанавливают формирователь 10, соединенный тягой

11 с преобразователем ультразвуковой энергии.

Стационарный двигатель 12 приводит во вращение вал 8 на сравнительно высокой заданной скорости. К вращающему валу 8 прикреплена и вращается вместе с ним платформа 9 и узел наклона преобразователя 4, который изменяет положение ультразвукового преобразователя 4 относительно оси линзы 2 на сравнительно медленной второй заданной скорости. Для соединения ультразвукового преобразователя 4 с блоком б возбуждения и блоком

7 обработки и приема информации используются соответствующие средства типа контактных колец. формирователь может быть выполнен также в виде двух пар призм Риэлея

13 и 14, расположенных между линзой

2 и преобразователем 4 ультразвуковой энергии. Призмы Ризлея 13 и 14 соединены механическими соединениями

15-18 с приводом 19. Призмы Ризлея отклоняют проходящий через них пучок волноной энергии. При этом одна из призм каждой пары вращается с заранее заданной скоростью и направлении по часовой стрелке, тогда как другая призма каждой пары одновременно вращается против часоной стрелки. Пара призм 13 развертки по оси Х вращается со сравнительно нысокой заданной скоростью, а пара призм 14 с относительно низкой заданной скоростью. Таким образом, вращение пары призм Ризлея 13 и 14 обеспечивает изменение угла падения ультразвукового пучка на линзу 2 от преобразователя 4.

Предлагаемое устройство позноляет проводить исследование объекта с высокой скоростью при большой апертурной линзе.

1. Устройство для ультразвуковой диагностики внутренних структур объекта, содержащее корпус, заполненный жидкостью, акустическое фокусирующее устройство, например, линзу, преобразователь ультразвуковой энергии, к которому подключен блок возбуждения и блок приема и обработки информации, причем акустическое фокусирукщее устройство и преобразователь нмонтированы в корпус и расположены ка установленном расстоянии по отношению друг к другу, 860717 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения беэынерционноГо сканирования объекта, оно снабжено системой угловой ориентации ультразвукового луча относительно оси акустического фокусирующего устройства, устанавливаемого неподвижно ,относительно контролируемого объек та.

2. Устройство по п, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что система для изменения угловой ориентации ультразвукового пучка выполнена в виде шарнира соединенного одним кон-, цом с преобразователем ультразвуковой энергии вала с закрепленной на нем платформой, на которой расположен механическч связанный с преобразователем узел наклона преобразователя ультразвуковой энергии.

3. Устройство по п. 1, о т л и- ч а ю щ е е с я тем, что система для изменения угловой ориентации ультразвукового пучка выполнена в виде установленной между акустическим ,фокусирующим устройством и преобразователем ультразвуковой энергии одной пары призм Риэлея с приводом, обесгечивающим вращение призм в противоположных.направлениях с заданной скоростью;

4. Устройство по п. 3, о т л ич а ю щ е е с я тем, что система для изменения угловой ориентации ультразвукового пучка имеет дополнительную пару призм Ризлея с приводом, обеспечивающим вращение призм в противоголожных направлениях со скоростью, отличной от скорости первой пары призм Ризлея.

5 ° Устройство по пп. 1 - 4, о тл и ч а ю щ е е с л тем, что акустическое фокусирукщее устройство содержит линзу, имеющую числовую апертуру, 15 Ьольшую чем зону контроля объекта.

Приоритет по пунктам:

04.03 ° 76 по пп. 1, 2 и 5

16.07. 76 по пп. 3 и 4 .

Источники информации, Щ принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 102951 кл G 01 N 29/04, 1950.

2.ТЬе 3 our naf of the Acoustical

Society of America, ч. 54, 14очешЬег, 19 73, 9 6, р. 1628-1630 (прототип) °