Ультразвуковое измерительное устройство

 

Изобретение относится к технике акустических измерений, а именно к конструкции устройств для измерения пространственных параметров ультразвуковых измерительных систем. Цель изобретения - повышение точности измерения пространственных параметров ультразвуковых фокусирующих систем. Ультразвуковое измерительное устройство содержит корпус с размещенным в нем слоем жидкого кристалла, заключенным между оптически прозрачной и звукопрозрачной подложками с токопроводящими покрытиями, регистратор , светоотражающую мембрану, установленную в слое жидкого кристалла параллельно подложкам, пьезоэлемент, закрепленный на г ординатной подвеске, которая выполнена в виде взаимно перпендикулярных растяжек, закрепленных в зазоре между звукопрозрачной подложкой и светоотражающей мембраной и подключенных к регистратору, а токопроводящие покрытия подложек электрически соединены друг с другом и с корпусом. 2 ил. (Л С

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4867218/28 (22) 17.09.90 (46) 30.06.92. Бюл. М 24 (71) Акустический институт им, акад. Н.H.Àíдреева (72) В.Н.Лупанов (53) 620.179.16(088.8) (56) Колесников А.Е, Акустические измерения. Л.: Судостроение, 1983 с. 256

Патент США И 4492107, кл. 73-1, 1985. (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ.

УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к технике акустических измерений, а именно к конструкции устройств для измерения пространственных параметров ультразвуковых измерительных систем. Цель изобретения — повышение точности измерения

Изобретение относится к технике акустических измерений, в частности к конструкции устройств для измерения пространственных параметров ультразвуковых фокусирующих систем.

Известны устройства для измерения пространственных параметров ультразвуковых фокусирующих систем, основой которых является приемник ультразвука какого-либо типа, например пьезоэлектрический гидрофон.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является ультразвуковое измерительное устройство, содержащее корпус, в котором размещен слой жидкого:кристалла, заключенный между оптически прозрачной и звукопрозрачной подложками с токопроводящими покрытиями, и регистратор, элек(l9) (11) (я)ю G 01 N 29/22, G 01 Н 9/00 пространственных параметров ультразвуковых фокусирующих еистем. Ультразвуковое измерительное устройство содержит корпус с размещенным в нем слоем жидкого кристалла, заключенным между оптически прозрачной и звукопрозрачной подложками с токопровадящими покрытиями, регистратор. светоотражающую мембрану, установленную в слое жидкого кристалла параллельно подложкам, пьезоэлемент, закрепленный на ".ординатной подвеске, которая выполнена в виде взаимно. перпендикулярных растяжек, закрепленных в зазоре между звукопрозрачной подложкой и светоотражающей мембраной и подключенных к регистратору, а токопроводящие покрытия подложек электрически соединены друг с другом и с корпусом. 2 ил, трически соединенный с указанными покрытиями.

Недостатком известной конструкции . является низкая точность измерения пространственных параметров ультразвуковых фокусирующих систем из-за относительно небольшого диапазона одновременно регистрируемых уровней ультразвукового поля.

Цель изобретения — повышение точности измерения пространственных параметров ультразвуковых фокусирующих систем.

Указанная цель достигается жм, что устройство, содержащее корпус, в котором размещен слой жидкого кристалла, заключенный между оптически прозрачной и эвукопрозрачной подложками с токоп роводящими покрытиями, и регистратор, снабжено светоотражающей мембраной, установленной в слое жидкого

1744641 кристалла с зазором относительно звукопрозрачной подложки параллельно подложкам, координатной подвеской и пьезоэлементом, закрепленным на координатной подвеске, которая выполнена в виде взаимно перпендикулярных растяжек, закрепленных в зазоре между звукопрозрачной поцложкой и светоотража ощей мембраной и подключенных к регистратору, а то кап роводящие покрытия подложек электрически соединены друг с другом и с корпусом, На ф г, 1 и 2 представлено ультразвукоьое измеритель,ое ус ройство, Ультразвуковое измерительное устройс- во содержит корпус 1, в котором разме .:О-й 2 ж; .цкого кристалла, з;-.кл.-. ч,п,ый I.:,8;,.,äó оптически прозрачной педло>клп .: 3 и звук;-прозрачной пОдлОжкОЙ

-1. P. рас. ;.-.трилаемом устройстве может .,ть испo lüç888H любой из .жидких кри,; гал)188 н атического типа с пОдхОдящим диапазсч ом существования мезофазы, например звтектическая смесь |МББА и ЭББА, Оптически прозрачная подложка может быть изготовлена. например, из стекла, а звукопрозрвчная подложка — из полимерногг;-:.Втериала, например из лавсановой пле ки. натянутой на каркас. На внутренние поверхности подложек 3 и 4 нанесены т >копроводлщие покрытия 5 и 6, при этом поко::тие 5 — оптически прозрачное, выпол; енное. например, по известной методике из двуокиси олова. Указанные покрытия электрически соединены между собой и с корпусом 1, а также с заземленнОЙ клеммоЙ регис гf.;ä" JÄÇ 7. В сл08 2 жиДкого кристалла параллел .Io подложкам 3 и 4 установлена светоотрзжающая мембрана 8. В предпочтительном исполнении эта мембрана представляет собой пленку из полимерного

»этери-::ла, например лавсана, натянутую

::а v:: ..",88. . 1ри этом на поверхность указан„:8 ..,браны, обращенной к оптически прозр;.Я1:,,:;:: подложке 3, на l8l 8Но светоотра>кающ,е гокопроводящее покрыгие, напри; åð, из алюминия. Величина зазора между подложкой 3 и мембраной 8 составляет 10-200 мкм. Ее выбирают исходя из условий Обеспечения требуемых параметроа ультразвукового измерительного устройства, и она может быть установлена, например, с помощью прокладок 9, располагаемых по периферии мембраны 8, В этом случае длл обеспечения перетекания жидКОГО криСталла мЕждУ соседними частями жидкокристаллического слоя указанные прокладки размещают с промежутками, а мембрану 8 по отношению к корпусу 1 укрепляют с периферийным зазором, Воз15

20 прозрачной подложкой 4 и светоотражающей мембраной 8 помещен пьезоэлемент

10, закрепленный на координатной подвеске 11, выполненной В виде взаимно перпендикулярных токопроводящих растяжек, При этом растяжка, расположеннал со стороны мембраны 8, электрически соецинена .с корпусо; 1, а другая растлжка — с потенциальной клеииай регистратора 7 посредством предусилителя,.12; выполненного известным способом и размещенного также в корпусе 1, Позицией 13 обозначена плата.

Устройство работает следующим образом.

Ультразвуковые лу-л1 0Т 1сследуемой ультр звуковой фокусирующей с!18 емы, показанные на чертеже линиями со стрслками, цостигая слоя 2 жидкого кристалла, -:,;û;ç::.Вают в нем акустические потоки, приводящие к изменению ориентации молекул жидкого кристалла, заключенного между оптически прозрачной подложкой 3 и c,ветоотражающей мембраной 8. Пространственное распределение указанного изменения ориентации адекватно распределению интенсивности ультразвукового поля в плоскости мембраны 8. С помощью известных осветительных устройств указанное распределение ориентации л.ожно сделать видимыля, визуализируч ультразвуковое г оле во

МНС>l".ВСТВ8 ТОЧ8К, l" 8ÂÏÝÄ IIOÙÕIË С ПЛОСКОс ьа мембраны 8. О >новременно в одной I,8 очек практически этой же плоскости с помов,ью пьезоэле;:,ента 10, прецусилителя 12 и регистратора измеояется вели-л.на амплитуды ультразвукового давленил. Перемещая исследуюмую ультраз Bóêñâóio фокусирующу;:о систему и рассматриваемсе ультразвуковое измерительное устоойство друг относи;ельно друга. можно визуально оценивая характер распределения ультразвукового 1оля, быстро совмести; . лоско-;гь мембраны 8 и. Следов.::льно, пьезоэлемент 10 с фокально плоскостью исследуемой ультразвуксвой фо у.,".>у:о1 щей си -:.,мы и произвести и .Мере;- ....!, и л можность укаэанного перетекания можно обеспечить также путем снабжения мембраны 8 отверстиями, расположенными по периферии мембраны. Для обеспечения однородной ориентации молекул слоя жидкого кристалла, заключенного в зазоре между оптически прозрачной подложкой 3 и светоотражающей мембраной 8, электро. проводящие покрытия указанных подло>кки

10 мембраны покрывают известным способом поверхностно-активным веществом или подходящее поверхностно-активное вещество, например лецитин, вносят в обьем жидкого кристалла 2. В зазоре между звуко1744641 этом обеспечивается точность измерений указанных параметров при минимальных затратах времени не хуже, чем при использовании известных устройств на основе пьезоэлектрических гидрофонов, и по край- 5 ней мере в 30 раз выше, чем при использовании прототипа.

Формула изобретения

Ультразвуковое измерительное устрой- . ство, содержащее корпус, в котором разме- 10 щен слой жидкого кристалла, заключенный. между оптически прозрачной и эвукопрозрачной подложками с токопроводящими покрытиями, и регистратор, о т л и ч à ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности 15 измерения пространственных параметров ультразвуковых фокусирующих систем, оно снабжено светоотражающей мембраной, установленной в слое жидкого кристалла с зазором относительно звукопрозрачной подложки, параллельно подложкам, координатной подвеской и пьезоэлементом, закрепленным на координатной подвеске, которая выполнена в виде взаимно перпендикулярных растяжек, закрепленных в зазоре между звукопрозрачной подложкой и светоотражающей мембраной и подключенных к регистратору, а токопроводящие покрытия подложек электрически соединены между собой и с корпусом.

1744641

Составитель В. Лупанов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор А.Осауленко

Редактор А, Огар

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгооод, ул.Гагарина, 101

Заказ 2195 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ Г ".СР

113035, Москва, Ж-35. Рауаская наб., 4/5