SU1630854A1 - Ультразвуковое фокусирующее устройство - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к ультразвуковой технике. Цель изобретени  - обеспечение возможности изменени  фокусного рассто ни  в широких пределах без изменени  амплитуды излучаемых сигналов. Фокусирующее устройство содержит набор пьезоэле- ментов 1, размеры которых соответствуют размерам зон Френел , электроды, расположенные на рабочей и тыльной поверхност х пьезоэлементов. Нечетные и четный пьезоэлементы набора выполнены с разными рабочими полосами частот Afi, Af2 и подключены к двум независимым каналам возбуждени  соответственно. Акустические волны, излучаемые четными и нечетными пьезоэлементами, складываютс  на разных рассто ни х от данных элементов.

Description

СЛ

С

Изобретение относитс  к ультразвуковой технике, использующей сфокусированные ультразвуковые колебани , и может быть использовано дл  ультразвуковой очистки, диспергировани , эмульгировани  твердых и жидких сред, интенсификации технологических процессов, а также дл  целей медицинской диагностики и терапии.

Целью изобретени   вл етс  обеспечение возможности изменени  фокусного рассто ни  в широких пределах без изменени  амплитуды излучаемых сигналов.

На чертеже приведена схема устройства .

Ультразвуковое фокусирующее устройство содержит излучатель в виде набора пьезоэлементов 1, размеры которых соответствуют размерам зон Френел , и электроды , расположенные на рабочей и тыльной поверхност х пьезоэлементов 1. Нечетные и четные пьезоэлементы набора выполнены

с разными рабочими полосами частот Afi, Af2 и подключены к двум независимым каналам возбуждени  2 и 3 соответственно (на чертеже нечетные пьезоэлементы заштрихованы ). В качестве каналов возбуждени  могут быть использованы, например, выводы двухканального широкополосного электронного генератора 4.

Выходными каскадами данного генератора  вл ютс  два усилител  мощности с полосовыми фильтрами Afi и Д h , обеспечивающими работу в двух диапазонах частот и глубин фокусировки.

Другим возможным вариантом двухканального генератора может быть схема с балансным модул тором, на выходе которой можно получить двухполосный или двухчастотный сигналы с подаваемой несущей .

Устройство работает следующим образом . о

too о

00

ел

4

Генератор А с общей полосой A f возбуждает одновременно четные и нечетные пьезоэлементы 1 электрическим напр жением с полосами частот Afi и A fa , с центральными частотами fi и fa соответственно . Сход щиес  сферические ультразвуковые волны, излученные нечетными пьезоэлементами, синфазно складываютс  в некоторой области фокусировани  AFi с центральным фокусом Fi,a излученные четными пьезоэлементами-в некоторой области A Fa с центральным фокусом Fa.

Размеры областей фокусировани  ультразвукового излучател  определ ютс  полосами частот Afi и A fa , как видно из

выражени 

РП - У n FA ,

где /ЭР - радиусы зон Френел ;

А - длина волны.

Если желательно получить фокальные области малых размеров, то следует излучать не полосы частот, а две фиксированные частоты fi и fa.

Тогда поперечное разрешение в области фокусов:

MFt))r-.

где Fi, Fa - фокусные рассто ни  при длине волны AI , Аа ;

D - размер излучател 

0

5

0

5

0

Продольное разрешение или разрешение по глубине:

йпр (f) - Я ф2

Таким образом, одновременно создаютс  две разнесенные по глубине области высокой концентрации ультразвука. Если полосы Afi и A fa соприкасаютс , то обеспечиваетс  создание одной прот женной области фокусировани . Амплитуда излучаемых сигналов в пределах полос частот Afi и A fa будет посто нной вне зависимости от требуемых величин фокусного рассто ни , так как данные полосы задаютс  рабочими полосами частот пье- зоэлементов.

ФормуЯа изобретени  Ультразвуковое фокусирующее устройство , содержащее набор пьезоэлементов, размеры которых соответствуют размерам зон Френел , электроды, расположенные на рабочей и тыльной поверхност х пьезоэлементов , канал возбуждени , отличающеес  тем, что, с целью обеспечени  возможности изменени  фокусного рассто ни  в широких пределах без изменени  амплитуды излучаемых сигналов, четные и нечетные пьезоэлементы выполнены с разными рабочими полосами частот и подключены к двум независимым каналам возбуждени .

N

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Ультразвуковое фокусирующее устройство. содержащее набор пьезоэлементов, размеры которых соответствуют размерам зон Френеля, электроды, расположенные на рабочей и тыльной поверхностях пьезоэлементов, канал возбуждения, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности изменения фокусного расстояния в широких пределах без изменения амплитуды излучаемых сигналов, четные и нечетные пьезоэлементы выполнены с разными рабочими полосами частот и подключены к двум независимым каналам возбуждения.