Academic Journal
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МНОГОЭЛЕМЕНТНОЙ ФОКУСИРОВАННОЙ АНТЕННОЙ РЕШЁТКИ С ЭЛЕМЕНТАМИ БОЛЬШОГО ВОЛНОВОГО РАЗМЕРА ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ВИЗУАЛИЗАЦИИ В ФОКАЛЬНОЙ ОБЛАСТИ
| Title: | ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МНОГОЭЛЕМЕНТНОЙ ФОКУСИРОВАННОЙ АНТЕННОЙ РЕШЁТКИ С ЭЛЕМЕНТАМИ БОЛЬШОГО ВОЛНОВОГО РАЗМЕРА ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ВИЗУАЛИЗАЦИИ В ФОКАЛЬНОЙ ОБЛАСТИ |
|---|---|
| Source: | Сборник Трудов XXXV сессии Российского акустического общества. |
| Publisher Information: | Crossref, 2024. |
| Publication Year: | 2024 |
| Subject Terms: | неразрушающий контроль, ультразвуковая визуализация, рандомизированная решетка |
| Description: | Для некоторых приложений ультразвуковой (УЗ) диагностики в промышленности требуются устройства, способные работать при высокой температуре, высокой химической активности иммерсионной среды, большом гидростатическом давлении или воздействии других неблагоприятных факторов. В этих условиях применение стандартных систем УЗ визуализации становится невозможным. Одним из решений является передача ультразвукового поля из области с агрессивными условиями в более благоприятную для проведения измерений среду, например, с помощью волноводной сборки или линзовой системы. Однако при использовании подобных решений возникают дополнительные проблемы, связанные с энергетическими потерями и искажением поля при прохождении через транслирующую ступень. В настоящей работе предлагается альтернативный метод УЗ визуализации, основанный на использовании многоэлементной антенной решетки с большим волновым размером элементов (когда их диаметр намного превышает длину волны), которые могут быть изготовлены из высокотемпературных пьезоматериалов с сохранением приемлемого уровня чувствительности. Основной проблемой при использовании больших элементов является узость их диаграмм направленности, из-за чего на небольшом расстоянии от плоской решётки не выполняется условие перекрытия зон чувствительности всех элементов, необходимое для их совместной работы. При расположении элементов на вогнутой сферической поверхности удается обеспечить пересечение зон излучения-приема всех элементов вблизи центра кривизны излучающей поверхности. Таким образом, в этой области возможна визуализация с высоким поперечным разрешением, определяемым длиной волны на центральной частоте и угловой апертурой решётки. Для проверки работоспособности предложенного метода УЗ визуализации были проведены демонстрационные измерения в воде с использованием двумерной фокусирующей 256-элементной мозаичной абсолютно плотной решетки с радиусом кривизны 150 мм, диаметром 200 мм, центральной рабочей частотой 1.2 МГц, и характерным линейным размером элементов 13 мм (Imasonic, France). В качестве объектов визуализации использовались фигуры из стальной проволоки разного диаметра (1–3 мм), облучаемые в эхо-импульсном режиме. Показано, что метод позволяет осуществлять УЗ визуализацию в фокальной области решетки с высоким поперечным разрешением (до 2 мм), соответствующим теоретическим оценкам. Исследование выполнено при поддержке НОШ МГУ «Фотонные и квантовые технологии. Цифровая медицина». |
| Document Type: | Article Conference object |
| Language: | Russian |
| DOI: | 10.34756/geos.2023.17.38549 |
| Accession Number: | edsair.doi...........b4ad0f6f0375ddd7717bc73f9e68c163 |
| Database: | OpenAIRE |
| DOI: | 10.34756/geos.2023.17.38549 |
|---|