Методы возбуждения коротких акустических импульсов в пьезоэлектрическом преобразователе с согласующими слоями

Рассмотрены методы расширения полосы пластинчатых преобразователей путем возбуждения ступенчатыми и трапецеидальными импульсами. Методом комбинации переходных характеристик показана возможность излучения и рассчитаны амплитуда и форма короткого (полупериодного) ультразвукового импульса путем возбужд...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2012
Автори:	Найда, С.А., Коржик, А.В., Желяскова, Т.Н.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України 2012
Назва видання:	Техническая диагностика и неразрушающий контроль
Теми:	Научно-технический раздел
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/102525
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Методы возбуждения коротких акустических импульсов в пьезоэлектрическом преобразователе с согласующими слоями / С.А. Найда, А.В. Коржик, Т.Н. Желяскова // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2012. — № 2. — С. 24-29. — Бібліогр.: 7 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-102525
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1025252016-06-13T03:03:50Z Методы возбуждения коротких акустических импульсов в пьезоэлектрическом преобразователе с согласующими слоями Найда, С.А. Коржик, А.В. Желяскова, Т.Н. Научно-технический раздел Рассмотрены методы расширения полосы пластинчатых преобразователей путем возбуждения ступенчатыми и трапецеидальными импульсами. Методом комбинации переходных характеристик показана возможность излучения и рассчитаны амплитуда и форма короткого (полупериодного) ультразвукового импульса путем возбуждения резонансного недемпфированного преобразователя с двумя акустическими слоями электрическим импульсом ступенчатой формы, а методом интеграла Дюамеля – однопериодного импульса путем возбуждения трапецеидальным импульсом. The methods of expansion of stripe of transducers are considered by excitation by step and razor impulses. The method of combination of transitional descriptions is show possibility of radiation and amplitude and form of short (half of period) ultrasonic impulse are expected by excitation of resonance undamped transformer with two acoustic layers the electric impulse of step form, and method of the Duhamel integral – impulse by duration one period by excitation by a razor impulse. 2012 Article Методы возбуждения коротких акустических импульсов в пьезоэлектрическом преобразователе с согласующими слоями / С.А. Найда, А.В. Коржик, Т.Н. Желяскова // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2012. — № 2. — С. 24-29. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 0235-3474 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/102525 534.134 ru Техническая диагностика и неразрушающий контроль Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Научно-технический раздел Научно-технический раздел
spellingShingle	Научно-технический раздел Научно-технический раздел Найда, С.А. Коржик, А.В. Желяскова, Т.Н. Методы возбуждения коротких акустических импульсов в пьезоэлектрическом преобразователе с согласующими слоями Техническая диагностика и неразрушающий контроль
description	Рассмотрены методы расширения полосы пластинчатых преобразователей путем возбуждения ступенчатыми и трапецеидальными импульсами. Методом комбинации переходных характеристик показана возможность излучения и рассчитаны амплитуда и форма короткого (полупериодного) ультразвукового импульса путем возбуждения резонансного недемпфированного преобразователя с двумя акустическими слоями электрическим импульсом ступенчатой формы, а методом интеграла Дюамеля – однопериодного импульса путем возбуждения трапецеидальным импульсом.
format	Article
author	Найда, С.А. Коржик, А.В. Желяскова, Т.Н.
author_facet	Найда, С.А. Коржик, А.В. Желяскова, Т.Н.
author_sort	Найда, С.А.
title	Методы возбуждения коротких акустических импульсов в пьезоэлектрическом преобразователе с согласующими слоями
title_short	Методы возбуждения коротких акустических импульсов в пьезоэлектрическом преобразователе с согласующими слоями
title_full	Методы возбуждения коротких акустических импульсов в пьезоэлектрическом преобразователе с согласующими слоями
title_fullStr	Методы возбуждения коротких акустических импульсов в пьезоэлектрическом преобразователе с согласующими слоями
title_full_unstemmed	Методы возбуждения коротких акустических импульсов в пьезоэлектрическом преобразователе с согласующими слоями
title_sort	методы возбуждения коротких акустических импульсов в пьезоэлектрическом преобразователе с согласующими слоями
publisher	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
publishDate	2012
topic_facet	Научно-технический раздел
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/102525
citation_txt	Методы возбуждения коротких акустических импульсов в пьезоэлектрическом преобразователе с согласующими слоями / С.А. Найда, А.В. Коржик, Т.Н. Желяскова // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2012. — № 2. — С. 24-29. — Бібліогр.: 7 назв. — рос.
series	Техническая диагностика и неразрушающий контроль
work_keys_str_mv	AT najdasa metodyvozbuždeniâkorotkihakustičeskihimpulʹsovvpʹezoélektričeskompreobrazovatelessoglasuûŝimisloâmi AT koržikav metodyvozbuždeniâkorotkihakustičeskihimpulʹsovvpʹezoélektričeskompreobrazovatelessoglasuûŝimisloâmi AT želâskovatn metodyvozbuždeniâkorotkihakustičeskihimpulʹsovvpʹezoélektričeskompreobrazovatelessoglasuûŝimisloâmi
first_indexed	2025-07-07T12:27:15Z
last_indexed	2025-07-07T12:27:15Z
_version_	1836991105207369728
fulltext	УДК 534.134 МЕТОДЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ КОРОТКИХ АКУСТИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСОВ В ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕ С СОГЛАСУЮЩИМИ СЛОЯМИ С. А. НАЙДА, А. В. КОРЖИК, доктора техн. наук, Т. Н. ЖЕЛЯСКОВА (НТУУ «Киевский политехнический ин-т) Рассмотрены методы расширения полосы пластинчатых преобразователей путем возбуждения ступенчатыми и трапецеидальными импульсами. Методом комбинации переходных характеристик показана возможность излучения и рассчитаны амплитуда и форма короткого (полупериодного) ультразвукового импульса путем возбуждения ре- зонансного недемпфированного преобразователя с двумя акустическими слоями электрическим импульсом ступен- чатой формы, а методом интеграла Дюамеля – однопериодного импульса путем возбуждения трапецеидальным импульсом. The methods of expansion of stripe of transducers are considered by excitation by step and razor impulses. The method of combination of transitional descriptions is show possibility of radiation and amplitude and form of short (half of period) ultrasonic impulse are expected by excitation of resonance undamped transformer with two acoustic layers the electric impulse of step form, and method of the Duhamel integral – impulse by duration one period by excitation by a razor impulse. Возбуждение одиночных акустических импульсов в воду механически недемпфированным пьезоиз- лучателем с помощью ступенчатых и трапецеи- дальных электрических импульсов длитель- ностью, близкой к половине или целому периоду колебаний на резонансной частоте преобразова- теля, экспериментально продемонстрировано в ра- боте [1]. Расчет условий возбуждения не прово- дился. Основное требование, предъявляемое к преобразователям, заключается в том, чтобы на их амплитудно-частотных характеристиках (АЧХ) был только один ярко выраженный максимум. От- мечается, что в первом приближении пьезопре- образователь может рассматриваться как система, описываемая дифференциальным уравнением 2-го порядка. Тогда переходная или импульсная харак- теристика должна иметь вид затухающих сину- соид. Пример такой импульсной характеристики рассчитывается для напряжения конденсатора пос- ледовательного контура в работе [2]. Однако при качественном рассмотрении воз- буждения пьезопреобразователя ступенчатым им- пульсом [1] на переходной характеристике и на осциллограмме УЗ импульса, возбуждаемого тра- пецеидальным, амплитуда первого полупериода меньше, чем второго (на это в работе [2] не об- ращается внимание). Целью данной работы является исследование методов излучения одиночных импульсов недем- пфированным пьезопреобразователем при на- личии согласующих четвертьволновых слоев, что делает резонансной также и акустическую нагруз- ку. Такой пьезопреобразователь представляет ин- терес для использования в медицинском широко- полосном ультразвуковом сканере [3–6]. Расчет формы и амплитуды импульсов по методу переходной характеристики. Преобразо- ватели УЗ медицинских эхоскопов состоят из кольцевых или линейных матриц пьезоэлементов, что позволяет осуществлять электронную дина- мическую фокусировку УЗ пучка, а также его сек- торное или линейное сканирование. Элементы в рабочей группе поочередно излучают ультразвук и принимают эхо-сигналы, т. е. совмещают фун- кции излучателя и приемника звука. В одночастотных (узкополосных) датчиках не- обходимая при приеме полоса частот получается ли- бо за счет тыльного демпфирования, либо за счет двухслойной акустической согласующей (частично) системы. В последнем случае значительно увели- чивается также чувствительность в режиме излуче- ния, что особенно важно при излучении широко- полосного акустического импульса. Существенное различие случаев с тыльным демпфированием и без него заключается в том, что величина акустической нагрузки в первом случае чисто вещественная и не зависит от час- тоты, а во втором она комплексная (кроме отдель- ных частот) и частотно зависимая. В случае четвертьволнового переходного слоя с большим волновым сопротивлением на АЧХ пьезоизлучателя наблюдаются два максимума, расположенные почти симметрично относительно частоты f0 [1]. Рост волнового сопротивления пе- реходного слоя вызывает удаление максимумов друг от друга и увеличение их амплитуд. При вол- новом сопротивлении слоя © С. А. Найда, А. В. Коржик, Т. Н. Желяскова, 2012 24 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №2,2012 z3  0,1 z0 или k3 = z3/z0  0,1, (1) где z3, z0 — волновое сопротивление слоя пьезо- элемента соответственно. АЧХ имеет вид одногорбой кривой и по своей форме становится близкой к АЧХ преобразовате- ля без переходных слоев. Поскольку в [1] условие (1) приводится без доказательства, рассмотрим его в данной работе. Эквивалентная схема пьезопреоб- разователя с одним слоем приведена на рис. 1. Реактивные элементы эквивалентного контура слоя Lсл и Cсл аналогичны массе и гибкости слоя. Если резонансная частота последовательного кон- тура Lд, Cд и параллельного контура Lсл, Cсл оди- наковые, то на этой частоте импеданс первого ра- вен нулю, а второго — бесконечности. На частотах f < f2 импедансы имеют соответ- ственно емкостной и индуктивный характер. На частотах f > f2 наоборот. Это создает возмож- ность их взаимной компенсации. Как показано в работе [7], условием этого является: k3  3 2k2 2 . (2) При типичном значении для воды k2 = z2/z0 = = 0,05: k3  0,17, (3) где z2 — волновое сопротивление биологической ткани. Условие (2), в отличие от (1), зависит от k2, как и следует ожидать из физических соображений. Акустическая добротность на частоте f0 при та- ком значении k3 равна: Qa   2     k3 2 k2     2,7, (4) а при значении k3 = 0,12  0,17, при котором АЧХ будет заведомо одногорбой: k3 2  k2  0,28, Qа = 5,5, а f/f0 = 1/Qa = 0,18, что необходимо для пьезоприемника. В случае двух слоев с волновыми сопротивле- ниями z3, z4 такими, что: z0 > z3 > z4 > z2: f  f0  1  Qa  2     k3 k4    2 k2 , (5) где k4=z4/z0. Приравняв это выражение величине 0,18, по- лучим k3/k4 = 2,38. В отличие от случая с одним слоем здесь появляется возможность, сохраняя это значение отношения, и изменяя одно из значений k3 или k4, находить второе. Определим добротность преобразователя со слоями, необходимую для того, чтобы полоса про- пускания в режиме приема была равна типичному для узкополосных датчиков с частотой механи- ческого резонанса f0 = 3,5 МГц значению полосы импульса с длительностью и = 2 мкс, т. е. f = = 1/и = 0,5 МГц. Следовательно, Q = f0f = f0и = = 7. Заметим, что соответствующая такой длитель- ности импульса продольная разрешающая способ- ность Z = 0,5cи = 1,5 мм, где c = 1,5103 м/с — скорость звука в биологической ткани. Рассчитаем параметры преобразователя и сло- ев с таким значением акустической добротности, его комплексную передаточную функцию, а затем для импульсов возбуждения ступенчатой и тра- пецеидальной формы форму акустических им- пульсов. Расчетная схема преобразователя с ге- нератором гармонических колебаний или импуль- сов представлена на рис. 2. Здесь z0 > z3 > z4 > z2 — удельные акустические импедансы пьезопреобразователя, первого и вто- рого акустических слоев и акустической нагрузки — биологической ткани с z2 = 1,5106 Па/(см). Введем обозначения: kt — коэффициент элект- ромеханической связи для колебаний по толщи- не; n3 = l3/3, n4 = l4/4 — волновые толщины сло- ев на частоте механического резонанса пъезоэле- мента f0; 3, 4 — длины волн в слоях на этой частоте. Положим k2 = 0,05, n3 = n4 = 0,25. Выражение для акустической добротности на частоте f0 имеет вид (4). Приравняв его 7, получим k3/k4 = 2,1. Такая добротность может быть получена для целого ря- да значений k3 и k4, удовлетворяющих этому от- ношению. Абсолютные значения выберем, исходя из следующих соображений. При полном согла- совании акустических импедансов двух безгра- ничных сред с помощью четвертьволновых слоев Рис. 1. Эквивалентная схема пъезопреобразователя с одним слоем: а — вблизи антирезонансной частоты пьезопре- образователя; б — на антирезонансной частоте f0 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №2,2012 25 импедансы сред и слоев должны удовлетворять условию биноминального трансформатора. При согласовании полуволнового пьезоэлемента со средой половина его толщины может рассматри- ваться в качестве дополнительного слоя с импе- дансом z0. Для такой трехслойной системы и k2 = = 0,05, k3 = 0,273, k4 = k3 2 = 0,074 (k3/k4 = 3,7 > 2,1), т. е. наблюдается неполное согласование. Выбе- рем значение k4 = 0,074, тогда k3 = 2,1k4 = 0,156. Для расчета комплексной передаточной фун- кции преобразователя воспользуемся матричным уравнением его как электромеханического четы- рехполюсника [1]:       Uг I              1 0 Z1г 1              1 1  Z2г 0 1              A11 A21 A12 A22               S11 S21 S12 S22            F V       , (6) где Z1г, Z2г — электрические сопротивления, вклю- ченные последовательно с Uг и параллельно пре- образователю соответственно; \|\|Aik\|\|, \|\|Sik\|\| — А-мат- рицы самого пьезоэлемента и системы слоев соответственно; F, V, I — соответственно сила, колебательная скорость и ток. Обозначив произведение матриц \|\|Aik  \|\| и x = = f/f0, из (6) получим: Kиx  P  Uг  1 A0A11   A12   z2 Kи0 Фиx e iиx, (7) где A0 — площадь преобразователя; Kи0 = 2e33/l0; e33 — пьезоэлектрическая постоянная; l0 — тол- щина пьезопластины. Значения коэффициентов матрицы приведены в работе [1]. Временная зависимость акустического сигна- ла, возбуждаемого напряжением генератора с за- данным комплексным спектром Sэ(), находится с помощью обратного преобразования Фурье. Вещественная часть временной зависимости акустического давления будет: pat  Re [2 S   f Kиf e i2ftdf ] . (8) Если задается не спектр напряжения возбуж- дения, а временная зависимость Uэ(t), то: Sf  Uэ   f ei2ftdt. (9) Из теории непериодических детерминированных процессов для рассматриваемого случая наиболь- ший интерес представляет функция включения: Uэtвкл  t     1, при t  0 0, при t  0 , (10) в точке t = 0 эта функция неопределена. дельта-функция Дирака (t): Uэtд  t         0 при t  0,  при t  0,    t dt  1. (11) Спектры этих функций в соответствии с (9) равны: Sвклf  1 2f ei  4, (12) Sдf     t e2iftdt  ei2f0  1. (13) При подстановке (12) и (13) в (8) получим пе- реходную (ПХ): p0t  Kи0   иf f 0  cos2ft  иf   2 df   Kи0   0  иf f sin2ft  иf df , (14) и импульсную (ИХ) характеристики: pиt  2Kи0 0  иf cos2ft  иf df . (15) Следует отметить, что выражения (14), (15) применимы при t  0. Комбинацией ПХ с разными знаками и временем начала можно получить тре- буемую форму акустического импульса. Для произвольного Uэ(t) применима ИХ, игра- ющая роль весовой функции интеграла суперпо- зиции или интеграла Дюамеля, представляющего собой свертку двух функций: pа  Re [2 0 t Uэ pиt   d . (16) Интеграл Дюамеля можно получить, подс- тавляя (9) в (11) с заменой t на  и меняя порядок и пределы интегрирования: Рис. 2. Расчетная схема преобразователя с генератором гар- монических колебаний или импульсов 26 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №2,2012 pat  Re[2   Uэ 0 t  ei2fdKиfe i2ftdf   Re [2Uэ 0 t     Kиfe i2ft  df d   Re[2Uэ 0 t  pиt   d] . Обратим внимание, что в случае импульсов с длительностью и интеграл Дюамеля (16) берется с пределом интегрирования  при  < и, и и при  > и. Вводя безразмерную частоту x = f/f0 и безраз- мерное время y = t/T = f0t и заменяя интегрирование суммированием, для ПХ получаем выражение: pym  x   i1 38 иxi xi sin[2xiym  иxi], (17) где xi = ix, i = S1S2, ym = my, m = 030, y = 0,1. Возбуждение с помощью электрических им- пульсов ступенчатой и трапецеидальной фор- мы. В качестве возбуждающих рассматривались ступенчатый и трапецеидальный импульсы (рис. 3). Ступенчатый импульс определяется следую- щим образом: Uстt       E  0 при t  0, Un при 0  t  0, 0 при   t. (18) Скачки напряжения одинакового знака в мо- менты времени 0 и  формируют ПХ с разной амплитудой, сдвинутые друг относительно друга на половину периода колебаний с частотой f0. Трапецеидальный импульс записывается сле- дующим образом: Uтрt     U01  kt при 0  t  , 0. (19) Здесь скачки напряжения в моменты времени 0,  имеют противоположные знаки, поэтому дли- тельность импульса, необходимая для компен- сации ПХ, должна равняться одному периоду соб- ственных колебаний преобразователя (  T или f0  1). Передаточная функция (ПФ) Фи(xi) приведена на рис. 4. В интервале xi = 0,61,4 с шагом x = 0,02 она рассчитывалась при двух значениях волновой толщины слоев: n3 = n4 = 0,25 и 0,28; в интервале xi = 0,11,9 с шагом x = 0,05 при n3 = n4 = 0,25. Из рис. 4 видно, что ПФ слабо зависит от тол- щины слоев в интервале 12 % четверти длины волны в каждом слое на частоте механического резонанса преобразователя f0. Максимум ПФ на- ходится на частоте x = 0,86, близкой к частоте электрического резонанса x1  1  8kt 2  2  0,89 при kt 2 = 0,26. Ширина полосы на уровне 0,707 равна 2x = 0,19, так что Q  xmax 2x  4,5, а коэф- фициент затухания /fmax = /Q = 0,7; e–t = eT(t/T) = e–(/f0)y = e-0,6y. Рис. 3. Ступенчатый (а) и трапецеидальный (б) импульсы Рис. 4. Передаточная функция Фи(xi): а — в интервале xi = = 0,11,9 c шагом x = 0,05 при n3 = n4 = 0,25; б — в интервале xi = 0,61,4 c шагом x = 0,02 при n3 = n4 = 0,25; в — в интервале xi = 0,61,4 c шагом x = 0,02 при n3 = n4 = 0,28 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №2,2012 27 ПХ излучателя представлена на рис. 5. Она рас- считывалась для n3 = n4 = 0,25 и xi = 0,61,4 с шагом x = 0,02 (а), и xi = 0,11,9 x = 0,05 (б) с шагом y = 0,1. Положение нулей на этих кри- вых с точностью, равной 0,05, следующее: 1) 0,6; 1,2; 1,95; 2,6; 2) 0,55; 1,15; 1,95; 2,8. Длительность полупериода соответственно равна: 1) 0,6; 0,6; 0,75; 0,65; 2) 0,55; 0,6; 0,8; 0,85. Положение положительных и отрицательных амплитуд ПХ и их значений, а также значений функций (0,04 exp 0,18)exp (–0,6y) = 0,047 6 exp(–0,6y); –(0,025 exp 0,48)exp(–0,6y) = –0,04 exp(–0,6y), совпадающих с первыми положительными и отри- цательными амплитудами представлены в таблице. Видно, что затухание отрицательных амплитуд происходит по закону exp(–0,6y), а положитель- ных отклоняется от него то в одну, то в другую стороны. Из рис. 5 видно, что ПХ, полученные по зна- чениям Фи(x) в интервале xi = 0,61,4, не отли- чаются от ПХ с Фп = (x) в интервале xi = 0,11,9. На рис. 6 представлена форма импульса, по- лученная комбинацией ПХ на границах ступен- чатого импульса с длительностью f0 = 0,6 при условии: Uп  E  Uп  p00,8 p00,3  0,3 . (20) Она рассчитывалась по формуле: pa(ym) = p(ym), при m = 012; paym  p0ym  \| p00,8 p00,3 \| p0yn, при m = 1330, (21) где n = m–12 > 0, и представляет собой однопо- лупериодный импульс с амплитудой 0,04Kи0(E – – Uп) с полной компенсацией второго полупери- ода и частичной последующих, амплитуда которых значительно меньше амплитуды первого. Спектр такого импульса в соответствии с (8): paff0  cos0,6f  p0 1  f  f0 2 . На рис. 7 представлена форма акустического импульса, возбуждаемого трапецеидальным им- пульсом с длительностью f0 = 1,2 и k = 1 – – p0(1,45)/p0(0,3) = 0,8, рассчитанная по формуле: paym  p0ym     p01,45 p00,3    p0yn (22) (n = m – 12 > 0), не учитывающей наклонной части возбуждающего импульса, и формулам (15), (16) с заменой интегрирования суммированием: pиym  x i  1 38 [иxicos2xiym  иxi], где ym = my, m = 030, y = 0,1, paym          l0 m 1  0,67l pиym  l при m  12,  l0 12 1  0,67l pиym  l при m  12. (23) Рис. 5. Переходная характеристика излучателя p0(ym): а — n3 = n4 = 0,25, xi = 0,61,4, x = 0,02, y = 0,1; б — n3 = n4 = = 0,25, xi = 0,11,9, x = 0,05, y = 0,1 Рис. 6. Форма акустического импульса pa(ym), полученная комбинацией ПХ на границах ступенчатого импульса Значения положительных и отрицательных амплитуд ПХ yмакс 0,3 - 1,45 - 2,95 pмакс 0,04 - 0,0125 - 0,015 0,0476е–0,6y 0,04 - 0,02 - 0,08 yмин - 0,8 - 2,35 - pмин - -0,025 - -0,01 - –0,04е–0,6y - -0,025 - -0,00976 - 28 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №2,2012 Такой датчик, являясь принципиально резонан- сной системой, позволяет формировать акустичес- кие импульсы с полосой частот от 0 до f0. В эхоскопах, не использующих режим Допплера, он может быть использован как универсальный. Ши- рокодиапазонность его в режиме приема может быть обеспечена перестройкой индуктивности, компенсирующей стационарную емкость преобра- зователя. Выводы Методом комбинации переходных характеристик показана возможность излучения и рассчитаны ам- плитуда и форма короткого (полупериодного) УЗ импульса с полосой частот f/f0  2 путем воз- буждения резонансного недемпфированного пре- образователя с двумя акустическими слоями элек- трическим импульсом ступенчатой формы, а методом интеграла Дюамеля также однопери- одного импульса путем возбуждения трапецеи- дальным импульсом. Показана возможность фильтрации широкопо- лосного эхо-сигнала и изменения средней частоты фильтруемой полосы путем компенсации емкости преобразователя с согласующими слоями парал- лельной индуктивностью и с помощью широкопо- лосного процессора. 1. Домаркас В. И., Кажис Р.-И. Ю. Контрольно-измери- тельные пьезоэлектрические преобразователи. — Виль- нюс: Минтис, 1975. — 258 с. 2. Баскаков С. И. Лекции по теории цепей. — М.: Изд-во МЭИ, 1991. — 224 с. 3. Найда С. А., Дидковская М. В. Широкополосный уль- тразвуковой терапевтический излучатель // Электроника и связь. — 1999. — № 6. — Т.2. — С. 86–91. 4. Найда С. А. Принципы построения широкополосных ультразвуковых терапевтических излучателей // Там же. 2002. — № 14. — С. 35–38. 5. Найда С. А. Модель зв’язаних контурів у теорії нових широкосмугових електроакустичних приладів для меди- цини, і в теорії слуху // Наукові вісті НТУУ «КПІ». 2004. № 1. — С. 94–99. 6. Пат. 9958 UA, № u200504102; МПК 7 А61H1/00. Уль- тразвуковий терапевтичний апарат / С. А. Найда, В. С. Дідковський, О. П. Остапенко, М. К. Родіонов; За- явник НТУУ «КПІ». — Заявл. 28.04.2005; Опубл. 17.10.2005, Бюл. № 10. 7. Дідковський В. С., Найда С. А. П’єзоелектричні перетво- рювачі медичних ультразвукових сканерів: Навч. посібник. — Київ: НМЦВО, 2000. — 178 с. Поступила в редакцию 20.12.2011 Рис. 7. Форма акустического импульса pa(ym), возбуждаемого трапецеидальным импульсом, рассчитанная по формулам: а (22) и б (23) ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №2,2012 29

Методы возбуждения коротких акустических импульсов в пьезоэлектрическом преобразователе с согласующими слоями

Репозитарії

Схожі ресурси