Формирование ультразвуковых изображений и характеризация визуализируемых неоднородностей в многоэлементном линзовом акустическом микроскопе / Ultrasonic Imaging and Characterization of the Visualized Discontinuities in Multi-Element Lens Acoustic Microscope

Титов С.А. / Titov, S. A.
Институт биохимической физики им. Н. М. Эмануэля РАН; Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН / RUS Институт биохимической физики им. Н. М. Эмануэля РАН; Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН
Выпуск в базе РИНЦ
Титов С.А. Формирование ультразвуковых изображений и характеризация визуализируемых неоднородностей в многоэлементном линзовом акустическом микроскопе // Физические основы приборостроения. 2017. Т. 6. № 4(26). С. 74–81. DOI: 10.25210/jfop-1704-074081
Titov, S. A. Ultrasonic Imaging and Characterization of the Visualized Discontinuities in Multi-Element Lens Acoustic Microscope // Physical Bases of Instrumentation. 2017. Vol. 6. No. 4(26). P. 74–81. DOI: 10.25210/jfop-1704-074081

Аннотация: Рассмотрен многоэлементный линзовый акустиче- ский микроскоп, в котором используется плоская дву- мерная ультразвуковая решетка в сочетании со сфери- ческой акустической линзой. В параксиальном при- ближении показано, что пространственно-временной сигнал микроскопа пропорционален функции рассея- ния визуализируемой акустической неоднородности. Рассмотрен способ обработки сигнала с целью форми- рования ультразвуковых изображений и оценки функ- ций рассеяния наблюдаемых объектов. Предложено использовать оценку функции рассеяния для анализа и характеризации неоднородностей, размеры которых сравнимы с разрешающей способностью.
Abstract: The multi-element lens acoustic microscope based on a flat two-dimensional ultrasonic array integrated with a spherical acoustic lens is considered. It is shown in the paraxial approximation that the spatio-temporal signal of the microscope is proportional to the scattering function of the visualized acoustic object. The signal processing technique for the ultrasonic imaging and estimation of the scattering functions of discontinuities is discussed. It is proposed to use the estimated scattering function for analysis and characterization of the small discontinuities with dimensions at the spatial resolution level.
Ключевые слова: ультразву- ковая решетка, ультразвуковая визуализация, функция рассеяния, пространственно-временной сигнал, acoustic microscope, ultrasonic array, ultrasonic visualization, scattering function, ультразву- ковая решетка

Литература / References
  1. Maev, R. Advances in acoustic microscopy and high resolution imaging: from principles to applications. Weinheim, Germany: Wiley-VCH, 2013. 400 p.
  2. Ермолов И. Н., Ланге Ю. В. Ультразвуковой контроль. М.: Машиностроение, 2004. 864 С.
  3. Birks, A.S., Green, R.E., and McIntire, P. Ultrasonic Testing Handbook. 2nd ed., V. 7. Columbus, OH: Amer. Soc. Nondestructive Testing, 1991. 893 P.
  4. Zhang, J, Drinkwater, B.W, and Wilcox, P.D. Defect characterization using an ultrasonic array to measure the scattering coefficient matrix // IEEE Trans. Ultrason.Ferroelect. Freq. Cont. V. 55, 2008. No. 10. P. 2254-2265.
  5. Zhang, J, Drinkwater, B.W, Wilcox, P.D, and Hunter, A.J. Defect detection using ultrasonic arrays: the multimode total focusing method // NDTE Int. V. 43, 2010. No. 2. P. 123-33.
  6. Титов С. А., Маев Р. Г. Линзовый акустический микроскоп с двумерной ультразвуковой решеткой // Письма в ЖТФ. Т. 42, 2016. № 9. С. 8-15.
  7. Гудмен Дж. Введение в Фурье-оптику. М.: Мир, 1970. С. 13-83.
  8. Левин В. М., Петронюк Ю. С., Титов С. А. Обработка пространственно-временного сигнала акустического микроскопа для определения скоростей объемных ультразвуковых волн и толщины слоистых объектов // Физические основы приборостроения. Т. 5, 2016. № 4 (21). С. 80-89.
  9. Титов С. А., Маев Р. Г., Богаченков А. Н. Линзовый акустический микроскоп с линейной решеткой в режиме измерения параметров слоистых объектов // Российский технологический журнал. Т. 4, 2016. № 2 (11). С. 25-30.
  10. Кайно Г. Акустические волны: Устройства, визуализация и аналоговая обработка сигналов. М.: Мир, 1990. С. 199-232.
  11. Лепендин Л. Ф. Акустика. М.: Высш. школа, 1978. С. 257.