ЗВУКОВИДЕНИЕ

ЗВУКОВИДЕНИЕ, получение с помощью звука видимого изображения объекта, находящегося в оптически непрозрачной среде. 3. осн. на проникающей способности звука и особенно ультразвука и их визуализации (см. Звукового поля визуализация). В 3. обычно используются упругие колебания в диапазоне частот от 10 кгц до 100 Мгц и выше. Ультразвуковые волны хорошо проходят через металлы, пластмассы, большинство строит. материалов, живые ткани и жидкости. По отражению и преломлению ультразвуковых лучей от границ раздела твёрдое тело - газ (вследствие неодинаковых скоростей распространения ультразвуковых волн в различных средах) можно обнаруживать твёрдые тела и газовые пузыри в жидкостях и живых тканях, а также трещины, раковины и пустоты в твёрдых телах, что используется для изучения и контроля структуры и геометрии внутр. неоднородностей оптически непрозрачных тел. 3. выгодно отличается, напр., от рентгеноскопии тем, что ультразвук легко фокусируется акустич. линзами и зеркалами в узкие, ограниченные в пространстве пучки (лучи), тогдакак рентгеновские лучи, обладающие высокой проникающей способностью, практически невозможно сфокусировать-при рентгеноскопии получаются лишь теневые, силуэтные изображения.

Рис. 2. Схемы звуковидения: а - в отражённых лучах (общая схема); б - по методу дифракции; в ~ в "эвуковизоре" (лабораторная модель); 1 - источник (излучатель) ультразвука; 2 - объект наблюдения; 3 - акустический объектив; 4 - ультразвуковое изображение; 5 - преобразователь; 6 - видимое изображение (экран); 7 - лазер; 8 - ультразвуковые волны; 9 - электронноакустический преобразователь; 10 - усилитель.

Заметитьс помощью рентгеновских лучей в металлич. листе толщиной 5 мм расслоение в неск. мкм - задача практически неразрешимая. А ультразвуковой луч, отражённый от границы раздела металл - газ, достаточно чётко "рисует" такие расслоения (рис. 1, а). Почечный камень размером 2 мм для рентгеновских лучей почти не различим, 3. выявляет его вполне отчётливо (рис. 1, б).

Общая схема 3. (рис. 2, а) включает источник ультразвука, объект наблюдения, акустический объектив, с помощью к-рого формируется ультразвуковое изображение, и преобразователь ультразвукового изображения в оптически видимое.

Применяют также способ 3., осн. на свойстве свободно взвешенных мельчайших металлич. пластинок-чешуек поворачиваться плоскостью поперёк направления распространения ультразвука. Исследуемый объект помещается между источником ультразвука и сосудом с жидкостью, в к-рой плавают чешуйки. Освещённые пучком параллельных световых лучей переориентированные чешуйки образуют светлое изображение на сером фоне, соответствующее распределению интенсивности ультразвука (звукового давления), прошедшего сквозь объект. Схема установки для получения видимого изображения с использованием явления дифракции лазерного луча на ультразвуковой волне, прошедшей через объект наблюдения, показана на рис. 2, 6. Световой пучок лазера, сформированный оптич. системой, пронизывает жидкость, в к-рой находится объект наблюдения. Показатель преломления жидкости, облучаемой ультразвуком, изменяется таким образом, что оптич. луч, проходя жидкость, создаёт на экране дифракционные полосы, содержащие изображение объекта.

Системы 3.,использующие приведённые методы визуализации ультразвуковых полей, имеют чувствительность порядка 1-0,01 вт/см² . Однако для мн. практич. целей необходима значительно более высокая чувствительность. Этому требованию отвечают электронноакустические преобразователи (ЭАП), чувствительность к-рых 10^-9-10^-10вт/см². Впервые на возможность преобразования ультразвукового изображения в оптически видимое с помощью электроннолучевых трубок указал (1936) сов. учёный С. Я. Соколов. Развитие методов визуализации ультразвуковых полей и совершенствование аппаратуры 3., в частности разработка высокочувствит. ЭАП, обусловили создание "звуковизоров" (рис. 2, в) и др. средств 3. для применения их в дефектоскопии, мед. диагностике, при строит. работах, в подводной навигации и др.

Примером практич. 3. может служить метод поверхностного рельефа, при к-ром ультразвуковое изображение исследуемого объекта воссоздаётся на свободной поверхности жидкости. Под воздействием ультразвука на поверхности жидкости, напр. воды, образуется рябь, хорошо заметная при косом освещении. Очертания и рельеф ряби воспроизводят ультразвуковое изображение объекта (рис. 3). По такому принципу работают установки для обнаружения расслоений и трещин в листовом материале. Исследуемый лист перемещается в водяной ванне над облучающим ультразвуковым "прожектором".

Рис. 3. Звуковидение по метолу поверхностного рельефа а - схема; б - видимое изображение; 1 - источник звука; 2 - объект; 3 - вогнутое зеркало (объектив); 4 - жидкость; 5 - сосуд; 6 - экран.

Звуковая линза, помещённая над листом, фокусирует звуковое изображение дефектов на поверхности воды.

Лит.: Розенберг Л. Д., Визуализация ультразвуковых изображений, "Вестник АН СССР", 1958, № 3: Ощепков П. К., Меркулов А. П., Интроскопия, М., 1967; Азаров Н. Т., Телешевский В. И., Визуализация объектов в ультразвуковых полях методом дифракции света на ультразвуке, "Акустический журнал", 1971, т. 17, в. 3; Holder F. W., Sonic holography, "Electronics World", 1970, v. 83, Ms 6, p. 32-35; Aprahamian R., Вhuta P., G. NDT by acousto-optical imagine, "Materials Evaluation", 1971, v. 29, Ms 5. К. М. Климов.