202650. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés lágy biológiai szövetek rugalmasságának noninvazív akusztikai viszgálatához
9 HU 202 650 B 10 renciaerősítő kimenetén először halad át a nulla szinten (az N időpontban). A 22 késleltető egység kimenetéről származó impulzus T0 időtartama akkorára van megválasztva, hogy ezen impulzus vége abban az időpillanatban legyen, mikor a 4 érzékelő által a szövetben keltett rezgési deformáció iránya először változtatja meg előjelét A To időtartam kalibrálás útján állítható be, mikor a teljes berendezést ismert típusú gélszerű közeggel hitelesítik, amelyben a hanghullámok teijedési sebessége ismert A hanghullámok teijedési sebességének a vizsgálandó szövetekben való terjedési sebességének ilyetén módon való meghatározása lehetővé teszi a mérések függetlenné tételét a 20 komparator kapcsolási hibájától az M időpontban (lásd 8. ábra), egyébként ez a hiba a jelnek ebben az időpontban mérhető alacsony meredeksége következtében tekintélyes mértékű lehetne. A 25 átszámító egység (lásd 6. ábra) valósítja meg a At időtartam átszámítását a hanghullámok terjedési sebességévé és vezérli a 26 digitális kijelzőt. A mérési eredményeket meghatározott számú mérési ciklusban a 25 átszámító egység határozza meg. A 23 flip-flop kimenetéről az impulzusok a 27 koincidencia egységen át a 28 bináris számláló E vezérlőbemenetére kerülnek, míg C számlálóbemenetére a 30 óragenerátorról étkeznek impulzusok. A 29 frekvenciaátalakító követekző függvényt valósítja meg: fj = fTn-1 ahol f, a kimenő impulzusok frekvenciája, fT a 30 óragenerátor impulzusfrekvenciája, n a 30 óragenerátorról beékrező impulzusok száma. A 23 frekvenciaátalakító ismert kapcsolási elrendezéssel van kialakítva (lásd 7. ábra). Ennek megfelelően 37 bináris számlálót és 38 reverzálható bináris számlálót tartalmaz. A 28 bináris számláló és a 29 frekvenciaátalakító nulla állapotba való visszakapcsolását a 31 számláló és a 32 impulzusformáló végzi el a 21 impulzusgenerátor által kiadott meghatározott számú impulzus után, amely idő alatt a 37 bináris számlálóban a At időtartamnak megfelelő n impulzusszám tárolódik. Mivel a 28 bináris számláló átszámítási tényezője feleakkora, mint a 31 számlálóé, ezért a 21 impulzusgenerátor kiválasztott számú impulzusához az n impulzusszám érték meghatározása megtörténik, amely feleakkora, mint a 31 számlálóban tárolt impulzusszám. Az impulzusszámok második felének időtartama alatt még megtelik a 31 számláló, mikoris befejeződik az impulzusok számlálása a 28 bináris számláló által és megtörténik a 29 frekvenciaátalakító kimenetéről az impulzusok átszámítása a 36 számláló által azon impulzus időtartama alatt, amelyet a második 34 késleltető egység formál. A kalibrálás során ezen impulzus időtartamát oly módon lehet meghatározni, hogy a 26 digitális kijelző olyan számot mutasson, amely egy kényszerű kalibráló közeg ismert hangterjedési sebességével megegyezik. A 35 impulzusformáló impulzust hoz létre a 36 számláló törléséhez, a számlálás megkezdése előtt. A rányomási erőt egységesítő egység a következő módon működik: Az adónak a szövettel érintkezésbe hozandó homlokfelületét enyhén nekinyomjuk a vizsgálandó szöveti területnek. Nyomás közben a piezoelektromos átalakítók érzékelői közelítenek a cső alakú 12 tok nyílásaihoz. A 13, 16 mozgóérintkezők kölcsönös helyzete úgy van megállapítva, hogy abban az időpillanatban zárjanak, mikor a 4,5,6 érzékelők érzékelőfelületei elérik a csöves 12 tok homlokfelületének síkját. Ezen érzékelőállásnál megbízható érintkezés alakul ki az érzékelők és a szövet felszíne között, miközben a szövet egy bizonyos mértékig benyomul a csöves 12 tok nyílásaiba. Ha a rányomó erő meghalad egy bizonyos értéket, akkor bont a 15 állóérintkező és a 16 mozgóérintkező. Mikor a 13 és 16 mozgóérintkezők, valamint a 15 állóérintkező zárt helyzetben van, akkor ez megfelel egy bizonyos nyomóerő tartománynak, amely erőt a 17 rugó ereje határoz meg. Azt a minimális nyomóerőt, amelynél lehetséges a mérés, a 14 rugó határozza meg. A13 és 16 mozgóérintkezők, valamint a 15 állóérintkező záródik, akkor a 19 differenciaerősítő erősítési tényezője nulla értékről felszabályozódik a névleges értékre. A rányomó erőt egységesítő egység működésére jellemző, hogy az üzemi rányomási erőnek megfelelő tartományban a 4,5 és 6 érzékelők meghatározott helyzetet vesznek fel az adó szövettel érintkező homlokfelületéhez képest, ami különösen fontos, hogy különböző rugalmasságú szövetekben egységes méréseket lehessen végezni. Vevőként két piezoelektromos átalakítót alkalmazva lehetővé válik a nagyobb érzékenység és zavarmentesség mellett azon mérési hiba lényeges mértékben való lecsökkentése, amelyet a sugárzó 1 piezoelektromos átalakítónak a vevő 2,3 piezoelektromos átalakítókhoz képesti esetleges keresztirányú elcsúszása okozhat. Ez a következő módon magyarázható meg: Ha a sugárzó 1 piezoelektromos átalakító4 érzékelője a vevő 2,3 piezoelektromos átalakítók mérő 5,6 érzékelőihez képest a középhelyzetből elmozdul, akkor a 19 differenciaerősítő kimenetén a jel arányos lesz az egyes vevő 2, 3 piezoelektromos átalakítók által leadott jelek összegével, amely az N időpont környezetében (harmonikus jelek esetében) a következő kifejezéssel egyszerűsített módon írható le: A,. sin(cot + <(>) = Aj.. sin (wt + cp) + A2 - sin (tűt - <p) (4) ahol A, az összegjel amplitúdója, Aj és A2 az összegzendő összetevők amplitúdói, <j> az összegjelnek az asszimetrikus érzékelőelhelyezésből származó fáziselcsúszása, ±(p az összegezendő jelek fáziseltolódásai. Transzformáció után a (4) kifejezés a következő módon írható: A,. sin (0) + ((>) = A,. sin [cot + arctg tgtp)] (5) 20 százalékos pontosságig feltételezhetjük, hogy a hullámok csillapítása a következő összefüggés szerint változik: A, = K. r1 ahol K: arányossági tényező, r: a sugárzó és a vevő 1, 2, 3 piezoelektromos átalakítók 4, 5, 6 érzékelői közötti távköz. A fenti körülmények figyelembevételével a (5) kifejezésből a következő összefüggés adódik: sin(o)t + <j>) = sin [cot + arctg (-^ tg <p)] (6) 4 n 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 6
