Корреляционные измерения теплового акустического излучения решеткой датчиков

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Для корреляционного измерения теплового акустического излучения использована решетка, состоящая из трех датчиков. Впервые получены все кросс-корреляционные функции для каждой пары датчиков. Измерения проведены при двух положениях источника (нагретого узкого тефлонового цилиндра), расстояние между которыми было равно половине пространственного периода кросс-корреляционной функции соседних датчиков. Измеренные корреляционные функции находились в противофазе, что соответствует рассчитанным корреляционным функциям теплового акустического излучения. Для перехода от корреляционных функций к температурному распределению суммированы пространственные кросс-корреляционные функции для соседних и для крайних датчиков в решетке. Корреляционный прием позволяет существенно повысить пространственное разрешение метода.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. А. Аносов

ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России; Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН

Email: granovsky_nikita@mail.ru
Россия, ул. Трубецкая 8, стр. 2, Москва, 119991; ул. Моховая 11/7, Москва, 125009

Н. В. Грановский

ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России

Автор, ответственный за переписку.
Email: granovsky_nikita@mail.ru
Россия, ул. Трубецкая 8, стр. 2, Москва, 119991

Р. В. Беляев

Институт прикладной физики РАН

Email: granovsky_nikita@mail.ru
Россия, ул. Ульянова 46, Нижний Новгород, 603950

А. В. Ерофеев

ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России; Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН

Email: granovsky_nikita@mail.ru
Россия, ул. Трубецкая 8, стр. 2, Москва, 119991; ул. Моховая 11/7, Москва, 125009

А. Г. Санин

Институт прикладной физики РАН

Email: granovsky_nikita@mail.ru
Россия, ул. Ульянова 46, Нижний Новгород, 603950

А. Д. Мансфельд

Институт прикладной физики РАН

Email: granovsky_nikita@mail.ru
Россия, ул. Ульянова 46, Нижний Новгород, 603950

Список литературы

  1. Rieke V. MR thermometry // Interventional Magnetic Resonance Imaging. 2011. P. 271–288.
  2. Maass-Moreno R., Damianou C.A. Noninvasive temperature estimation in tissue via ultrasound echo-shifts. Part I. Analytical model // J. Acoust. Soc. Am. 1996. V. 100. № 4. P. 2514–2521.
  3. Hand J.W., Van Leeuwen G.M.J., Mizushina S., Van de Kamer J.B., Maruyama K., Sugiura T., Azzopardi D.V. and Edwards A.D. Monitoring of deep brain temperature in infants using multi-frequency microwave radiometry and thermal modelling // Physics in Medicine & Biology. 2001. V. 46. № 7. P. 1885.
  4. Bowen T. Passive remote temperature sensor system: пат. 4246784 США. 1981.
  5. Аносов А.А., Беляев Р.В., Вилков В.А., Дворникова М.В., Дворникова В.В., Казанский А.С., Курятникова Н.А., Мансфельд А.Д. Акустотермометрический контроль кисти человека при гипертермии и гипотермии // Акуст. журн. 2013. Т. 59. № 1. С. 109–114.
  6. Аносов А.А., Пасечник В.И., Исрефилов М.Г. Восстановление двумерного распределения внутренней температуры модельного объекта методом пассивной термоакустической томографии // Акуст. журн. 1999. Т. 45. № 1. C. 20–24.
  7. Hessemer Jr R.A., Perper L.J. Correlation thermography: пат. 4416552 США. 1983.
  8. Аносов А.А., Беляев Р.В., Вилков В.А., Казанский А.С., Курятникова Н.А., Мансфельд А.Д. Акустотермометрические данные о кровотоке и теплопродукции в предплечье при физической нагрузке // Акуст. журн. 2013. Т. 59. № 4. С. 539–544.
  9. Zernike F. The concept of degree of coherence and its application to optical problems // Physica. 1938. V. 5. № 8. P. 785–795.
  10. Есепкина Н.А., Корольков Д.В., Парийский Ю.Н. Радиотелескопы и радиометры. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1973. C. 19–22.
  11. Аносов А.А., Антонов М.А., Пасечник В.И. Измерение корреляционных свойств теплового акустического излучения // Акуст. журн. 2000. Т. 46. С. 28–34.
  12. Буров В.А., Дариалашвили П.И., Евтухов С.Н., Румянцева О.Д. Экспериментальное моделирование процессов активно-пассивной термоакустической томографии // Акуст. журн. 2004. Т. 50. № 3. С. 298–298.
  13. Yurchenko S.A., Dmitriev K.V. Reconstructing a Dynamic Change in an Object’s Temperature by Means of Acoustic Thermotomography // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2022. V. 86. № 1. P. 88–93.
  14. Миргородский В.И., Герасимов В.В., Пешин С.В. Экспериментальные исследования особенностей пассивной корреляционной томографии источников некогерентного акустического излучения мегагерцевого диапазона // Акуст. журн. 2006. Т. 52. № 5. С. 702–709.
  15. Вилков В.А., Кротов Е.В., Мансфельд А.Д., Рейман А.М. Применение фокусируемых антенн для задач акустояркостной термометрии // Акуст. журн. 2005. Т. 51. № 1. С. 81–89.
  16. Аносов А.А., Барабаненков Ю.Н., Сельский А.Г. Корреляционный прием теплового акустического излучения // Акуст. журн. 2003. Т. 49. № 6. С. 725–730.
  17. Weaver R.L., Lobkis O.I. Elastic wave thermal fluctuations, ultrasonic waveforms by correlation of thermal phonons // J. Acoust. Soc. Am. 2003. Т. 113. № 5. С. 2611–2621.
  18. Демьянов М.А. Корреляционный метод идентификации акустических источников с помощью многомикрофонных измерений // Акуст. журн. 2022. Т. 68. № 6. С. 638–646.
  19. Мансфельд А.Д. Акустотермометрия. Состояние и перспективы // Акуст. журн. 2009. Т. 55. № 4–5. С. 546–556.
  20. Аносов А.А. Одномерная обратная задача пассивной акустической термометрии с использованием уравнения теплопроводности: компьютерное и физическое моделирование // Акуст. журн. 2022. Т. 68. № 5. С. 562–570.
  21. Аносов А.А., Барабаненков Ю.Н., Казанский А.С., Лесс Ю.А., Шаракшанэ А.С. Обратная задача акустотермографии при корреляционном приеме теплового акустического излучения // Акуст. журн. 2009. Т. 55. № 1. С. 98–103.
  22. Аносов А.А., Шаракшанэ А.А., Казанский А.С., Мансфельд А.Д., Санин А.Г., Шаракшанэ А.С. Аппаратная функция широкополосного акустотермометрического датчика // Акуст. журн. 2016. Т. 62. № 5. С. 616–623.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема корреляционного приема теплового акустического излучения решеткой из трех датчиков R1, R2, R3; 1, 2, 3 – оси датчиков; S1, S2 – положения источника, 2a – диаметр датчика, D – расстояние между центрами датчиков, z – расстояние от приемников до источника, Δz – сдвиг приемника в направлении акустической оси системы, х – ось, вдоль которой перемещали источник, Δx – диаметр источника, x0 – сдвиг источника.

Скачать (2KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Кросс-корреляционные функции теплового акустического излучения, полученные на датчиках: (a) – R1, R2; (б) – R1, R3; (в) – R2, R3 при разных положениях источника S1 и S2 (нумерацию датчиков и положений источника см. на рис. 1).

Скачать (27KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Автокорреляционные функции теплового акустического излучения датчиков R1, R2, R3 (нумерацию см. на рис. 1).

Скачать (21KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Спектр, полученный из автокорреляционной функции датчика R2 (1), из кросс-корреляционной функции R1 и R2 (2); разность спектров датчика R2 с источником и без (3).

Скачать (24KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Рассчитанные и измеренные кросс-корреляционные функции теплового акустического излучения, полученные: (a) – для датчиков R1, R2, источник в центре (S1); (б) – для R1, R3, источник сдвинут на 11 мм (S2); (в) – для R2, R3, источник в центре (S1).

Скачать (49KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Измеренные пространственные кросс-корреляционные функции, полученные для соседних и крайних датчиков R1 и R3 (1), R2 и R3 (2) и их сумма (3). Рассчитанная сумма кросс-корреляционных функций (4). Показана также рассчитанная аппаратная функция датчика (5). Источник в положении S1.

Скачать (27KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024