Tomographische Rekonstruktionsalgorithmen für einen Ultraschall-Scanner
Sprache des Vortragstitels:
Deutsch
Original Tagungtitel:
DAGA 2021 - 47. Jahrestagung für Akustik
Sprache des Tagungstitel:
Deutsch
Original Kurzfassung:
Aus den empfangenen Signalen von durch ein Objekt transmittierten Ultraschalls kann mit geeigneten Algorithmen die innere Struktur dieses Objekts zerstörungsfrei rekonstruiert werden. In diesem Beitrag zeigen wir die Realisierung eines für die Aufnahme der dafür benötigten Daten geeigneten Ultraschall-Scanners. Die Geometrie des Scanners ist angelehnt an die moderner Computertomographen. Einem Sendetransducer gegenüber sind auf einem Kreisbogen 15 Transducer für den Empfang positioniert, sodass sich ein fächerförmiger Messbereich ergibt. Wegen der stark gerichteten Abstrahlcharakteristik des zum Senden verwendeten piezoelektrischen Ultraschallwandlers mit einer Resonanzfrequenz von 1 MHz, ist dieser mit einer 3D-gedruckten akustischen Streulinse versehen, um ein breiteres Schallfeld zu erhalten. Es wurden verschiedene Linsengeometrien untersucht und Schallfeldkartierungen durchgeführt, um ein für den Ultraschall-Scanner optimiertes Schallfeld zu erreichen. Die gesamte Anordnung aus Sende- und Empfangswandler wird in einem wassergefüllten Becken mittels eines Schrittmotors schrittweise um das Testobjekt gedreht. Bei jeder Winkelposition werden die Messdaten der 15 Empfangswandler aufgenommen. Aus den in der Schalllaufzeit und der Amplitude der Empfangssignale enthaltenen Informationen kann durch die Verwendung tomographischer Rekonstruktionsverfahren die Struktur des Messobjekts rekonstruiert werden. Wir betrachten und diskutieren dafür sowohl strahlen- als auch wellenbasierte Rekonstruktionsalgorithmen und präsentieren damit erhaltene Ergebnisse.
Forschungs-