25.01.2013 Views

Catalogue Education 2013 - gampt

Catalogue Education 2013 - gampt

Catalogue Education 2013 - gampt

SHOW MORE
SHOW LESS

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

<strong>Catalogue</strong><br />

<strong>Education</strong><br />

Products<br />

Experiments<br />

Experimental setups<br />

Ultrasound in Physics, Medicine and Technique


Dear Ladies and Gentlemen<br />

�����������������������������������������������������������������������������������������<br />

training.<br />

Our equipment such as the ultrasonic echoscope “GAMPT-Scan” has been in use at<br />

universities and other educational institutions around the world for many years. Our<br />

����������������������������������������������������������������������������������������<br />

you new teaching possibilities.<br />

With our experiments and products, we would like to help the students to learn the<br />

���������������������������������������������������������������������������������������<br />

application areas like medicine or industry.<br />

For your convenience, we have put together various experimental sets. Thereby, with<br />

�������������������������������������������������������������������������������������������<br />

combined and supplemented like all our products.<br />

Your experiences, tips and ideas are always welcome. Only this way we can meet your needs<br />

and desires even better.<br />

We hope you enjoy reading and browsing through our new catalogue!<br />

Yours faithfully<br />

Dr. Michael Schultz<br />

Managing Director<br />

Dr. Grit Oblonczek<br />

Marketing and Sales Director


Overview<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de<br />

GAMPT <strong>Catalogue</strong><br />

Experimental sets 2-11<br />

Set 1 Basics of ultrasound . ................................................ 3<br />

Set 2 Ultrasound in medicine . ............................................. 4<br />

Set 3 Ultrasound in material science and engineering . ......................... 5<br />

Set 4 Shear and surface acoustic waves . ...................................... 6<br />

������ ������������������ .................................................. 7<br />

������ ������������������������� ............................................. 8<br />

Set 7 Doppler sonography . ................................................ 9<br />

������ ����������������������� .............................................. 10<br />

Set 9 Ultrasonic CT and scanning methods . .................................. 11<br />

Equipment and materials 12-45<br />

Pulse echo method . ................................................... 14-27<br />

cw (continuous wave) . ................................................. 28-35<br />

Doppler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36-41<br />

Scanning ............................................................ 42-44<br />

Experiments 46-85<br />

Physics (PHY01-24) . ................................................... 48-70<br />

Industry (IND01-09) . .................................................. 71-79<br />

Medicine (MED01-06) . ................................................. 80-85<br />

Table of contents . .................................................... 86-87<br />

1


Products · Sets<br />

2<br />

Experimental sets<br />

We have prepared experimental sets for some topics constituting regular training priorities<br />

at a large number of technical schools, colleges of higher education or universities.<br />

����� ����� ����� ��������� ������������ ���� ��� �������� ����� ������ ������� ��� ���� �����������<br />

������������������������������������������������������������������������������������������<br />

�����������������������������������������������������������������������������������������<br />

����������������<br />

Naturally, the sets can be combined and expanded with other products from our catalogue.<br />

In this manner it is possible to suit individually the experiments to the particular teaching<br />

�����������������������������������������������������������������������������������<br />

The set descriptions are structured in:<br />

Related topics:� ���� �������� ������� ��������� ���� ��������� ������ ���� ������ ������ ������<br />

experiments can be carried out and witch theoretic knowledge base is needed therefore.<br />

Equipment: Here the components and materials of the current set are listed with their<br />

order numbers. Most of the equipment is also visible in the picture above.<br />

Experiments:������������������������������������������������������������������������������<br />

priority of the current set and which can be realized with it.<br />

Further possibilities: The suggestions show how the set can be combined with other<br />

products to execute further experiments.<br />

Set 1 Basics of ultrasound . ................................................ 3<br />

Set 2 Ultrasound in medicine . ............................................. 4<br />

Set 3 Ultrasound in material science and engineering . ......................... 5<br />

Set 4 Shear and surface acoustic waves . ...................................... 6<br />

������ ������������������ .................................................. 7<br />

������ ������������������������� ............................................. 8<br />

Set 7 Doppler sonography . ................................................ 9<br />

������ ����������������������� .............................................. 10<br />

Set 9 Ultrasonic CT and scanning methods . .................................. 11<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de


Set 1 Basics of ultrasound<br />

Related topics<br />

This set permits to carry out experiments on the basic<br />

physical-technical facts of ultrasound technology and their<br />

application to medicine, natural sciences and engineering.<br />

Both the introduction of the basic technical terms of the<br />

measurement technology of echoscopy as well as the<br />

�����������������������������������������������������������<br />

So the signal generation and the signal processing can be<br />

clearly illustrated with the ultrasonic echoscope GAMPT-<br />

Scan and its associated software from the transmitted<br />

���������������������������������������������������������<br />

����������� ���������� ������ ����� ��� ������������� ������<br />

��������������������������������������������������������<br />

control), probe frequency and coupling, are all elements of<br />

the experiments.<br />

The physical properties addressed in the experiments<br />

particularly include values such as amplitude, frequency<br />

dependence, sound velocity, acoustic attenuation and<br />

���������������������<br />

The transition to the applications of ultrasound occurs with<br />

the demonstration of the formation of ultrasonic B-Scans,<br />

the basics of non-destructive testing and simple industrial<br />

applications such as the level measurement.<br />

With additional accessories, the basic physical experiments<br />

can be supplemented with interesting topics like spectral<br />

���������������� ���������� ������� ���� ���� ����������� ���<br />

ultrasonic waves.<br />

Equipment<br />

Ultrasonic echoscope GAMPT-Scan 10121<br />

Ultrasonic probe 1 MHz 10131<br />

2 Ultrasonic probes 2 MHz 10132<br />

Ultrasonic probe 4 MHz 10134<br />

Test block (transparent) 10201<br />

Test cylinder set 10207<br />

Ultrasonic gel 70200<br />

Experiments<br />

PHY01 Basics of pulse echo method (A-Scan)<br />

PHY02 Sound velocity in solids<br />

PHY06 Frequency dependence of resolution power<br />

PHY08 Ultrasonic B-Scan<br />

IND01 Non-Destructive Testing (NDT)<br />

IND03 Level measurement<br />

Further possibilities<br />

Shear wave set – 10218:<br />

PHY04 Acoustic attenuation in liquids<br />

��������������������������������<br />

PHY05 Spectral investigations<br />

Hydrophone set – 10251:<br />

PHY20 Determination of focus zone<br />

Acoustic impedance samples – 10208:<br />

PHY21 ����������������������������������������<br />

Acoustic impedance samples – 10208,<br />

Lambda plates – 10209,<br />

Ultrasonic probe 1 MHz – 10131:<br />

PHY22 ��������������������������������<br />

Tripod set – 10310,<br />

������������������������<br />

IND03 Level measurement<br />

Breast phantom – 10221:<br />

MED02 Ultrasonic imaging at breast phantom<br />

(mammasonography)<br />

Eye phantom – 10222:<br />

MED04 Biometry at the eye phantom<br />

Order no. SET01<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de<br />

Products · Sets<br />

3


Products · Sets<br />

4<br />

Set 2 Ultrasound in medicine<br />

Related topics<br />

This set was designed for the vocational training and<br />

��������������������������������������������������������<br />

at technical colleges and universities. The focus of the topic<br />

is the application of ultrasound technology in the medical<br />

diagnostics.<br />

In the combination of the experiments, great importance<br />

was attached to a comprehensive transfer of knowledge<br />

���������������������������������������������������������<br />

such as A-scan, B-scan and M-mode are explained in<br />

additional experiments.<br />

So physical values and phenomena related to the<br />

�������������������������������������������������������<br />

��� ������ ���������� ���������� ���� ������������ ���������<br />

dependencies of spatial resolution and the basic technical<br />

parameters of ultrasound equipment. Then the individual<br />

imaging processes of medical diagnostics are explained<br />

with selected examples from biometry, echocardiography<br />

��������������������������������������������������<br />

are solved.<br />

This provides an understanding of the relationships between<br />

the physical properties of an ultrasonic wave and the options<br />

and limitations pertinent to the medical application.<br />

Equipment<br />

Ultrasonic echoscope GAMPT-Scan 10121<br />

Ultrasonic probe 1 MHz 10131<br />

Ultrasonic probe 2 MHz 10132<br />

Ultrasonic probe 4 MHz 10134<br />

Test block (transparent) 10201<br />

Heart model 10220<br />

Breast phantom 10221<br />

Eye phantom 10222<br />

Ultrasonic gel 70200<br />

Experiments<br />

PHY01 Basics of pulse echo method (A-Scan)<br />

PHY06 Frequency dependence of resolution power<br />

PHY08 Ultrasonic B-Scan<br />

MED01 Ultrasonic TM-mode (echocardiography)<br />

MED02 Ultrasonic imaging at breast phantom<br />

(mammasonography)<br />

MED04 Biometry at the eye phantom<br />

Further possibilities<br />

Test cylinder set – 10207:<br />

PHY02 Sound velocity in solids<br />

Acoustic impedance samples – 10208:<br />

PHY21 ����������������������������������������<br />

Ultrasonic probes 1/2/4 MHz – 10131, 10132, 10134,<br />

Test cylinder set – 10207:<br />

PHY03 Acoustic attenuation in solids<br />

Order no. SET02<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de


Set 3 Ultrasound in material science and<br />

engineering<br />

Related topics<br />

A main application area of ultrasound is the non-destructive<br />

testing (NDT). Here, ultrasound testing has established itself<br />

as a standard process for the analysis of material defects<br />

such as cracks, cavities, gas bubbles and inhomogeneities<br />

in a wide variety of materials such as metals, plastics or<br />

composites. A variety of methods have been developed,<br />

which can satisfy the particular testing tasks.<br />

With this experimental set some of the most frequently used<br />

test methods in ultrasound testing, such as pulse echo and<br />

sound transmission methods, angle beam testing and the<br />

�������������������������������������������������������<br />

samples.<br />

Based on the knowledge of the physical properties of<br />

ultrasonic waves (e.g. sound velocity, acoustic attenuation,<br />

����������� ������������ ������������� ������������ ��� ���<br />

adjustment of ultrasound test units such as the preparation<br />

of an DGS diagram (distance gain size) or the calibration<br />

of an angle beam probe can be carried out using special<br />

����� ��������� ���������� ���� ������������ ��� ��������<br />

����� ����������� ��� ������� ��� ��������� ������� ������ ���<br />

quantitative measurements are carried out, such as the<br />

determination of crack depths in aluminium samples.<br />

By extending the set with additional material samples and<br />

accessories from our product range, the experiments can<br />

also be extended to more specialised test procedures using<br />

shear and surface acoustic waves or guided waves (Lamb<br />

waves).<br />

���� ������������ ���� ������������� ��� ����� ���� ����� ���<br />

option of a clear introduction of the students to the problems<br />

of ultrasound testing and are therefore interesting for<br />

������������������������������������������<br />

Equipment<br />

Ultrasonic echoscope GAMPT-Scan 10121<br />

2 ultrasonic probes 2 MHz 10132<br />

Ultrasonic probe 4 MHz 10134<br />

Angle beam wedge 17° 10233<br />

Angle beam wedge 38° 10234<br />

Transceiver delay line (TOFD) 10237<br />

Test block (transparent) 10201<br />

Test block for angle beam probe 10240<br />

Crack depth test block 10241<br />

Ultrasonic gel 70200<br />

Experiments<br />

PHY01 Basics of pulse echo method (A-Scan)<br />

PHY06 Frequency dependence of resolution power<br />

IND01 Non-Destructive Testing (NDT)<br />

IND03 Level measurement<br />

IND06 Angle beam testing<br />

IND07 Crack depth determination (TOFD)<br />

Further possibilities<br />

Shear wave set – 10218:<br />

PHY04 Acoustic attenuation in liquids<br />

Discontinuity test block – 10242:<br />

IND08 Detection of discontinuities<br />

Acoustic impedance samples – 10208:<br />

PHY21 ����������������������������������������<br />

Order no. SET03<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de<br />

Products · Sets<br />

5


Products · Sets<br />

6<br />

Set 4 Shear and surface acoustic waves<br />

Related topics<br />

��� ���� ���������� ������������� ��� ������������ ����� ��� �����<br />

��� ����� ������������� ��� ������ ������� ������������� ���<br />

measurement), only the longitudinal propagation of the<br />

ultrasonic waves is important. However, especially in solids,<br />

ultrasonic waves can also propagate in the form of shear<br />

and surface acoustic waves (SAW). These wave modes, their<br />

propagation properties and their dependence on elastic<br />

material properties enable a variety of new methods in<br />

materials testing (aircraft construction), signal processing<br />

�������������������������������������������������<br />

This set permits experiments to demonstrate the mode<br />

conversion of ultrasonic waves at boundaries between<br />

�����������������������������������������������������������<br />

can also be used to determine the sound velocity of shear<br />

and surface acoustic waves (Rayleigh and Lamb waves) in<br />

�������������������������������������������������������<br />

�����������������������������������������������������������<br />

as the elastic and shear modulus.<br />

Likewise the dispersion of ultrasonic waves (frequency<br />

dependence of the sound velocity) can be demonstrated<br />

with this set by means of the propagation of Lamb waves on<br />

thin glass plates.<br />

As an application of surface waves in the non-destructive<br />

testing (NDT), a crack depth test can be carried out on an<br />

aluminium sample using Rayleigh waves.<br />

Equipment<br />

Ultrasonic echoscope GAMPT-Scan 10121<br />

2 ultrasonic probes 1 MHz 10131<br />

2 ultrasonic probes 2 MHz 10132<br />

Shear wave set 10218<br />

2 Rayleigh wave attachments 10231<br />

Rayleigh wave test block 10232<br />

Lamb wave set 10300<br />

Hydrophone 10250<br />

Ultrasonic gel 70200<br />

Experiments<br />

PHY04 Acoustic attenuation in liquids<br />

PHY07 Shear waves in solids<br />

PHY23 Dispersion of ultrasonic waves (Lamb waves)<br />

IND02 Detection of cracks with Rayleigh waves<br />

Further possibilities<br />

Test block (transparent) – 10201:<br />

PHY01 Basics of pulse echo method (A-Scan)<br />

PHY08 Ultrasonic B-Scan<br />

Test cylinder set – 10207:<br />

PHY02 Sound velocity in solids<br />

���������������������������������<br />

PHY05 Spectral investigations<br />

Hydrophone support plate and support – 10252, 60123:<br />

PHY20 Determination of focus zone<br />

Acoustic impedance samples – 10208:<br />

PHY21 ����������������������������������������<br />

Order no. SET04<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de


Set 5 �����������������<br />

Related topics<br />

The equipment and materials in this set enable experiments<br />

for introduction in acousto-optics as well as the use of<br />

continuously emitted ultrasonic waves (cw – continuous<br />

������� ���� ������ ��� ��� ���� ������������ ������ ���� ���<br />

����������������������������������������������������������<br />

laser light.<br />

����������� ��������� �����������������������������������<br />

frequencies can be generated in a water bath. The<br />

������������������������������������������������������������<br />

whose grating constant depends on the wavelength of the<br />

ultrasound. When parallel laser light passes through, it is<br />

����������� �� ���������� ����������� ��������� ���� �����������<br />

������� ��������� ��� ������ ��������� ����������� �����������<br />

as well as red and green laser light, the dependence of the<br />

��������� �������� ����������� ������� ��� ���� ��������� ���<br />

optical wavelength can be shown. If divergent laser light is<br />

�����������������������������������������������������������<br />

�����������������������������������������������������������<br />

between travelling and standing ultrasonic waves can be<br />

demonstrated.<br />

By adding a photodiode receiver, the set can be extended<br />

��� ��� ��� ����������� ���������� ������ ��� ����� �����������<br />

primarily in concentration measurements.<br />

Equipment<br />

cw generator SC500 20100<br />

Debye-Sears set 20200<br />

Laser module (green) 20211<br />

AOM sample reservoir 20225<br />

Cover for AOM sample reservoir 20223<br />

Projection lens 20230<br />

Acoustic absorber 20227<br />

Experiments<br />

PHY11 �����������������<br />

PHY12 Projection of standing waves<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de<br />

Products · Sets<br />

Further possibilities<br />

����������������������������<br />

Photodiode receiver – 20303:<br />

IND04 Concentration measurement with resonance cell<br />

�������������������������������<br />

2 photodiode receivers – 20303,<br />

Beam splitter – 20301:<br />

PHY17 Acousto-optical modulation at standing waves<br />

�������������������������������<br />

Photodiode receiver – 20303,<br />

Beam splitter – 20301:<br />

PHY18 Acousto-optical modulation at travelling waves<br />

Hydrophone set – 10251:<br />

PHY19 Phase and group velocity<br />

Order no. SET05<br />

7


Products · Sets<br />

8<br />

Set 6 ������������������������<br />

Related topics<br />

����������������������������������������������������������<br />

of measuring devices in industry as well as in medicine.<br />

�����������������������������������������������������������<br />

��������������������������������������������������������<br />

sounds of foetuses.<br />

���� ���� ��������� ���� ����������� ������� ��� ������ �� ���<br />

��������������������������������������������������������������<br />

���������������������������������������������������������<br />

and software for signal recording and signal processing.<br />

Herewith the essential dependencies of the Doppler<br />

frequency shift on transmit frequency, angle of incidence<br />

���������������������������������<br />

���� ���� ������ ��� ��������� ��������� ���� ���� ����������<br />

contained in the circuit enable experiments in terms of<br />

����������������������������������������������������������<br />

equation and the law of Hagen-Poiseuille. The Measurement<br />

��������������������������������������������������������<br />

and the measurement of the pressure drops is done using<br />

the standpipes.<br />

By adding the Doppler probe and the arm phantom,<br />

experiments in relation to the Doppler sonography (i.e.<br />

�����������������������������������������������������������<br />

carried out.<br />

Equipment<br />

Ultrasonic pulse Doppler FlowDop 50100<br />

Ultrasonic probe 1 MHz 10131<br />

Ultrasonic probe 2 MHz 10132<br />

Ultrasonic probe 4 MHz 10134<br />

Centrifugal pump MultiFlow 50130<br />

������������ 50140<br />

Standpipes 50150<br />

Flow measuring set 50201<br />

Ultrasonic gel 70200<br />

Experiments<br />

PHY13 ������������������������<br />

PHY15 Fluid mechanics<br />

Further possibilities<br />

Ultrasonic Doppler probe – 50135,<br />

Arm phantom – 50160:<br />

MED03 Basics of Doppler sonography<br />

MED05 Vascular ultrasound (angiology)<br />

Double reservoir – 50170:<br />

IND05 �����������������������<br />

Order no. SET06<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de


Set 7 Doppler sonography<br />

Related topics<br />

���������������������������������������������������������<br />

�������� ������ ��� ������ ���� ����������� ���������� ��� ��<br />

�������������������������������������������������������������<br />

�����������������������������������������������������������<br />

��������������������������������������������������<br />

This set helps to demonstrate the fundamental physical<br />

����������������������������������������������������������<br />

������ ��� ���������� ���� ������ ���� ���������� ����� ���<br />

ultrasonic pulse Doppler and the associated software, the<br />

signal recording and signal processing can be shown up<br />

to the colour-coded Doppler frequency spectrum used for<br />

medical diagnostic purposes.<br />

With a realistic arm phantom and a microcontroller-<br />

������� ������������ ������ ��������� ������ ����� �������<br />

= continuous, arterial = pulsating) can be adjusted and<br />

measured. The stenosis built into the arm phantom can be<br />

detected and characterised using the Doppler. Based on the<br />

�������������������������������������������������������<br />

and the air chamber function.<br />

��� �� ������ ��������� ���� ��� ������ ��� ���� ����� �������<br />

measurements of the occlusion pressure for the<br />

characterisation of peripheral arterial occlusive diseases<br />

can be demonstrated.<br />

Equipment<br />

Ultrasonic pulse Doppler FlowDop 50100<br />

Ultrasonic probe 2 MHz 10132<br />

����������������� 50112<br />

Centrifugal pump MultiFlow 50130<br />

Ultrasonic Doppler probe 50135<br />

Arm phantom 50160<br />

Ultrasonic gel 70200<br />

Experiments<br />

PHY13 ������������������������<br />

MED03 Basics of Doppler sonography<br />

MED05 Vascular ultrasound (angiology)<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de<br />

Products · Sets<br />

Further possibilities<br />

Flow measuring set – 50201:<br />

PHY13 ������������������������<br />

Standpipes – 50150,<br />

Flow measuring set – 50201:<br />

PHY15 Fluid mechanics<br />

Double reservoir – 50170,<br />

Flow measuring set – 50201:<br />

IND05 �����������������������<br />

���������������������������<br />

MED06 Peripheral Doppler blood pressure measurement<br />

Order no. SET07<br />

9


Products · Sets<br />

Set 8 ����������������������<br />

Related topics<br />

This set was assembled for some demanding experiments<br />

addressing the interactions between a mechanical wave and<br />

��������������������������������������������������������������<br />

optical modulation, AOM). The experiments promote the<br />

knowledge and understanding of the propagation properties<br />

of both mechanical and electromagnetic waves.<br />

It is shown that changes in density due to the compression<br />

and dilatation of an ultrasonic wave cause a change in<br />

the refractive index of the medium. The resulting grating<br />

�������������������������������������������������������������<br />

modulation and the wavelength change of laser light are<br />

demonstrated.<br />

�������������������������������������������������������������<br />

������������������������������������������������������<br />

������������� ���� ��������� ��� ������ ��� ��������� �������� ��<br />

determined by means of the variation in the interference<br />

������������������������������������������������������������<br />

(resonance cell).<br />

Using a photodiode, the amplitude modulation and the<br />

phase shift of laser light at a standing wave can be shown<br />

and recorded with an oscilloscope. The frequency change<br />

��� ���� ������ ����� ���������� ���� ���������� ����������<br />

and allows the calculation of the sound velocity in the<br />

medium.<br />

������������������������������������������������������������<br />

is demonstrated using an acoustic absorber that prevents<br />

the formation of standing ultrasonic waves in the sample<br />

reservoir.<br />

On the travelling ultrasonic wave, a frequency shift can be<br />

measured in the laser light that results from the Doppler<br />

���������������������������������������������������������<br />

�����������������������������������������������������������<br />

another. The resulting beats are displayed and measured<br />

with the oscilloscope.<br />

10<br />

This experimental set is suitable for the demonstration of the<br />

�����������������������������������������������������������<br />

as well as for the performing of interesting experiments in<br />

�������������������������������������������������������������<br />

������<br />

Equipment<br />

cw generator SC500 20100<br />

Debye-Sears set 20200<br />

2 photodiode receivers 20303<br />

���������������������� 20302<br />

Beam splitter 20301<br />

Acoustic absorber 20227<br />

Experiments<br />

PHY11 �����������������<br />

PHY17 Acousto-optical modulation at standing waves<br />

PHY18 Acousto-optical modulation at travelling waves<br />

IND04 Concentration measurement with resonance<br />

cell<br />

Further possibilities<br />

Laser module (green) - 20211:<br />

PHY11 �����������������<br />

Laser module (green) - 20211,<br />

Projection lens - 20230:<br />

PHY12 Projection of standing waves<br />

Order no. SET08<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de


Set 9 Ultrasonic CT and scanning methods<br />

Related topics<br />

This set can be used to carry out comprehensive and<br />

understandable experiments on special measurement<br />

procedures using ultrasound. The focus is on the transfer<br />

of knowledge about the structure and function of computer<br />

tomography measurement systems. Tomography, known<br />

from its use in medical radiography, is based on damping<br />

������� ���� ������ ����������� ��� ������������ ����������<br />

regardless of the used type of measurement signal (X-ray,<br />

magnetic resonance, ultrasound, etc.). The formation of a<br />

CT image is explained and demonstrated step by step using<br />

the example of ultrasonic tomography in the experiment<br />

(PHY09). By using ultrasound as measurement signal,<br />

�������������������������������������������������������<br />

attenuation tomogram and the sound velocity tomogram<br />

of the test object. Own examination objects can also be<br />

scanned. This provides an opportunity for an interesting<br />

laboratory setup.<br />

The set is also outstandingly well-suited for the scanning<br />

of arbitrary test objects. So cross-sections (B-scans) of<br />

medical objects such as the breast phantom can be shown<br />

����� ����� ������ ��������� ����� ��� ����� ������ ��� ��������<br />

test blocks from non-destructive testing. The scan images<br />

���������������������������������������������������������<br />

the measurement parameters can be adapted to the<br />

corresponding examination objects.<br />

To deepen knowledge of ultrasound measurement<br />

technology, e.g. when training medical technologists, the<br />

���������������������������������������������������������<br />

such as beam width, focus zone, intensity distribution and<br />

����������������������������������������������������������<br />

of the properties of complex interference patterns within the<br />

������������������������������������������������������������<br />

for improving the image quality in medical diagnostics.<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de<br />

Products · Sets<br />

The set includes a variety of topics with the result that it can<br />

be used to carry out demanding experiments in nearly all<br />

����������������������������������������������������<br />

Equipment<br />

Ultrasonic echoscope GAMPT-Scan 10121<br />

CT scanner 60100<br />

CT control unit 60110<br />

CT reservoir 60120<br />

CT sample 60121<br />

Ultrasonic probe 1 MHz 10131<br />

2 ultrasonic probes 2 MHz 10132<br />

Test block (transparent) 10201<br />

Hydrophone 10250<br />

Hydrophone support 60123<br />

Ultrasonic gel 70200<br />

Experiments<br />

PHY08 Ultrasonic B-Scan<br />

PHY09 Ultrasonic computer tomography (CT)<br />

PHY10 �����������������������������<br />

PHY16 Mechanical scan methods<br />

PHY20 Determination of focus zone<br />

Further possibilities<br />

Breast phantom – 10221:<br />

MED02 Ultrasonic imaging at breast phantom<br />

(mammasonography)<br />

Order no. SET09<br />

11


GAMPT <strong>Catalogue</strong><br />

Equipment and materials<br />

12<br />

��� ���� ���������� ���� ����� ���� ��� ��������� ��� ���� �������� ���� ����������� ���� ���� �����<br />

������������� ���� ��������� ���� �������� ����� ����� ������� ���������� ��� ������ ���������� ����<br />

������������ ��� ����� ��� ���� ��������� ������ pulse echo method (echoscopy), continuous<br />

wave, Doppler and scanning.<br />

���� ����� ������ �� ����� ��� ������������ ��� ��������� ������ ���� ����������� �������� ��� ������<br />

���������� ���� ��������� ���� ����� ��� ��������� ������ ������������� ���� ��������� ��� ����<br />

experiments.<br />

��������������������������������������������������������������������������������������������<br />

number), which can be ordered separately as spare parts.<br />

���������������� ��� ��������� ���� ���������� ����������� ��� ������� ���� ������������ ��� ����<br />

����������������������������������������������������������������www.<strong>gampt</strong>.de.<br />

Pulse echo method 14-27<br />

Ultrasonic echoscope GAMPT-Scan . .......................................... 14<br />

Ultrasonic probe 1 MHz . .................................................. 16<br />

Ultrasonic probe 2 MHz . .................................................. 16<br />

Ultrasonic probe 4 MHz . .................................................. 17<br />

Hydrophone . ........................................................... 17<br />

Test block (transparent) . .................................................. 18<br />

Test block (black) ......................................................... 18<br />

Test cylinder set . ........................................................ 19<br />

�������������� ........................................................... 19<br />

��������������������������������� ............................................ 20<br />

����������������������������������� ........................................ 20<br />

����������������������������� ............................................. 20<br />

����������������������� .................................................... 21<br />

������������������������ ................................................... 21<br />

Test block for angle beam probe . ............................................ 21<br />

Angle beam wedge . ...................................................... 22<br />

Crack depth test block . .................................................... 22<br />

Discontinuity test block . .................................................. 22<br />

����������������������������� ............................................... 23<br />

Acoustic impedance samples . .............................................. 23<br />

������������������������ ................................................. 23<br />

Hydrophone set. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24<br />

������������� ........................................................... 24<br />

��������������������� .................................................... 25<br />

Lambda plates ........................................................... 25<br />

Transit time pipe ......................................................... 25<br />

Breast phantom . ........................................................ 26<br />

Eye phantom ............................................................ 26<br />

Heart model . ........................................................... 26<br />

Tripod set ............................................................... 27<br />

��������������� ......................................................... 27<br />

Adapter BNC/LEMO for GAMPT-Scan . ......................................... 27<br />

cw (continuous wave) 28-35<br />

cw generator SC500 . ......................................................28<br />

Debye-Sears set ..........................................................29<br />

Multifrequency probe . ....................................................29<br />

Laser module (red) . ......................................................30<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de


GAMPT <strong>Catalogue</strong><br />

Laser module (green) . ....................................................30<br />

Adapter BNC/LEMO for SC500 . ..............................................30<br />

�������������������� .....................................................31<br />

������������������������������ .............................................31<br />

Projection lens . .........................................................31<br />

AOM probe adjustment . ...................................................32<br />

Acoustic absorber . .......................................................32<br />

Beam splitter ............................................................33<br />

������������������� ......................................................33<br />

������������������� ......................................................33<br />

Thermoacoustic sensor . ...................................................34<br />

������������������� ......................................................34<br />

Stirrer for SC500 . ........................................................35<br />

Adapter LEMO/BNC for hydrophone . .........................................35<br />

Doppler 36-41<br />

Ultrasonic pulse Doppler FlowDop . ..........................................36<br />

Doppler prism ...........................................................37<br />

Flow measuring set . ......................................................37<br />

Standpipes ..............................................................38<br />

Centrifugal pump MultiFlow . ..............................................38<br />

���������������� .........................................................39<br />

Flexible tubes set . .......................................................39<br />

������������ ............................................................39<br />

Arm phantom . ..........................................................40<br />

������������������ .......................................................40<br />

Ultrasonic Doppler probe . .................................................41<br />

Scanning 42-44<br />

CT scanner ..............................................................42<br />

CT control unit . .........................................................43<br />

������������ .............................................................44<br />

CT sample . .............................................................44<br />

Hydrophone support. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44<br />

Ultrasonic gel . ..........................................................45<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de<br />

13


Equipment and materials • Pulse echo method<br />

Ultrasonic echoscope GAMPT-Scan<br />

The GAMPT-Scan�������������������������������������������<br />

unit for connection to a PC or an oscilloscope. The supplied<br />

measurement software AScan (Windows XP/7) enables an<br />

���������� ������� ����������� ���� �������� ���������� �������<br />

B-scan, M-mode, spectrum analysis). The ultrasonic probes<br />

are connected by robust snap-in plugs. The probe frequency<br />

��� ����������� �������������� ��� ���� ���������� �������� ��<br />

���������������������������������������������������������<br />

ultrasonic signal can be adjusted to nearly any test object.<br />

The loss of intensity of the ultrasonic signal from deeper<br />

������������ ����� ��� ������������ ��� ��� ������������� ��<br />

����������� ��� ����� ��� ������ ��� ������ ������ ����� ����<br />

control). Parameter such as threshold, start point, wide<br />

or slope can be chosen freely. The most important signals<br />

�������������������������������������������������������������<br />

at BNC sockets.<br />

������������������������������������������������������������<br />

a wide assortment of ultrasonic probes (1 MHz, 2 MHz<br />

and 4 MHz). The spectrum of subjects ranges from the<br />

physical basics of ultrasound up to medical and industrial<br />

applications. In connection with the scanner system (order<br />

���� ������ ���� �������� ���������� ������������� ������� ���<br />

ultrasonic imaging methods can be realised. Normally USB<br />

ist used to connect the GAMPT-Scan to the PC or notebook.<br />

Technical data<br />

• Dimensions: 225 mm x 170 mm x 315 mm<br />

• Frequency: 1-5 MHz<br />

• PC connection: USB<br />

• �������������������������������������������<br />

• Transmission signal: 10-300 Volt<br />

• ������������������������ ��<br />

• Gain: 0-35 dB<br />

• TGC: 0-30 dB, threshold, wide (width), slope, start<br />

• Outputs: TGC, trigger, TGC, RF signal, A-Scan (LF)<br />

•<br />

����������������������� �������� ��<br />

14<br />

Order no. 10121<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de


Software<br />

The supplied software AScan� ��������� ���� ���������� ����<br />

��������� ����� ��� �� ���������� ���������� ���� ������� ���<br />

connected using the USB interface.<br />

After the programm initialisation the measuring system<br />

��� ������������ �������� ���� ������������� ������������ ���<br />

connected probes are recognised due to a hardware coding<br />

in the probe plug and appropriate parameters are set up.<br />

���������������������������������������������������������������<br />

���������������������������������������������������������������<br />

and displayed on the measurement screen. The current<br />

measured amplitudes are displayed as time signal and are<br />

updated permanently. One can choose whether the HF<br />

�������������������������������������������������������������<br />

���� ����� ������������ ������������� ������������� ��� �����<br />

����������������������������������������������������������<br />

measuring marks. A freeze� ��������� ��� ����� ��� ���������<br />

����� ���������� ����������� ���� ������������ ��� ��������� ���<br />

������������������������������������������������������������<br />

�����������������������������������������������������������<br />

(FFT) and the cepstral analysis, the illustration of twodimensional<br />

ultrasonic cross-sections (B-scan) or the time<br />

��������������������������������������������������������<br />

Experiments<br />

PHY01 Basics of pulse echo method (A-Scan)<br />

PHY02� ������������������������<br />

PHY03 Acoustic attenuation in solids<br />

PHY04 Acoustic attenuation in liquids<br />

PHY05� �����������������������<br />

PHY06 Frequency dependence of resolution power<br />

PHY07� ���������������������<br />

PHY08 Ultrasonic B-Scan<br />

PHY09 Ultrasonic computer tomography (CT)<br />

PHY10� �����������������������������<br />

PHY16 Mechanical scan methods<br />

PHY20 Determination of focus zone<br />

PHY21� ����������������������������������������<br />

PHY22� ��������������������������������<br />

PHY23� �������������������������������������������<br />

IND01� �����������������������������<br />

IND02� ���������������������������������������<br />

IND03� �����������������<br />

IND06 Angle beam testing<br />

IND07 Crack depth determination (TOFD)<br />

IND08 Detection of discontinuities<br />

IND09� ����������������������<br />

MED01 Ultrasonic TM-mode (echocardiography)<br />

MED02 Ultrasonic imaging at breast phantom<br />

(mammasonography)<br />

MED04 Biometry at the eye phantom<br />

Additional part<br />

�������������������������������������������GAMPT-Scan units<br />

������������������������������������<br />

Adapter parallel to USB for GAMPT-Scan 10260<br />

Equipment and materials • Pulse echo method<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de<br />

15


Equipment and materials • Pulse echo method<br />

Ultrasonic probe 1 MHz<br />

������������������������������������������������������������<br />

intensity and short sound pulses. It makes them particularly<br />

���������������������������������������������������������<br />

metal housing and are cast on the sound surface with a<br />

�����������������������������������������������������������<br />

special plug for connection to the GAMPT-Scan or with a BNC<br />

����� ���� ���������� ����� ���� ��� ������ ����� ������ ���������<br />

����� ���� ����������� ��������� ���� ��������������� ����� �����<br />

�����������������������������������������������������������<br />

materials and for the generation of Rayleigh and shear<br />

������������������������������������������������������������<br />

���������<br />

Technical data:<br />

• Frequency: 1 MHz<br />

• Dimensions: length = 70 mm, diameter = 27 mm<br />

• Cable length: about 1 m<br />

• Sound adaptation to water/acrylic<br />

• �������������������������������������������������������<br />

GAMPT-Scan����������������������������������<br />

Experiments<br />

PHY01 Basics of pulse echo method (A-Scan)<br />

PHY02 ������������������������<br />

PHY03 Acoustic attenuation in solids<br />

PHY06 Frequency dependence of resolution power<br />

PHY07 ���������������������<br />

Ultrasonic probe 2 MHz<br />

At a frequency of 2 MHz, these probes are suitable for a wide<br />

������������������������������������������������������������<br />

axial and lateral resolution is clearly higher than that of 1<br />

MHz probes. On the other hand the attenuation of 2 MHz<br />

sound in most materials is not yet too large, so areas under<br />

����������������������������������������������������������<br />

��������������������������������������������������������������<br />

objects and as ultrasound Doppler probes.<br />

Technical data:<br />

• Frequency: 2 MHz<br />

• Dimensions: length = 70 mm, diameter = 27 mm<br />

• Cable length: about 1 m<br />

• Sound adaptation to water/acrylic<br />

�������������������������������������������������������<br />

GAMPT-Scan����������������������������������<br />

16<br />

Order no. 10131<br />

Order no. 10141 (BNC)<br />

• Order no. 10132<br />

Experiments<br />

PHY02 ������������������������<br />

PHY03 Acoustic attenuation in solids<br />

PHY04 Acoustic attenuation in liquids<br />

PHY05 �����������������������<br />

PHY08 Ultrasonic B-Scan<br />

PHY09 Ultrasonic computer tomography (CT)<br />

PHY10 �����������������������������<br />

PHY13 ������������������������<br />

PHY15 Fluid mechanics<br />

PHY16 Mechanical scan methods<br />

PHY20 Determination of focus zone<br />

PHY08 Ultrasonic B-Scan<br />

PHY16 Mechanical scan methods<br />

PHY20 Determination of focus zone<br />

PHY22 ��������������������������������<br />

PHY23 �������������������������������������������<br />

IND02 ���������������������������������������<br />

MED02 Ultrasonic imaging at breast phantom<br />

(mammasonography)<br />

Order no. 10142 (BNC)<br />

PHY21 ����������������������������������������<br />

PHY22 ��������������������������������<br />

PHY23 �������������������������������������������<br />

IND01 �����������������������������<br />

IND03 �����������������<br />

IND05 �����������������������<br />

IND06 Angle beam testing<br />

IND07 Crack depth determination (TOFD)<br />

IND08 Detection of discontinuities<br />

IND09 ����������������������<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de


Ultrasonic probe 4 MHz<br />

The 4 MHz probes are distinguished by an extreme short<br />

�����������������������������������������������������������<br />

�������������������������������������������������������������<br />

structures.<br />

Technical data<br />

• Frequency: 4 MHz<br />

• Dimensions: length = 70 mm, diameter = 27 mm<br />

• Cable length: about 1 m<br />

• Sound adaptation to water/acrylic<br />

• �������������������������������������������������������<br />

GAMPT-Scan����������������������������������<br />

Experiments<br />

PHY03 Acoustic attenuation in solids<br />

PHY06 Frequency dependence of resolution power<br />

MED01 Ultrasonic TM-mode (echocardiography)<br />

Hydrophone<br />

���� ����������� ���� ��� ����� ��� �������� ���� ������ ����<br />

characteristic of an ultrasonic probe. The amplitude<br />

modulation along the central axis of a sound probe can<br />

��� ����� ��� ���������� ���� ����� ����� ������� ������� ������<br />

����������� ���� ������ ���������� ��� ���� ������ ����� ���� ��<br />

��������������������� ���������� ����� ���� ������ ��������<br />

The hydrophone is suitable for a frequency range from 1 to<br />

� �������������������������������������������������������<br />

of the GAMPT-Scan. In the simplest case, measurements<br />

�������������������������������������������������������<br />

using the CT scanner. A suitable holder for the hydrophone<br />

������������������������������������<br />

Technical data<br />

• Frequency range: 1-5 MHz<br />

• Dimensions: length = 125 mm, width = 24 mm<br />

• �������������������������������� ��<br />

• Cable length: about 1 m<br />

Experiments<br />

PHY10 �����������������������������<br />

PHY19 ������������������������<br />

PHY20 Determination of focus zone<br />

PHY23 �������������������������������������������<br />

Order no. 10134<br />

Order no. 10144 (BNC)<br />

Order no. 10250<br />

Equipment and materials • Pulse echo method<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de<br />

17


Equipment and materials • Pulse echo method<br />

Test block (transparent)<br />

The transparent test block of homogeneous acrylic is<br />

����������� ��������� ���� ����������� ���������������� �������<br />

is a material with medium acoustic damping, therefore<br />

���� ������������ ������ ��� ���������� ���� ���� �������� ���<br />

������������������������������������������������������������<br />

depths, a large defect (acoustic shadow) and a double<br />

defect (resolution power). This allows basic knowledge to<br />

����������������������������������������������������������<br />

�������������������������������������������������������<br />

�����������������������������������������������������������<br />

frequencies.<br />

Technical data<br />

• Dimensions: 150 mm x 80 mm x 40 mm<br />

• Material: acrylic, transparent<br />

• ��������������������� ������������������<br />

• Density: 1.2 g/cm³<br />

Defects: 11<br />

• Order no. 10201<br />

Experiments<br />

PHY01 Basics of pulse echo method (A-Scan)<br />

PHY06 Frequency dependence of resolution power<br />

PHY08 Ultrasonic B-Scan<br />

PHY16 Mechanical scan methods<br />

IND01 �����������������������������<br />

Test block (black)<br />

This test block of black, opaque acrylic is intended for an<br />

���������������������������������������������������������<br />

focuses on searching for defects in unknown test objects.<br />

The test block can be scanned from all sides and the number<br />

and position of defects determined. In further experiments,<br />

��������������������������������������������������������<br />

����������������������������������������������������������<br />

����������������������������������������������������������<br />

strategies for the complete localisation of all defects. All<br />

experiments, for which the transparent test block is required<br />

can also be carried out with the black test block. The acoustic<br />

properties and arrangement of defects correspond to those<br />

of the transparent test block.<br />

Technical data<br />

• Dimensions: 150 mm x 80 mm x 40 mm<br />

• Material: acrylic, black<br />

• ��������������������� ������������������<br />

• Density: 1.2 g/cm³<br />

• Defects: 11<br />

Experiments<br />

PHY01 Basics of pulse echo method (A-Scan)<br />

PHY06 Frequency dependence of resolution power<br />

PHY08 Ultrasonic B-Scan<br />

PHY16 Mechanical scan methods<br />

IND01 �����������������������������<br />

18<br />

Order no. 10204<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de


Test cylinder set<br />

������ ���������� ��������� ���������� ���� �����������<br />

���� �������� ��������� �������� ����������� ������ ���� ��<br />

����������������������������������������������������������<br />

�������������������������������������������������������������<br />

���� ������ �������� ��� ��������� ������� ���� ����� ��������<br />

allows a detailed discussion of error. The determination<br />

��� ���� ��������� ������������ ��� ������������� ��� ��������<br />

ultrasound frequencies teaches the basic relations of<br />

ultrasonic absorption in solids.<br />

Technical data<br />

• Dimensions: diameter = 40 mm, length = 40 mm, 80 mm<br />

and 120 mm<br />

• Material: acrylic, transparent<br />

• ��������������������� ������������������<br />

• Density: 1.2 g/cm³<br />

Experiments<br />

PHY02 ������������������������<br />

PHY03 Acoustic attenuation in solids<br />

PHY22 ��������������������������������<br />

Shear wave set<br />

�����������������������������������������������������������<br />

������������������������������������������������������������<br />

������ ����� �� ��������� ��������������� ����� ������������<br />

������� ����� ����� ������������� ���������� ���� ����������<br />

����� ������������� ��� ������ ������ ���� ��� ��������� ��� ��<br />

angle-dependent manner. The measurement is carried<br />

���� ��� ������������� ����� ���� ������� ������� �� ������ ���<br />

������������������������������������������������������<br />

in the longitudinal direction and has an angle scale. From<br />

������������� ��� ������������� ���� ������ ������ ���������<br />

the elastic constants of the material can be determined.<br />

��������������������������������������������������������<br />

With the aluminium sample, this experimental set up is<br />

also suitable for determining the attenuation of ultrasound<br />

in liquids (water, glycerin, oil etc.) due to its adjustable<br />

sample plate.<br />

Technical data<br />

•<br />

•<br />

•<br />

•<br />

•<br />

•<br />

•<br />

Sample holder with angle scale 0-360° (5° graduation)<br />

Sample material 1: acrylic (transparent)<br />

��������������� ������������������ ����<br />

����������������� ���<br />

Sample material 2: aluminium<br />

��������������� ������������������ ����<br />

����������������� ���<br />

2 probe supports of acrylic (black)<br />

������������������<br />

Experiments<br />

PHY04 Acoustic attenuation in liquids<br />

PHY07 ���������������������<br />

Order no. 10207 (Set)<br />

Spare parts<br />

Equipment and materials • Pulse echo method<br />

3 cylinders 10203<br />

Probe support 10215<br />

Cylinder holder 10205<br />

Order no. 10218 (Set)<br />

Spare parts<br />

���������������� 10214<br />

Probe support 10215<br />

Acrylic sample 10211<br />

Aluminium sample 10213<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de<br />

19


Equipment and materials • Pulse echo method<br />

Acrylic sample<br />

for shear wave set<br />

��� ���������� �������� ��������� ���������� ���� ������������<br />

��������������������������������������������������������������<br />

�������������������������������������������������������������<br />

�������������������������������������������������������������<br />

�����������������������������������������������������������<br />

water.<br />

Technical data<br />

• Sample material: acrylic<br />

• ��������������� ������������������ ���<br />

����������������� ���<br />

Experiments<br />

PHY07 ���������������������<br />

Aluminium sample<br />

for shear wave set<br />

������������������������������������������������������������<br />

�����������������������������������������������������������<br />

����������������������������������������������������������<br />

��������� ���� ���� ������ ������ ��������� ��� ���������� ���<br />

greater than in water. The aluminium sample is also suitable<br />

����������������������������������������������������������<br />

the pulse echo method, for example for the determination<br />

of the acoustic attenuation in liquids.<br />

Technical data<br />

• Sample material: aluminium<br />

• ��������������� ������������������ ���<br />

����������������� ���<br />

Experiments<br />

PHY04 Acoustic attenuation in liquids<br />

PHY07 ���������������������<br />

POM sample<br />

for shear wave set<br />

������������������������������������������������������������<br />

�������������������������������������������������������������<br />

��� ����������������� ������ ����������� ���� ������������ ��<br />

�����������������������������������������������������������<br />

in water.<br />

Technical data<br />

• Material: POM<br />

• ��������������� ������������������ ���<br />

����������������� ���<br />

Experiments<br />

PHY07 ���������������������<br />

20<br />

Order no. 10211<br />

Order no. 10213<br />

Order no. 10212<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de


�����������������������<br />

The pair of acrylic plates allows a number of interesting<br />

�����������������������������������������������������������<br />

�����������������������������������������������������������<br />

������������������������������������������������������������<br />

shift of the spectrum to lower frequencies due to frequency<br />

���������� ������������� ���� ��������� ��� ���� ����������<br />

includes the thickness of the plate as a periodic modulation.<br />

��� �������������� ���� �������� ���� �������� �� ������� ����<br />

������������������������������������������������������<br />

���������������������������������������������������������<br />

using cepstrum analysis. The set contains an acrylic delay<br />

line.<br />

Technical data<br />

•<br />

•<br />

•<br />

•<br />

Material: acrylic, transparent<br />

Dimensions: width = 40 mm, length = 80 mm,<br />

�������������� ���������� ��<br />

��������������������� ������������������<br />

Density: 1.2 g/cm³<br />

Rayleigh wave test block<br />

������������������������������������������������������������<br />

�����������������������������������������������������������<br />

���������������������������������������������������������<br />

�������� ����� ���� �������� ��������� �������� ������ ���� ��<br />

����������������������������������������������������������<br />

in the material testing is the measurement of crack depth<br />

��� ������ ��� ��������� ������� ����������� ������ ���� �������<br />

������� ��� ��������� ������� ��� ���� ����� ������ ���� ������<br />

������������������������������������������������<br />

Technical data<br />

• Material: aluminium<br />

• Dimensions: 35 mm x 35 mm x 600 mm<br />

• Weight: 2.5 kg<br />

• ���������������������������������������� ���<br />

• ����������������������������������������������������<br />

Test block for angle beam probe<br />

The aluminium test block is used to adjust angle beam<br />

probes in terms of the angle of incidence, the sound<br />

����������������������������������������������������������<br />

line. The angle is determined by measuring the wall echos<br />

��� ��������� ����������� ����������� ���� ����������� ������ ��<br />

carried out on a cylindrical discontinuity (drill hole).<br />

Technical data<br />

•<br />

•<br />

•<br />

•<br />

Material: aluminium<br />

��������������� ������������������ ����<br />

����������������� ���<br />

Dimensions: 35 mm x 35 mm x 120 mm<br />

Drill hole: diameter = 8 mm<br />

Order no. 10202<br />

Experiments<br />

PHY05 �����������������������<br />

Order no. 10232<br />

Equipment and materials • Pulse echo method<br />

Experiments<br />

IND02 ���������������������������������������<br />

Order no. 10240<br />

Experiments<br />

IND06 Angle beam testing<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de<br />

21


Equipment and materials • Pulse echo method<br />

Angle beam wedge<br />

���� ��� ���� ����� ���������� �������� ��� ���������������<br />

testing by ultrasound is the angle beam testing. The<br />

���������������������������������������������������������<br />

results in accordance with the law of refraction from the<br />

��������������������������������������������������������<br />

���� ��������� ������ ��������������� ���� ������ ����� �����<br />

������������������������������������������������������������<br />

�����������������������������������������������������������<br />

probe). The angle beam wedges can be used with all GAMPT<br />

probes (1, 2 and 4 MHz).<br />

Technical data<br />

• Material: acrylic<br />

• �������������������������������� ������������������<br />

• Angle of incidence (delay line):<br />

• Resulting angle in aluminium<br />

17° 38° 56°<br />

������������������ ����� ��� ��� ���<br />

������������������������� ����� ���<br />

Crack depth test block<br />

���� ����� ������ ��������� ������� ��� ��������� �������� ���<br />

���������������������������������������������������������<br />

cracks and determine their depth. An angle beam probe is<br />

used to determine the angle echo amplitude depending on<br />

the depth of cracks. At greater crack depths this method<br />

������������������������������������������������������<br />

cracks at greater depth as well. The performance and limits<br />

of both methods are determined with this test block.<br />

Technical data<br />

•<br />

•<br />

•<br />

•<br />

22<br />

Material: aluminium<br />

��������������� ������������������ ����<br />

����������������� ���<br />

Dimensions: 35 mm x 35 mm x 300 mm<br />

Crack depths: 2, 4, 6, 8, 10 and 15 mm<br />

Discontinuity test block<br />

���� ���������� ����� ������ ��������� ��������� ������ ���<br />

���������� ������ ���� ����� ���� ���� ����������� ��� �������<br />

����� ������������ ���������� ���� �� ����������� ��������� ���<br />

��������������� ���� ������������ ���������� ���� �� ���������� �<br />

�������������������������������������������������������������<br />

����������� ��� ���� ��������� ����������� ������� ���� ��<br />

examined at the crack. For the detection of discontinuities<br />

�����������������������������������������������������������<br />

as echo-method, delta-method, tandem-method, transfermethod<br />

and angle-method.<br />

Technical data<br />

• Material: aluminium<br />

• ��������������� ������������������ ����<br />

����������������� ���<br />

• Dimensions: 35 mm x 35 mm x 300 mm<br />

Order no. 10233 (17°)<br />

Order no. 10234 (38°)<br />

Order no. 10235 (56°)<br />

Experiments<br />

IND06 Angle beam testing<br />

IND07 Crack depth determination (TOFD)<br />

IND08 Detection of discontinuities<br />

Order no. 10241<br />

Experiments<br />

IND07 Crack depth determination (TOFD)<br />

Order no. 10242<br />

•<br />

Number of discontinuities: 6<br />

Experiments<br />

IND08 Detection of discontinuities<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de


Transceiver delay line (TOFD)<br />

For the inspection of discontinuities according to the TOFD<br />

�����������������������������������������������������������<br />

����� ��������� ��� �� ������������ ������ ���� �� ��������� �����<br />

������ ���� ������� ����� ���� �������� ������� ����� ������� ��� �<br />

�����������������������������������������������������������<br />

����� ��� ������������� ���������� ������ ����� ���� ���� �����<br />

probes of the same frequency, it is simple to assemble such<br />

a TR probe.<br />

Technical data<br />

• Material: acrylic<br />

• ������������������������������� ���<br />

• Angle of incidence: 38°<br />

• ����������������������������������������������<br />

��������� ����� ���<br />

Acoustic impedance samples<br />

��������������������������������������������������������<br />

�����������������������������������������������������������<br />

��� ���������� ��� ��������� ��������� ����������� ����� ��������<br />

���� ������ ���� ���������� ��� ������� ����������� ������������<br />

����������������������������������������������������������<br />

���� ����������� ���� ��� ����� ��� ���������� ���� ����������<br />

��������������������������������������������������������<br />

Technical data<br />

•<br />

•<br />

�����������������������������������������<br />

(height = 20 mm, diameter = 38 mm)<br />

Material combinations: acrylic/PVC, acrylic/brass and<br />

PVC/brass (height = 40 mm, diameter = 38 mm)<br />

Experiments<br />

PHY21 ����������������������������������������<br />

PHY22 ��������������������������������<br />

Rayleigh wave attachment<br />

����� ����� ������������ ��� ��� ��������� ��� ������� ���� �������<br />

�������� ������ ���������� ������� ��� �� ����� ������� ������� ���<br />

aluminium). This can be used to determine the sound<br />

�����������������������������������������������������������<br />

material faults near the surface. The attachment has a<br />

directionally dependent design in order to optimise signal<br />

amplitude and is especially adapted to a 1 MHz probe.<br />

Technical data<br />

• Material: acrylic<br />

• Required excitation frequency (probe): 1 MHz<br />

• Diameter: 32 mm<br />

• Height: 10 mm<br />

Experiments<br />

IND02 ���������������������������������������<br />

Order no. 10237<br />

Experiments<br />

IND07 Crack depth determination (TOFD)<br />

IND08 Detection of discontinuities<br />

Order no. 10208<br />

Order no. 10231<br />

Equipment and materials • Pulse echo method<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de<br />

23


Equipment and materials • Pulse echo method<br />

Hydrophone set<br />

���������������������������������������������������������<br />

examine ultrasonic propagation phenomena and sound<br />

������� ��� ��������� �� ����������� ����� ��� �������� �����<br />

���������������������������������������������������������<br />

a lateral resolution of about 3 mm. To determine the focus<br />

zone of an ultrasonic probe, the set contains a small sample<br />

��������������������������������������������������������<br />

���������������������������������������������������������<br />

�������������� ����������� ��� ��������� ���������������<br />

focus zone of the probe. At the same time, this arrangement<br />

��� ����� ��������� ���� ������������ ���� ������ ��������� ���<br />

���� ������ ��������� ����� ���� ��� ���������� ������ � ������<br />

no.20100). A part of the hydrophone holder is directly<br />

adaptable to the sample holder of the CT scanner (order<br />

no. 60100). This allows also the use of the hydrophone to to<br />

�����������������������������������������������������������<br />

at high resolution.<br />

Technical data (hydrophone)<br />

• Frequency range: 1-5 MHz<br />

• Dimensions: length = 125 mm, width = 24 mm<br />

• �������������������������������� ��<br />

• Cable length: about 1 m<br />

Experiments<br />

PHY10 �����������������������������<br />

PHY19 ������������������������<br />

PHY20 Determination of focus zone<br />

Lamb wave set<br />

This set permits the measurement of the frequency<br />

���������� ������������ ��������� ������������� ��� ����������<br />

������ ��� �� ����� ������ ������ ������ �������� ������ ��������<br />

������ ������������� ����� ������ ��� ��������� �����������<br />

are excited in thin glass plates. To determine the sound<br />

��������� ������ ������ ��� ����� �������������� ������ �����<br />

are decoupled in water and recorded with a hydrophone<br />

(order no. 10250). This measurement setup allows the<br />

�������������� ��� ���� ������ ���� ������ ��������� ��� ���<br />

��������������������������������������������������������<br />

�����������������������������������<br />

Technical data<br />

•<br />

•<br />

24<br />

�������������������������������������������������<br />

attachment with comb structure, thin plate of glass<br />

Special lift table arrangement with probe support<br />

�������������������<br />

Experiments<br />

PHY23 �������������������������������������������<br />

Order no. 10251 (Set)<br />

Spare parts<br />

���������������� 10214<br />

Probe support 10215<br />

Hydrophone 10250<br />

Hydrophone support plate 10252<br />

Hydrophone support 60123<br />

Order no. 10300<br />

Spare parts<br />

Tripod set<br />

10301<br />

10310<br />

Lift table set with probe support 10320<br />

��������������������� 10308<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de


Lamb wave delay lines<br />

���������������������������������������������������������<br />

��� �� ����� ����� ������� ������ ����� ����������� ��� ��������<br />

������������ ����� ������ ��� ��������� ������������ ���� ��<br />

excited. This makes it possible to measure the frequency<br />

���������� ������������ ��������� ������������� ��� ����������<br />

������ ��� �� ����� ������ ������� ��� ���������� ������ ��������<br />

������ ����� ��� ������ �������������� ������ ������ ���<br />

decoupled in water and recorded with a hydrophone (order<br />

no. 10250).<br />

Technical data<br />

•<br />

����������������������������������<br />

acrylic - probe attachment with comb structure,<br />

glass - thin plate<br />

Experiments<br />

PHY23 �������������������������������������������<br />

Lambda plates<br />

������ ������ ���� ���������� ��� ��������� ��������� ��<br />

���� ��������� �������� ���� ���������� ����� ��������<br />

��������������� ��������� ���������� �������� ���� ���������<br />

���������������������������������������������������������<br />

��������������������������������������������������������<br />

������� ���� ��� ���������� ��� ���� ��������� ��� ������������<br />

������������� ������������� ������������ ������� ������ ������<br />

passage through thin layers whose thickness falls within<br />

����������������������������������������������������������<br />

������ ������������ ������ ������� ���� ��� ��������� ����� ����<br />

plate set.<br />

Technical data<br />

• Material: aluminium,<br />

• ��������������� ������������������ ���<br />

• ����������������������������������������������� ����<br />

Experiments<br />

PHY22 ��������������������������������<br />

Transit time pipe<br />

��������������������������������������������������������<br />

measurements using the transit time method. It consists<br />

��� �� �������� ���� ����� ���� ���� ����������� ������� ����<br />

connections for the measurement circulation and holders<br />

for the ultrasonic probes.<br />

Technical data<br />

• Material: acrylic<br />

• Dimensions: 50 mm x 55 mm x 310 mm<br />

• ����������������������������������� ��<br />

• Connectors: 3/8“<br />

Experiments<br />

IND09 ����������������������<br />

Order no. 10308<br />

Order no. 10209<br />

Order no. 10180<br />

Equipment and materials • Pulse echo method<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de<br />

25


Equipment and materials • Pulse echo method<br />

Breast phantom<br />

The breast phantom silicone rubber has two inclusions. These<br />

simulate benign tumours. The position of the tumours can<br />

initially be palpated in order to carry out a targeted ultrasonic<br />

examination. By a hand guided B-scan (compound scan)<br />

����������������������������������������������������������<br />

coupling and local assignment) the tumours can be shown<br />

clearly. Position and size of the tumours can be determined<br />

�����������������������������������������������������������<br />

a practical example in the ultrasound training of physicians.<br />

Technical data<br />

• Material: silicone<br />

• ����������������������������������������� ���������<br />

diameter about 20 mm<br />

Experiments<br />

MED02 Ultrasonic imaging at breast phantom<br />

(mammasonography)<br />

Eye phantom<br />

Biometric measurements with ultrasound are an important<br />

diagnostic method in ophthalmology. The typical biometric<br />

measurements of the length of the axis of the eye are<br />

excellent for demonstrating the basics of ultrasonic pulse<br />

����� �������������� ����� ������ ���� ���� ����������� ������<br />

GAMPT-Scan (order no. 10121) with a 2 MHz probe can<br />

�������� ��������������� ������� ����� ���� ���� ��������� ����<br />

����������������������������������������������������������<br />

The geometrical dimensions of these objects can be<br />

determined by the distances of the echoes. A lesion near<br />

��������������������������������������������������������<br />

be detected.<br />

Technical data<br />

• ���������������������������������������������������������<br />

• Diameter: 80 mm<br />

Heart model<br />

������������������������������������������������������������<br />

mode (time motion mode) is used. This continuously records<br />

�����������������������������������������������������������<br />

�����������������������������������������������������������������<br />

������ �������� ��������� �� �������� ��������� ������ ����<br />

������������������������������������������������������������<br />

and heart walls. The membrane is bent upwards periodically<br />

���������������������������������������������������������������<br />

��������������������������������������������������������������<br />

��������������������������������������������������������<br />

Technical data<br />

• Double container with rubber membrane<br />

• Pressure ball of rubber<br />

Experiments<br />

MED01 Ultrasonic TM-mode (echocardiography)<br />

26<br />

Order no. 10221<br />

Order no. 10222<br />

Experiments<br />

MED04 Biometry at the eye phantom<br />

Order no. 10220<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de


Tripod set<br />

���� ������� ���� ���� ����� ������������ ��������� ���� ���<br />

together for the experiments in this catalogue. It consists of<br />

�������������������������������������������������������� ��<br />

����� �������������� ���������� ������� ���� �������� ���������<br />

���������������������������������������������������������<br />

��������������������������������������������������������<br />

to 80 mm. So all holders can be realised, which are needed<br />

for the experiments.<br />

Technical data<br />

• 1 base plate of steel, powder-coated, 25 cm x 16 cm<br />

• ������������������������������������������� ��<br />

• 2 bossheads of steel, powder-coated, Allen head screws<br />

�������������������������������� ��������������� ��<br />

• Order no. 10310<br />

Experiments<br />

IND03 �����������������<br />

PHY23 �������������������������������������������<br />

PHY24 Thermoacoustic sensor<br />

���������������<br />

���� ����������� ����� ��� ������������� ������ ��� ��������� ����<br />

������������ ����� ������ ������������� ���� ������ �������<br />

permits good coupling of the ultrasonic sensor to the<br />

�����������������������������������������������������������<br />

with a simple laboratory clamp. At a total height of 280 mm,<br />

�� ���������� ������� ��� ��������� ���� ����������� ���� ���<br />

�����������������������������������������������������������<br />

��������������������������<br />

Technical data<br />

• Material: borosilicate glass<br />

• Capacity: 2000 ml (500 ml graduation )<br />

• Height: 280 mm<br />

Diameter: 166 mm<br />

Spare parts<br />

• Order no. 10330<br />

Experiments<br />

IND03 �����������������<br />

Adapter BNC/LEMO<br />

for GAMPT-Scan<br />

The adapter permits the connection of ultrasonic probes<br />

with a BNC plug connection to the LEMO connectors of the<br />

GAMPT-Scan echoscope.<br />

Caution: GAMPT Scan and GAMPT probes are adapted<br />

������������ ��� ���� ��������� ������� ������ ������� ��� ������<br />

��������������� ������� ����� ����� ����� ���� ���������<br />

��������������������������<br />

Equipment and materials • Pulse echo method<br />

Clamp<br />

10304<br />

10305<br />

Bosshead 10303<br />

Order no. 10270<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de<br />

27


Equipment and materials • cw (continuous wave)<br />

cw generator SC500<br />

The cw generator SC500 enables the generation of<br />

����������� ������ ������ ����������� ����� �� ���� ����� ����<br />

������ ����� �� ����� ���������� ������ ��� ��� ��� ����� ���<br />

transmission frequency can be changed digitally in steps of<br />

1 Hz and is shown on a display. The sound power can also be<br />

�������������������������������������������������������������<br />

��������������������������������������������������������<br />

The transmission mode is indicated by a control lamp. An<br />

����������������������������������������������������������<br />

������� ������ ��� �� ����� ������� ���������� ����� �� �������<br />

amplitude of 50 V. The transmission frequency is also<br />

������������������������������������������<br />

To control laser diodes (red/green) in the Debye-Sears<br />

����������� ��� ���� �������� ����������� ��� ��������� ������<br />

�������������������������������������������������������������<br />

������������������������������������������������������������<br />

The cw generator SC500 is designed especially for connection<br />

��������������������������������������������������������<br />

can be generated in a range from 1–13 MHz.<br />

Technical data<br />

•<br />

•<br />

•<br />

•<br />

•<br />

•<br />

•<br />

•<br />

•<br />

•<br />

28<br />

��������������� ���<br />

Frequency resolution: 1 Hz<br />

Signal amplitude: 2-50 V<br />

��������������������������������������������������<br />

switch, status LED<br />

��������������� ���������������������<br />

Sine output: ± 5 V<br />

�������������������������������������������������������<br />

status LED<br />

����������������������������������������������<br />

Dimensions: 255 mm x 170 mm x 255 mm<br />

����������������������� �������� ��<br />

Experiments<br />

PHY11 �����������������<br />

PHY12 ����������������������������<br />

PHY17 ��������������������������������������������<br />

PHY18 ����������������������������������������������<br />

PHY19 ������������������������<br />

PHY24 Thermoacoustic sensor<br />

IND04 Concentration measurement with resonance cell<br />

Order no. 20100<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de


Debye-Sears set<br />

���� ����������� ��� ��������� ������ ���� ���� �����������<br />

������������������������������������������������������������<br />

���������������������������������������������������������<br />

that can be used for the precision adjustment of the<br />

�����������������������������������������������������������<br />

����� �� ������ �������� ��������� ����������� ��� ���� ������ ����<br />

with a lens holder that enables an exact positioning of<br />

���� ������ ����� ��� ���� ������ ����� ���� ���� ���������� ��� �<br />

����������������������������������������������������������<br />

projection).<br />

Technical data<br />

•<br />

•<br />

•<br />

•<br />

�����������������������������������������������<br />

lens holder, 105 mm x 125 mm x 100 mm<br />

Probe adjustment: POM, three-point adjustment,<br />

105 mm x 125 mm x 50 mm<br />

Ultrasonic probe: 1-13 MHz, metal housing,<br />

��������������<br />

���������������������� ��<br />

Experiments<br />

PHY11 �����������������<br />

PHY12 ����������������������������<br />

PHY17 ��������������������������������������������<br />

PHY18 ����������������������������������������������<br />

IND04 Concentration measurement with resonance cell<br />

Multifrequency probe<br />

This ultrasonic probe is designed especially for the use<br />

with the multifrequency cw generator. It is characterised<br />

��� ����� ����� ������ ����������� ����������� ��� �� ���������<br />

������������������������������������������������������������<br />

�������������������������������������������������������<br />

range can be done with only one ultrasonic probe. Like all<br />

GAMPT probes it has a robust metal housing. The sound<br />

emission surface is cast and waterproof.<br />

Technical data<br />

• Frequency: 1-13 MHz<br />

• Dimensions: 65 mmx27mm<br />

• Cable length: about 1 m<br />

Experiments<br />

PHY11 �����������������<br />

PHY12 ����������������������������<br />

PHY17 ��������������������������������������������<br />

PHY18 ����������������������������������������������<br />

PHY19 ������������������������<br />

PHY24 Thermoacoustic sensor<br />

IND04 Concentration measurement with resonance cell<br />

Order no. 20200 (Set)<br />

Spare parts<br />

Order no. <strong>2013</strong>8<br />

Equipment and materials • cw (continuous wave)<br />

Multifrequency probe <strong>2013</strong>8<br />

Laser module (red) 20210<br />

AOM probe adjustment 20224<br />

�������������������� 20225<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de<br />

29


Equipment and materials • cw (continuous wave)<br />

Laser module (red)<br />

��������������������������������������������������� ������<br />

a special housing for easy positioning in the laser support<br />

����������������������������������������������������������<br />

��� ���� ��� ���������� ���� ��� ���������� ���� ����� ���������<br />

����������������������������������������������<br />

Technical data<br />

• ��������������� ��<br />

• Power: < 5 mW<br />

• Dimensions: length = 90 mm, diameter = 17 mm<br />

• ����������� ����<br />

• Current consumption: max. 30 mA<br />

• Laser class: 3R (EN 60825-1)<br />

Experiments<br />

PHY11 �����������������<br />

PHY12 ����������������������������<br />

PHY17 ��������������������������������������������<br />

PHY18 ����������������������������������������������<br />

IND04 Concentration measurement with resonance cell<br />

Laser module (green)<br />

����������������������������������������������������������<br />

a special housing for easy positioning in the laser support of<br />

������������������������������������������������������������<br />

������������������������������������������������������������<br />

����������������������������������������������������<br />

Technical data<br />

• ���������������� ��<br />

• Power: < 5 mW<br />

• Dimensions: length = 90 mm, diameter = 17 mm<br />

• ����������� ����<br />

• Current consumption: max. 250 mA<br />

• Laser class: 3R (EN 60825-1)<br />

Experiments<br />

PHY11 �����������������<br />

PHY12 ����������������������������<br />

Adapter BNC/LEMO for SC500<br />

The adapter permits the connection of ultrasonic probes<br />

with a BNC plug connection to the LEMO sockets of the cw<br />

generator SC500.<br />

Caution: ������ ���� ������ ������� ���� ��������� ���� ���<br />

�����������������������������������������������������������<br />

�������������������������������������������������������<br />

30<br />

Order no. 20210<br />

Order no. 20211<br />

Order no. 20280<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de


AOM sample reservoir<br />

������������������������������������������������������������<br />

easy to clean and has with the plane base and walls optimal<br />

����������������������������������������������������������<br />

������������������������������������������������������������<br />

an orthogonal direction to the walls, so only the ultrasonic<br />

probe has to be adjusted. Additionally inside the laser<br />

support is a slot to input a lens holder. The lens is used to<br />

��������� �� ���������� ������ ������ ���� ���� ������������ ���<br />

�������������������������������������������������������������<br />

trays is recommended so that measurements can be carried<br />

out in rapid succession simply by replacing the sample<br />

���������������������������������������������������������<br />

costly probe adjustment (order no. 20224) just has to be<br />

purchased once.<br />

Technical data<br />

• Material: glass (wall thickness 4 mm)<br />

• Dimensions: 120 mm x 110 mm x 140 mm<br />

Experiments<br />

PHY11 �����������������<br />

PHY12 ����������������������������<br />

Cover for AOM sample reservoir<br />

��� ����� ����� ���� ������� ���������� ��� ������ ����� �����<br />

��������������������������������������������������������<br />

������������������������������������������������������������<br />

Technical data<br />

• Material: POM<br />

• Dimensions: 120 mm x 25 mm x 105 mm<br />

Experiments<br />

PHY11 �����������������<br />

Projection lens<br />

���� �������������� �������� ����� ��� ������� ��� ���� ����<br />

����� �������� ���� ������ ������� ���� ���� ����������� ����<br />

�����������������������������������������������������������<br />

�����������������������������������������������������������<br />

to a rectangular glass holder that can be inserted into<br />

the corresponding slot in the laser holder at the sample<br />

�������������������������������������������������������������<br />

����������������������������������������������������������<br />

experiments.<br />

Technical data<br />

• Dimensions of glass holder: 25 mm x 75 mm<br />

• Lens diameter: 16 mm<br />

• Focal distance of lens: 100 mm<br />

Experiments<br />

PHY12 ����������������������������<br />

Order no. 20225<br />

Order no. 20223<br />

Equipment and materials • cw (continuous wave)<br />

PHY17 ��������������������������������������������<br />

PHY18 ����������������������������������������������<br />

IND04 Concentration measurement with resonance cell<br />

Order no. 20230<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de<br />

31


Equipment and materials • cw (continuous wave)<br />

AOM probe adjustment<br />

������������������������������������������������������������<br />

consists of a probe holder for the recording of the multi<br />

��������������������������������������������������������<br />

����� �� ������� ���� �������� �������� ������ ������� ���� ��<br />

adjusted with three screws so that the probe and the sound<br />

����������������������������������������������������������<br />

���������������������������������������������������������<br />

�����������������������������������������������������������<br />

���������������������������������������������������������<br />

pattern and sharp images of the central projection.<br />

Technical data<br />

• Material: POM<br />

• Dimensions: 120 mm x 50 mm x 105 mm<br />

• Three-point adjustment with probe support<br />

Experiments<br />

PHY11 �����������������<br />

PHY12 ����������������������������<br />

PHY17 ��������������������������������������������<br />

PHY18 ����������������������������������������������<br />

IND04 Concentration measurement with resonance cell<br />

Acoustic absorber<br />

The acoustic absorber consists of a special silicone material<br />

����� ��� �������� ��� ���������� ����������� ������ ������<br />

���������������������������������������������������������<br />

��������������������������������������������������������<br />

sensor. The acoustic impedance of the silicone material is<br />

������������������������������������������������������������<br />

the surface of the absorber. The sound energy absorbed is<br />

������������������������������������������������������������<br />

of the material. (The colour of the supplied acoustic absorber<br />

�������������������������������������������������<br />

Technical data<br />

• Material: silicone<br />

Dimensions: 90 mm x 110 mm x 19 mm<br />

Experiments<br />

PHY12 ����������������������������<br />

PHY18 ����������������������������������������������<br />

PHY24 Thermoacoustic sensor<br />

32<br />

Order no. 20224<br />

• Order no. 20227<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de


Beam splitter<br />

A semitransparent mirror is used as a beam splitter for laser<br />

��������������������������������������������������<br />

Technical data<br />

• Dimensions of the mirror: 38 mm x 25 mm<br />

• Dimensions of the support: 90 mm x 60 mm x 80 mm<br />

Experiments<br />

PHY17 ��������������������������������������������<br />

PHY18 ����������������������������������������������<br />

�������������������<br />

���� ��������� ��� ��������� ��� �� �������� ����� �����������<br />

����������������������������������������������������������<br />

in order to adjust the laser beam precisely to the target<br />

���������������������������������������������<br />

Technical data<br />

• ������������������������������ ������� ��<br />

• Dimensions of the support: 120 mm x 60 mm x 80 mm<br />

Experiments<br />

PHY17 ��������������������������������������������<br />

PHY18 ����������������������������������������������<br />

IND04 Concentration measurement with resonance cell<br />

Photodiode receiver<br />

���� ����������� ��������� ���� ����������� ��������� ����<br />

���� ������������� ���������� ��� ���� ���������� ��� ���� �����<br />

�����������������������������������������������������������<br />

be measured and the modulations that occur (AOM) are<br />

���������������������������������������������������������<br />

supplied completely with power supply and BNC connector<br />

cable.<br />

Technical data<br />

• ���������������������������������������������������������<br />

400-1100 nm<br />

• ������������������������������ ��<br />

• ����������������������� ���<br />

• Power supply: 12 V, 500 mW<br />

• ��������������������������� ������������<br />

• Dimensions: 120 mm x 60 mm x 80 mm<br />

Experiments<br />

PHY17 ��������������������������������������������<br />

PHY18 ����������������������������������������������<br />

IND04 Concentration measurement with resonance cell<br />

Order no. 20301<br />

Order no. 20302<br />

Order no. 20303<br />

Equipment and materials • cw (continuous wave)<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de<br />

33


Equipment and materials • cw (continuous wave)<br />

Thermoacoustic sensor<br />

���� ��������������� ������� ��� �� ����� �������� �������������<br />

measurement method for the determination of the local<br />

����������������������������������������������������������<br />

���� ������ ��� ����������� ��� ������ ������� ����� ����� ������<br />

������������������������������������������������������������<br />

��������������������������������������������������������������<br />

���������������������������������������������������������<br />

�����������������������������������������������������������<br />

or with the PC through a USB interface. To compensate for<br />

���� �������� ������������� ���� ������������ ��������<br />

has a zero point calibration. The set includes a connection<br />

�����������������������������������������������������������<br />

�������������������������������������������������������������<br />

local resolution, so that the intensity distribution of sound<br />

����������������������<br />

Technical data<br />

Sensor:<br />

• ���������������������� ����<br />

• ��������������������� ��� ���<br />

• ��������������������� ��� ��<br />

• ������������������������������������� ����������<br />

��� ��<br />

�������������������<br />

• Signal output: ± 10 V DC<br />

• Zero point calibration (temperature compensation)<br />

• Dimensions: 80 mm x 107 mm x 140 mm<br />

• ����������������������� �<br />

Experiments<br />

PHY24 Thermoacoustic sensor<br />

Measuring reservoir<br />

������������������������������������������������������������<br />

����������� �� �������� ��� ��������� ��� ���� ������ ����� ��� ���<br />

�������������������������������������������������������������<br />

�������������������������������������������������������������<br />

to hold an ultrasonic acoustic absorber of silicone (order<br />

no. 20227).<br />

Technical data<br />

• Material: acrylic<br />

• Dimensions: about 310 mm x 112 mm x 116 mm<br />

Experiments<br />

PHY24 Thermoacoustic sensor<br />

34<br />

Order no. 20400<br />

Spare parts<br />

Thermoacoustic probe 20410<br />

������������������ 20420<br />

�������������������� 20421<br />

Order no. 20430<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de


Stirrer for SC500<br />

We recommend the use of a stirrer for measurements with the<br />

thermoacoustic probe or the concentration measurements<br />

with the resonance cell. In case of the thermoacoustic sensor,<br />

���� �������� ��������� ���� ���������� ��� ������ �����������<br />

�������������������������������������������������������<br />

������������������������������������������������������������<br />

be plugged directly into the laser probe socket of the SC500<br />

and the speed can be controlled by the controller for the<br />

�����������������������������������������������������������<br />

stirrer.<br />

Technical data<br />

• Propeller stirrer of plastic<br />

• Speed: 0-120 rpm<br />

• Connection: plug connector for connection to laser plug<br />

socket of the SC500<br />

Experiments<br />

PHY24 Thermoacoustic sensor<br />

Adapter LEMO/BNC<br />

for hydrophone<br />

The adapter allows the connection of the GAMPT hydrophone<br />

with LEMO plug connection to the BNC connectors of an<br />

oscilloscope.<br />

Order no. 20450<br />

Order no. 20290<br />

Equipment and materials • cw (continuous wave)<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de<br />

35


Equipment and materials • Doppler<br />

Ultrasonic pulse Doppler FlowDop<br />

The pulse Doppler unit generates transmission pulses<br />

with an adjustable frequency of 1, 2 or 4 MHz transmitted<br />

����������������������������������������������������������<br />

������ ���� ��������� ��� ���������� ��� ������� ���������� ��<br />

�����������������������������������������������������������<br />

���� ��������� ��� ���������� ����������� ������ ���� ����������<br />

���� ���������� ��� ���� �������� ���� ��������� ������� ��� ����<br />

�����������������������������������������������������������<br />

is a measure of the amplitude of the registered signal and<br />

������������������������������������������������������������<br />

particles. The measured signal can be adapted to the<br />

�������������������������������������������������������<br />

transmission power and measurement depth. The measured<br />

���������������������������������������������������������<br />

on the computer using a USB interface.<br />

Technical data<br />

• Frequency: 1, 2 and 4 MHz<br />

• Gain: 10-40 dB<br />

• �����������������������������������������������������<br />

• Interface to PC: USB<br />

• Dimensions: 255 mm x 170 mm x 315 mm<br />

• ����������������������� ����� ����� ��<br />

Software<br />

Using the FlowView software included, data measured by<br />

��������������������������������������������������������<br />

connected using a USB interface. During measurement, the<br />

������������������������������������������������������������<br />

is carried out by a transformation into the frequency space<br />

using the Fourier transformation. The spectrum is used<br />

��� ���������� ���� �������� ���� �������� ���������� ������<br />

��������������������������������������������������������<br />

����������������������������������������������������������<br />

�������������������������������������������������������������<br />

also displayed.<br />

����������� ����������� ���������� ���� ���� �������� ��� ���<br />

����������������������������������������������������������<br />

36<br />

�������������������������������������������������������������<br />

�����������������������������������������������������������<br />

it is possible to obtain information from neighbouring areas<br />

��� ���� ����� �������������� ���� ����� ��������� ������� ��� ����<br />

������������������������������������������������������������<br />

����������������������������������<br />

Experiments<br />

PHY13 ������������������������<br />

PHY15 Fluid mechanics<br />

IND05 �����������������������<br />

MED03 Basics of Doppler sonography<br />

MED05 Vascular ultrasound (angiology)<br />

MED06 Peripheral Doppler blood pressure measurement<br />

Order no. 50100<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de


Doppler prism<br />

���� �������� ������ ������� ��� �� ����������� �������� ���<br />

����������� ������ ���� ���� ���� ����� ��� ������ ���� ���������<br />

�������� ��� ��� ��� ���������� ������� ���� ��������� ��� ���� ���<br />

pipe or the hose. The plane surfaces guarantee a good<br />

coupling to the ultrasonic probe. The extent of frequency<br />

shift depends primarily on the angle between the irradiating<br />

����������� ����� ���� ���� ���������� ��� ����� ���� �������<br />

����������������������������������������������������������<br />

demonstrate the dependence of the frequency shift on the<br />

Doppler angle.<br />

Technical data<br />

• Material: acrylic<br />

• Adapter for tubes/pipes: 1/2“, 3/8“ or 1/4“<br />

• Angle of incidence: 15°, 30°, 60°<br />

• Delay line: 30 mm<br />

Experiments<br />

PHY13 ������������������������<br />

PHY15 Fluid mechanics<br />

IND05 �����������������������<br />

Flow measuring set<br />

����������������������������������������������������������<br />

���� ������ ����� ������ ��������� ������ ����������� ���<br />

connectors are designed for 3/8“ tubes. Using the Doppler<br />

����������������������������������������������������������<br />

����������������������������������������������������������<br />

combined with the standpipes for pressure measurement<br />

(order no. 50150) and the centrifugal pump (order no.<br />

50130). With that a lot of interesting experiments can be<br />

������������ ��������� ��� ���� ����������� ����������������<br />

����������������������������������������������������������<br />

���� ����� ����������� ������� ��� ���������� �� ���� �������<br />

(including luer lock connectors).<br />

Technical data<br />

• Material: acrylic<br />

• Pipe length: 300 mm<br />

• ������������������������� ������� ������ ��<br />

• Connections: 3/8“<br />

Experiments<br />

PHY13 ������������������������<br />

PHY15 Fluid mechanics<br />

IND05 �����������������������<br />

Order no. 50111 (1/2“)<br />

Order no. 50112 (3/8“)<br />

Order no. 50113 (1/4“)<br />

Order no. 50201 (Set)<br />

Spare parts<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de<br />

Equipment and materials • Doppler<br />

Doppler prisms 50111, 50112, 50113<br />

Tubes 50121<br />

Tube connectors 50122<br />

Flow pipes 50151, 50152, 50153<br />

37


Equipment and materials • Doppler<br />

Standpipes<br />

�������������������������������������������������������������<br />

equation it is necessary to measure the pressure conditions<br />

�����������������������������������������������������������<br />

pressure measurement with standpipes. The pressure drop<br />

������ �� ����� ���� ����� ��� ����� ������� ���������� ����� ���<br />

�������� ������ ��� ���� ����� ��������� ���� ��������� ������ ���<br />

four standpipes, which can be connected by means of the<br />

����������������������������������������������������������<br />

��������� ����������� ���� ��� ���������� ��� ���� ���������<br />

������� ��� ���� ���� �������� ������� ���� �������� ���� ������ ��<br />

���������������������������������������������������������<br />

appropriate pressures has to be done by the students.<br />

Technical data<br />

• Material: glass<br />

• Length of standpipes: 1000 mm<br />

• Length of tubes: 800 mm<br />

• Connections: luer lock, male<br />

• Tripod<br />

Experiments<br />

PHY15 Fluid mechanics<br />

Centrifugal pump MultiFlow<br />

���� ������������ ����� ��������� ���� ������������� ���<br />

���������������������������������������������������������<br />

�����������������������������������������������������������<br />

��������������������������������������������� ����������<br />

���������������������������������������������������������<br />

can be calibrated using a potentiometer.<br />

To simulate heart function for the experiments on Doppler<br />

������������ ������������������������������������������<br />

������ ������� ���� ����� ���������� ���������� ����� ����<br />

��������� ������� ���� �������� ������� ���� ������ ��������<br />

��������������������������������������������������������<br />

Technical data<br />

• Connections: 3/8“<br />

• Pump power: max. 10 l/min, adjustable<br />

• Display: LCD<br />

• ����������������������� �������� ��<br />

Experiments<br />

PHY13 ������������������������<br />

PHY15 Fluid mechanics<br />

IND05 �����������������������<br />

IND09 ����������������������<br />

MED03 Basics of Doppler sonography<br />

MED05 Vascular ultrasound (angiology)<br />

MED06 Peripheral Doppler blood pressure measurement<br />

38<br />

Order no. 50150<br />

Order no. 50130<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de


Double reservoir<br />

���� ������� ���������� �������� ����������� ������������ ����<br />

������������������������������������������������������<br />

��� ��� ������������� ���� �������� ���� ������������ ��� ���<br />

measurement using the Doppler method (IND05) or transit<br />

����� ������� ��������� ���� ������� ���������� ��������� ���<br />

���� ��������� �������� ���������� ��� �� ����� ����� �� ��������<br />

������� ������ ���� ������ ���������� ���� ������� ���������<br />

can be connected through connections on its sides to the<br />

centrifugal pump (order no. 50130) and the corresponding<br />

measurement segments (order nos. 50152 and 10180).<br />

Technical data<br />

• Material: acrylic<br />

• Dimensions: 470 mm x 500 mm x 200 mm<br />

• Volume per column: about 3.4 l<br />

Experiments<br />

IND05 �����������������������<br />

IND09 ����������������������<br />

Flexible tubes set<br />

The acoustical properties are important for the choice<br />

��� ���� ��������� ������� ���� ��������� ���� ������������ ����<br />

���������������������������������������������������������<br />

�������������������������������������������������������<br />

�������������� ������ ������� ������ ���� ����� ��� ���������<br />

The tubes are easy to replace and there is no risk of fraction<br />

and injury.<br />

Technical data<br />

• Tube diameter: 3/8“<br />

• Total tube length: about 2.5 m<br />

• ������������������������<br />

Experiments<br />

PHY13 ������������������������<br />

������������<br />

For the measurement of ultrasonic Doppler signals<br />

����������������������������������������������������������<br />

match in size and acoustic impedance to the used ultrasound<br />

����������������������������������������������������������<br />

�������������������������������������������������������������<br />

���������������������������������������������������������<br />

�����������������������������������<br />

Technical data<br />

• ��������������������������������� �<br />

Ultrasonic scattering: 1-6 MHz<br />

Experiments<br />

PHY13 ������������������������<br />

PHY15 Fluid mechanics<br />

MED03 Basics of Doppler sonography<br />

Order no. 50170<br />

Spare parts<br />

Order no. 50120<br />

• Order no. 50140<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de<br />

Equipment and materials • Doppler<br />

Tubes 50171<br />

MED05 Vascular ultrasound (angiology)<br />

MED06 Peripheral Doppler blood pressure measurement<br />

39


Equipment and materials • Doppler<br />

Arm phantom<br />

This realistic model of a human arm permits an introduction<br />

to the methods of ultrasonic Doppler diagnostics. These<br />

�������� �������� �� ����� ������ ��� ���������� ������ ���<br />

Doppler- sonography and their results. By using the<br />

arm phantom, it is possible to show basic principles and<br />

���������������������������������������������������������<br />

��������� �������� �������� ���� ���� ���������� ��������� ����<br />

the centrifugal pump ��������� (order no. 50130) a high<br />

number of experiments on the arm can be realized. In the<br />

experiments the students can measure the typical spectra<br />

��� ����������� ���� ������� ������ ����� ����� ���� ��������<br />

�������������� �������������������������������������������<br />

index are calculable. Additional measurements are the<br />

��������������������������������������������������������<br />

�� ���� �������� ��� ���� ����� ��� ���� ���������� ���� ���������<br />

���������������������������������������������������������<br />

����������������������������������������������������������<br />

���������������������������������������������������������<br />

���������������������������� ����<br />

������������������<br />

For experiments with the arm phantom (order no. 50160) for<br />

blood pressure measurement using the ultrasonic Doppler<br />

������� ��������� �� �������� ������ ��������� ���� �������<br />

to the arm phantom is required. The product shown in the<br />

������ ��� ���� ������ ��� ����� ��� �������� �������������� ��<br />

shape and colour.<br />

Technical data<br />

• Pressure range: 0-300 mmHg<br />

Experiments<br />

MED06 Peripheral Doppler blood pressure measurement<br />

40<br />

Technical data<br />

• Skin and tubes made of silicone<br />

Experiments<br />

MED03 Basics of Doppler sonography<br />

MED05 Vascular ultrasound (angiology)<br />

MED06 Peripheral Doppler blood pressure measurement<br />

Spare parts<br />

����������������� ��� 50161<br />

Order no. 50160 (Set)<br />

Order no. 50300<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de


Ultrasonic Doppler probe<br />

The ultrasonic Doppler probe with a frequency of 2MHz<br />

���� ������������ ���������� ���� ������������� ��� ���<br />

arm phantom (order no. 50160) The pin form and small<br />

������ ����� ������� ����� ��������� ���� �������� ���������<br />

local resolution. The delay line, with an angle of 30°, is<br />

���������������������������������������������������������<br />

���������� ������� ������������� ������������� ���� ���<br />

��������������������������������������������������<br />

Technical data<br />

• Frequency: 2 MHz<br />

• Dimensions: length = 200 mm, diameter = 15 mm<br />

• Cable length: about 1 m<br />

• Special connection for ultrasonic pulse Doppler FlowDop<br />

Experiments<br />

MED03 Basics of Doppler sonography<br />

MED05 Vascular ultrasound (angiology)<br />

MED06 Peripheral Doppler blood pressure measurement<br />

Order no. 50135<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de<br />

Equipment and materials • Doppler<br />

41


Equipment and materials • Scanning<br />

CT scanner<br />

The computerised tomography (CT) is an important<br />

����������������������������������������������������������<br />

diagnostics but also for testing materials. Thereby the<br />

principle of the generation of tomographic images is<br />

independent of the measuring method. In addition to<br />

the known methods of magnetic resonance tomography<br />

���� ���� ������ ������������ ������ ��������� ������� ���<br />

also be recorded by tomography, e.g. positron emission<br />

tomography (PET) or ultrasonic tomography. The CT scanner<br />

realises the rotation and the linear shift of a sample piece<br />

for the tomography. In connection with the CT control unit<br />

���� ���� ����������� ������ GAMPT-Scan one can built a<br />

��������� ���������������� ������������������������������<br />

has a sample table to hold suitable test objects. The sample<br />

table is turned with exact angle positioning using a stepper<br />

motor. A second stepper motor can realise a linear shift with<br />

a local resolution < 10 µm. The sample table is submerged<br />

������������������������������������������������������������<br />

be adjusted, so that the examination area of the sample<br />

�����������������������������������������������������<br />

the sample back and forth between the ultrasonic probes<br />

coupled to the sample container in accordance with the CT<br />

algorithm.<br />

����������������������������������������������������������<br />

possibilities when used for cross-section imaging. The<br />

sample table is used as a probe holder for a GAMPT ultrasonic<br />

probe (1, 2 or 4 MHz). The test object, e.g. the test block<br />

��� ������� ��������� ��� ������� ��� ���� ������� ���������� ���<br />

scanned with the scanner controller. The scanner can be<br />

���������������������������������������������������������<br />

The recorded B scans are free of motion artifacts and an<br />

������ ������ ����������� ��� ���������� ���� ������� ����� ����<br />

quality, since the scan can be performed with a high line<br />

density (see also: CT control unit).<br />

42<br />

Order no. 60100<br />

Spare parts<br />

CT sample holder 60124<br />

Technical data<br />

• �������������������������� ���������������� �� ���<br />

max. rate of linear motion 18 cm/min<br />

• �����������������������������������������<br />

max. rotating speed 1 rpm<br />

• Dimensions: 210 mm x 353 mm x 520 mm<br />

• Maintenance sliding bearing<br />

Experiments<br />

PHY09 Ultrasonic computer tomography (CT)<br />

PHY10 �����������������������������<br />

PHY16 Mechanical scan methods<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de


CT control unit<br />

The CT control unit for the CT scanner is connected to the<br />

��� ���� ��� ���� ����������� ��������� ����� ���� ����������<br />

������ GAMPT-Scan� ���� ���� ������ ��������� ��� ���������<br />

��������� �������������� ������� �������� ��� ����������� �<br />

microcontroller can be used to control two stepper motors<br />

(linear axis, rotary axis). The PC and controller electronics<br />

are used to adjust the rate of linear motion or the rotating<br />

speed and control the positioning of the carriage. The motors<br />

can also be controlled directly by hand on the controller<br />

using rotary switches for direction of linear motion or<br />

rotation (LINEAR, ROTATION) and for rate of linear motion<br />

and/or rotating speed (SPEED).<br />

Technical data<br />

• Output: 2 x stepper motor control, bipolar 5 V, max. 2 A<br />

• Interface: USB<br />

• Dimensions: 155 mm x 170 mm x 315 mm<br />

• ����������������������� �������� ��<br />

• Power consumption: max. 50 VA<br />

Software<br />

Using the measurement and control software AScan, both<br />

the readout and processing of measured data from the<br />

����������� ������ GAMPT-Scan (order no. 10121) as well<br />

as CT control (order no. 60110) can be managed from the<br />

computer. Thus both mechanically scanned B-scans as well<br />

as ultrasonic tomography images can be generated. The CT<br />

algorithm is integrated as module in the AScan software.<br />

�������������������������������������������������������<br />

images, the current A-scan, the settings for TGC (time gain<br />

control) and the amplitude of the currently ongoing linear<br />

scan are shown graphically. The current scanner position<br />

is also displayed in millimetres and the current angle of<br />

rotation in degrees. The CT image (attenuation and time-of-<br />

Order no. 60110<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de<br />

Equipment and materials • Scanning<br />

������������������������������������������������������������<br />

step by step to show in detail how the tomogram originates.<br />

The CT or B-scans can be exported and printed. Depending<br />

on time and sample, the number of rotary positions and<br />

the step size can be determined as well as the length of the<br />

scan.<br />

Experiments<br />

PHY09 Ultrasonic computer tomography (CT)<br />

PHY10 �����������������������������<br />

PHY16 Mechanical scan methods<br />

43


Equipment and materials • Scanning<br />

CT reservoir<br />

���� ������� ���������� ��� ����� ��� ����� ����������� �������<br />

���������� �� ����� ��������� ��� ���� ������� ��� ���� ���������<br />

wall is guaranteed. For plexiglass (acrylic), the acoustic<br />

����������������������������������������������������������<br />

������������������������������������������������������������<br />

multiple probe holders with which the ultrasonic probes<br />

������������������������������������������<br />

Technical data<br />

• Dimensions: 430 mm x 150 x 150 mm<br />

• Material: acrylic | wall thickness: 4 mm<br />

Experiments<br />

PHY09 Ultrasonic computer tomography (CT)<br />

PHY10 �����������������������������<br />

PHY16 Mechanical scan methods<br />

CT sample<br />

�������������������������������������������������������<br />

���������� ���� ����������� ���� ���� ��������� ��� ������� ���<br />

sample for the tomography is a black synthetic cylinder<br />

�������������������������������������������������������<br />

sample is fastened to the turntable of the scanner using a<br />

magnetic holder.<br />

Technical data<br />

• Diameter: 60 mm<br />

• Height: 70 mm<br />

Experiments<br />

PHY09 Ultrasonic computer tomography (CT)<br />

Hydrophone support<br />

The hydrophone holder helps to adapt the hydrophone<br />

to the CT sample holder (order no. 60124). So that the<br />

hydrophone can be easily used with the CT scanner for<br />

��������������������������������������������������������<br />

hydrophone set to adapt the hydrophone to the hydrophone<br />

plate.)<br />

Technical data<br />

• Diameter: 25 mm<br />

• Height: 25 mm<br />

Experiments<br />

PHY10 �����������������������������<br />

PHY19 ������������������������<br />

PHY20 Determination of focus zone<br />

44<br />

Order no. 60120<br />

Order no. 60121<br />

Order no. 60123<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de


Ultrasonic gel<br />

For the coupling of ultrasonic probes to the test object a<br />

��������� ������� ����� ��� ������ ���� ����� �������� ����� ���<br />

��������������������������������������������������������������<br />

of ultrasonic gel from medical diagnostics is recommended,<br />

�����������������������������������������������������������<br />

any oily components (there is no danger of contamination).<br />

The ultrasonic gel is non-poisonous, water-soluble and<br />

skin-friendly.<br />

Technical data<br />

• Sound transfer in a wide range of frequency<br />

• Soluble in water<br />

• Hypoallergenic<br />

• Content of the dispenser bottle: 250 ml<br />

Order no. 70200<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de<br />

Equipment and materials<br />

45


GAMPT · Experiments<br />

Ultrasound in laboratory course<br />

46<br />

Nowadays ultrasound has a wide range of applications. The use of ultrasound<br />

can be found everywhere, from the household and medicine to many industrial<br />

������� ����� ��������� ��� ���� ���� ��� ����������� ���� ������������ �����������<br />

cleaning devices, distance measuring devices, inner organs and foetus<br />

������������ ��������� ��� ������ ����� ������������ ����������� ��������� ���� ������<br />

sensors, ultrasonic welding, echo-sounder and non-destructive testing (NDT).<br />

A basic knowledge of generation, propagation and interaction of ultrasound, the<br />

design principals of ultrasound devices as well as special measuring methods is<br />

�������������������������������������������������������������������������������<br />

�����������������������������������������������������������������������������<br />

sections.<br />

PHY: The section physics includes the basics of generation, propagation<br />

and interaction of ultrasound and the methodology of ultrasonic methods.<br />

IND: The section industry includes suggested experiments for some<br />

selected industrial applications of ultrasound and the topic of non-destructive<br />

testing.<br />

MED: The section medicine includes examples for experiments about<br />

medical topics.<br />

The experimental descriptions give an overview of the tasks and learning goals<br />

of the individual experiments. This is followed by a brief theoretical introduction<br />

to the basic principles or related topics to be covered, as well as a representation<br />

of example experimental results. The equipment list includes all devices,<br />

accessories and consumables needed, by order number.<br />

Supplemental and additional experiments are also suggested. All presented<br />

experiments are examples that can be combined and/or extended as needed.<br />

Both short basic experiments and complex topics can thus be covered (by<br />

combination). The experimental descriptions are provided with pictograms as a<br />

basic orientation guide, which:<br />

� ������������������������������������������������������<br />

a short, medium or long experimental duration.<br />

The experiments are continually being reworked and enhanced. For more<br />

information, please visit our web page at www.<strong>gampt</strong>.de.<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de


Experiments<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de<br />

GAMPT · Experiments<br />

Physics 48-70<br />

PHY01 Basics of pulse echo method (A-Scan) . ................................. 48<br />

PHY02 Sound velocity in solids . ........................................... 49<br />

PHY03 Acoustic attenuation in solids . ....................................... 50<br />

PHY04 Acoustic attenuation in liquids . ...................................... 51<br />

PHY05 Spectral investigations . ............................................ 52<br />

PHY06 Frequency dependence of resolution power . ........................... 53<br />

PHY07 Shear waves in solids . .............................................. 54<br />

PHY08 Ultrasonic B-Scan . ................................................ 55<br />

PHY09 Ultrasonic computer tomography (CT) . ................................ 56<br />

������ ����������������������������� ........................................ 57<br />

������ ����������������� ................................................. 58<br />

PHY12 Projection of standing waves . ....................................... 59<br />

������ ������������������������ ........................................... 60<br />

PHY15 Fluid mechanics . ................................................. 61<br />

PHY16 Mechanical scan methods . .......................................... 62<br />

PHY17 Acousto-optical modulation at standing waves . ......................... 63<br />

PHY18 Acousto-optical modulation at travelling waves . ........................ 64<br />

PHY19 Phase and group velocity . .......................................... 65<br />

PHY20 Determination of focus zone . ....................................... 66<br />

������ ���������������������������������������� ............................. 67<br />

������ �������������������������������� ..................................... 68<br />

PHY23 Dispersion of ultrasonic waves (Lamb waves) . ........................... 69<br />

PHY24 Thermoacoustic sensor . ............................................ 70<br />

Industry 71-79<br />

IND01 Non-Destructive Testing (NDT) . ...................................... 71<br />

IND02 Detection of cracks with Rayleigh waves. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72<br />

IND03 Level measurement . .............................................. 73<br />

IND04 Concentration measurement with resonance cell . ....................... 74<br />

������ ����������������������� ......................................... 75<br />

IND06 Angle beam testing . ............................................... 76<br />

IND07 Crack depth determination (TOFD) . ................................... 77<br />

IND08 Detection of discontinuities . ........................................ 78<br />

������ ���������������������� ............................................. 79<br />

Medicine 80-85<br />

MED01 Ultrasonic TM-mode (echocardiography) . .............................. 80<br />

MED02 Ultrasonic imaging at breast phantom (mammasonography) . .............. 81<br />

MED03 Basics of Doppler sonography . ....................................... 82<br />

MED04 Biometry at the eye phantom . ....................................... 83<br />

MED05 Vascular ultrasound (angiology) . .................................... 84<br />

MED06 Peripheral Doppler blood pressure measurement . ...................... 85<br />

47


Experiments · Physics<br />

PHY01<br />

������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������<br />

test object are carried out. The echo signals shown in the recorded A-scans are examined and analysed.<br />

Related topics<br />

������������ ��� ����������� ������� ����� ��� ������ ��� �������<br />

velocity of sound, characteristic acoustic impedance,<br />

���������� ���� ������������� ��� ������������ ������ �����<br />

method, ultrasonic A-scan<br />

The pulse echo method is the basic technique underlying<br />

numerous imaging methods for non-invasive medical<br />

diagnostics and non-destructive testing (NDT). In this<br />

method, electrical pulses are converted by an ultrasonic<br />

probe into mechanical oscillations. These are coupled into<br />

the object to be examined and travel across it as sound<br />

������� ������ ��������� ����� ���������������� ������� ���<br />

the probe and are converted back into an electric signal.<br />

The recording of the amplitude of this signal over time<br />

(amplitude scan) is graphically presented as a so-called<br />

����������������������������������������������������������<br />

��������������������������������������������������������������<br />

of sound in the material calculated and discontinuities in<br />

the object detected.<br />

Equipment<br />

48<br />

Basics of pulse echo method (A-Scan)<br />

Ultrasonic echoscope GAMPT-Scan 10121<br />

Ultrasonic probe 1 MHz 10131<br />

Test block (transparent) 10201<br />

- optional: test block (black) 10204<br />

Ultrasonic gel 70200<br />

Results<br />

The screen capture of the measurement software shows a<br />

typical ultrasonic A-scan of our test block. We can see: the<br />

initial echo, the echo from a defect and the bottom echo at<br />

the material/air boundary at the opposite end of the test<br />

block. The value determined for the velocity of sound in the<br />

test block (acrylic) is about 2700 m/s. The calculated velocity<br />

����������������������������������������������������������<br />

echoes from the discontinuities can be used to calculate<br />

their depth within the test block.<br />

Related experiments<br />

PHY02 Sound velocity in solids<br />

PHY03 Acoustic attenuation in solids<br />

PHY21� ����������������������������������������<br />

IND01 Non-Destructive Testing (NDT)<br />

IND06 Angle beam testing<br />

MED02 Ultrasonic imaging at breast phantom<br />

(mammasonography)<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 ·www.<strong>gampt</strong>.de


PHY02<br />

Sound velocity in solids<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 ·www.<strong>gampt</strong>.de<br />

Experiments · Physics<br />

��� ����� ������������ ���� ������������� ��������� ��� ������ ��� �������� ��� ��������� ���� ����������� ���� ���� ��������� ������<br />

������������� �������������� ������������� ���� ����� �������� ���� ��� ������ �������� ���������� ��� ��������� ������� ������ ����<br />

pulse-echo method (ultrasonic A-scan).<br />

Related topics<br />

Propagation of ultrasonic waves, characteristic acoustic<br />

����������� ����������� ����� ��� ������� ��������� ��� �������<br />

pulse echo method, ultrasonic A-scan<br />

Ultrasonic waves propagate in a medium at a velocity<br />

depending on the material, which can be frequencydependent<br />

as well. In gases and liquids, sound can only<br />

propagate in the form of longitudinal waves. On the other<br />

hand, due to the elastic properties of solids, shear waves can<br />

also occur in them. Shear and longitudinal waves generally<br />

������������������������������������������������������������<br />

longitudinal waves generated in a solid body with vertical<br />

���������������������������������������������������������<br />

measurements using the pulse-echo method. By using<br />

����� �������� ��� ��������� ������� ���� ����������� ������� ���<br />

�������������������������������������������������������<br />

about the frequency-dependence of sound propagation and<br />

about sources of error due to the structure of the ultrasonic<br />

probes in use.<br />

Equipment<br />

Ultrasonic echoscope GAMPT-Scan 10121<br />

Ultrasonic probe 1 MHz 10131<br />

Ultrasonic probe 2 MHz 10132<br />

Test cylinder set 10207<br />

Ultrasonic gel 70200<br />

Results<br />

�����������������������������������������������������������<br />

���������������������������������������������������������<br />

the measuring length increases and which is determined<br />

��� ���� ��������� ����� ��� ������ ��� ���� ����������� ������ ���<br />

the probe itself. In this case, the 2 MHz probe has a thicker<br />

adaption layer, so it has a larger error in the velocities of<br />

������������������������������������������������������������<br />

���������������������������������������������������������<br />

eliminate this error (green line in the graph, c L = 2750 m/s,<br />

same values for both frequencies, no dispersion).<br />

Related experiments<br />

PHY07 Shear waves in solids<br />

IND01 Non-Destructive Testing (NDT)<br />

IND06 Angle beam testing<br />

MED04 Biometry at the eye phantom<br />

49


Experiments · Physics<br />

PHY03<br />

50<br />

Acoustic attenuation in solids<br />

���������� ������������� ������ ���� ������ ������������� ������� ��� �������� ��� ��������� ������� ���� ����� ��� ����������<br />

����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������<br />

������������������������������������������������������������������������������������������������������������<br />

Related topics<br />

Acoustic attenuation in solids, scattering, absorption,<br />

����������� ������������ ������������ ���������������������<br />

of acoustic attenuation, transmission measurement<br />

Sound waves lose energy on their way through a medium<br />

������������������������������������������������������������<br />

����������� ����� ������� ����� ������� �� ������� ��� ���� ������<br />

����������� ������ ������ ��� ��� ���� ��������� ����������� ����<br />

extent of this sound dissipation or attenuation depends<br />

��� ���� ���������� ��� ���� ��� ����������� ���� ���������<br />

distances by measuring the amplitudes of transmission<br />

������� ��� ���������� ������� ��� ��� ���������� ������ ���� ���<br />

���� ��� ���������� ������ ���� ����������������� ������������<br />

��������������������������������������������������������<br />

�������������������������������������������������������������<br />

statements about the frequency-dependence of acoustic<br />

attenuation in acrylic, these measurements are carried out<br />

�������������������������������<br />

Equipment<br />

Ultrasonic echoscope GAMPT-Scan 10121<br />

2 ultrasonic probes 1 MHz 10131<br />

2 ultrasonic probes 2 MHz 10132<br />

2 ultrasonic probes 4 MHz 10134<br />

Test cylinder set 10207<br />

Ultrasonic gel 70200<br />

Results<br />

The graph shows the measured values for an example<br />

measurement in transmission mode on three acrylic test<br />

���������� ��� ��������� ��������� ��� ���� ���������� ������ ���<br />

������ ��� ������ ���������� ���� ������������ ������������<br />

determined lie between 2.7 dB/cm and 5.7 dB/cm. It can<br />

be seen that acoustic attenuation in acrylic increases<br />

sharply with increasing frequency. To extend the database<br />

with additional transit lengths, the cylinders can also be<br />

����������������������������������<br />

Related experiments<br />

PHY04 Acoustic attenuation in liquids<br />

IND01 Non-Destructive Testing (NDT)<br />

IND03 Level measurement<br />

MED02 Ultrasonic imaging at breast phantom<br />

(mammasonography)<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 ·www.<strong>gampt</strong>.de


PHY04<br />

Acoustic attenuation in liquids<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 ·www.<strong>gampt</strong>.de<br />

Experiments · Physics<br />

�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������<br />

����������������������������������������������������������������������������������<br />

Related topics<br />

Sound propagation in liquids, longitudinal waves,<br />

����������� ������������ ������������ ��������� ������������ ���<br />

�������������������������������<br />

In gases and liquids, sound propagates in the form of<br />

longitudinal waves. The sound waves can lose energy on<br />

����������������������������������������������������������<br />

��� ������������ ���� ������ ����� ��������� ���� ����� �����<br />

��� ��������� ��� ������ ������������� ��� ���� ������������<br />

���� ����������� ��� ���������� ������� ����� ��� ��������<br />

����� ������ ��������� ��� ���������� ���� ���������� ��� ����<br />

���������������������������������������������������������<br />

��������������������������������������������������������<br />

determined quickly using the pulse echo method. This can<br />

be used to describe the attenuation of the signal amplitudes<br />

A using the general attenuation law A = A 0 e ��� . For two<br />

��������� �������� ��� ������ ����� � 1 and x 2, the following<br />

linearized form results: 2 Ln(A 2/A 1�������� 1 -x 2). Thus the<br />

����������������������������������������������������������<br />

using a linear regression over the measured points in the<br />

attenuation/sound path diagram.<br />

Equipment<br />

Ultrasonic echoscope GAMPT-Scan 10121<br />

2 ultrasonic probes 2 MHz 10132<br />

Shear wave set 10218<br />

Ultrasonic gel 70200<br />

Results<br />

In the experiment, acoustic attenuation is examined in<br />

�����������������������������������������������������������<br />

(86.5%). The diagram shows the measured values with the<br />

regression lines to determine the acoustic attenuation<br />

����������������������������������������������������������<br />

with water shows no measurable attenuation, so the<br />

�������������������������������������������������������<br />

the experiment can be seen as negligible.<br />

Related experiments<br />

PHY01 Basics of pulse echo method (A-Scan)<br />

PHY02 Sound velocity in solids<br />

PHY03 Acoustic attenuation in solids<br />

PHY19 Phase and group velocity<br />

51


Experiments · Physics<br />

PHY05<br />

52<br />

Spectral investigations<br />

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������<br />

a pulse and the spectra of periodic signals. The periodic spectrum is used to derive the cepstrum and both are used to<br />

determine the periodic time for calculation of the thickness of the plate.<br />

Related topics<br />

����������� �������������� ��������� ���������� ����� ����<br />

or more plates, single pulse, periodic signals, Fourier<br />

transformation, frequency spectrum, cepstrum<br />

A signal that changes over time, like the signal of an<br />

amplitude scan (A-scan) can be broken down into its<br />

frequency components using a Fourier transform (FFT = fast<br />

Fourier transformation). This spectrum can be used to make<br />

small periodic structures visible and derive properties like<br />

layer thickness and scattering distances. While the Fourier<br />

transform of a pulse only yields its basic maximum, the<br />

frequency spectrum of a periodic stimulus (for example<br />

���������������������������������������������������������<br />

with equidistant shifts from which the periodic time of the<br />

��������� ������ ��� ������ �������� ���� ������������ ���������<br />

By smoothing the frequency spectrum using the cepstrum<br />

method, the equidistant frequency shift can be isolated as a<br />

maximum on the time axis of the cepstrum.<br />

Equipment<br />

Ultrasonic echoscope GAMPT-Scan 10121<br />

Ultrasonic probe 2 MHz 10132<br />

����������������������� 10202<br />

Ultrasonic gel 70200<br />

Results<br />

The screen capture of the measurement software shows the<br />

�����������������������������������������������������������<br />

������������������������������������������������������������<br />

at the boundaries of the delay line/plate 1, plate 1/plate 2<br />

and plate 2/air can still clearly be seen, as the amplitude<br />

signal continues there is no clear separation between<br />

����������� �������� ����� ���������� ��� ��������� ��� ���� ����<br />

spectrum of the signal. In the cepstrum, on the other hand,<br />

������������������������������������������������������������<br />

�������� ��� �� ������ ��������� ��� ������ ���������� ����� �������<br />

plate thicknesses of 7.8 mm and 9.8 mm.<br />

Related experiments<br />

PHY02 Sound velocity in solids<br />

PHY03 Acoustic attenuation in solids<br />

PHY06 Frequency dependence of resolution power<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 ·www.<strong>gampt</strong>.de


PHY06<br />

Frequency dependence of resolution<br />

power<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 ·www.<strong>gampt</strong>.de<br />

Experiments · Physics<br />

���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������<br />

can be examined. Evaluation of the A-scans recorded make the relationships between wavelength, frequency, pulse length<br />

and resolution power clear.<br />

Related topics<br />

Pulse echo method, A-scan, sound frequency, period<br />

length, wavelength, velocity of sound, pulse length, axial<br />

and lateral resolution<br />

The methods of investigation with ultrasonic systems are<br />

based on the exact correlation of the information about a<br />

point in the examination area to a recorded ultrasonic echo.<br />

Therefore the resolution power of the ultrasonic probes<br />

are of enormous importance. The resolution power can be<br />

described as the smallest possible distance between two<br />

points whose echoes the probes can still detect separately.<br />

In the experiment, two neighbouring defects should be<br />

examined in a test block with a 1 MHz probe and with a 4 MHz<br />

probe. The defects are selected in terms of size, location and<br />

�����������������������������������������������������������<br />

only possible with one of the two ultrasonic probes. This<br />

�������� ���� ��������� ��� ���������� ��� ������ �����������<br />

power of an ultrasonic probe to be demonstrated clearly.<br />

Equipment<br />

Ultrasonic echoscope GAMPT-Scan 10121<br />

Ultrasonic probe 1 MHz 10131<br />

Ultrasonic probe 4 MHz 10134<br />

Test block (transparent) 10201<br />

- optional: test block (black) 10204<br />

Ultrasonic gel 70200<br />

Results<br />

�������������������������������������������������������������<br />

is used to search for a slightly damped echo, and the<br />

frequency, wavelength and pulse length are determined.<br />

Then the double defect in the test block is examined. The<br />

screen captures of the measurement software show the Ascans<br />

recorded from the double defect (1 MHz top, 4 MHz<br />

bottom). In addition to the higher resolution of the 4 MHz<br />

probe, however, the greater attenuation of the 4 MHz signal<br />

is also clear. For example, in comparison with the 1 MHz<br />

������� ���� ����� ����� ��� ������� ���������� ����� ���� ������<br />

probe.<br />

Related experiments<br />

PHY08 Ultrasonic B-Scan<br />

IND01 Non-Destructive Testing (NDT)<br />

MED02 Ultrasonic imaging at breast phantom<br />

53


Experiments · Physics<br />

PHY07<br />

54<br />

Shear waves in solids<br />

������ ��� ���� ����������� ������������� �������� �� ��������������� ������ ��� ��������� ������� ��� ����������� ���� ������� ����<br />

propagation of longitudinal and shear sound waves in solids can be examined. From the longitudinal and transversal or<br />

shear sound velocities determined, elastic material properties such as the elastic and shear modulus and Poisson’s ratio<br />

can be derived for the plate materials used.<br />

Related topics<br />

�����������������������������������������������������������<br />

longitudinal wave, transverse or shear wave, longitudinal<br />

and transverse velocity of sound, elastic modulus, shear<br />

modulus, Poisson’s ratio<br />

In contrast with gases and liquids, the elastic material<br />

properties of solids permits not only longitudinal waves,<br />

but also shear waves to be induced. When passing through<br />

a plane-parallel plate, longitudinal and/or shear waves are<br />

induced depending on the angle of incidence. The angles<br />

�������������������������������������������������������������<br />

as the angle at which the shear weave shows its maximum,<br />

����������������������������������������������������������<br />

the amplitudes of the longitudinal and shear transmission<br />

signals over a corresponding range of angle of incidence,<br />

these angles can be determined and the associated velocities<br />

of sound determined. The velocities of sound can then be<br />

used to calculate the elastic material properties of the plate<br />

materials used, such as the elastic and shear moduli as well<br />

as the Poisson’s ratio.<br />

Equipment<br />

Ultrasonic echoscope GAMPT-Scan 10121<br />

2 ultrasonic probes 1 MHz 10131<br />

Shear wave set 10218<br />

Ultrasonic gel 70200<br />

Results<br />

The graph shows the amplitude/angle curves for determining<br />

������������������������������������������������������������<br />

maximum amplitude (shear). Independently of the material<br />

��������������������������������������������������������<br />

of the transmission can always be described by three ranges:<br />

longitudinal signal only (1), a mixed mode of longitudinal<br />

and shear signal and shear signal only (2).<br />

Related experiments<br />

PHY20 Determination of focus zone<br />

IND06 Angle beam testing<br />

IND08 Detection of discontinuities<br />

MED02 Ultrasonic imaging at breast phantom<br />

(mammasonography)<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 ·www.<strong>gampt</strong>.de


PHY08<br />

Ultrasonic B-Scan<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 ·www.<strong>gampt</strong>.de<br />

Experiments · Physics<br />

By manual recording the ultrasonic cross-section of a simple test object using the ultrasonic echoscope, the basics of the<br />

B-scan method can be taught understandably. Special details with respect to image quality, such as sound focus, spatial<br />

resolution and imaging errors are also examined and analysed.<br />

Related topics<br />

��������� ��� ������� ����������� �������������� ����������<br />

������������ ����������� ����������� ������� ����� ���������<br />

A-scan, grey value presentation, B-scan, lateral resolution,<br />

focus zone, image artefacts<br />

The conversion of amplitude values from an A-scan into<br />

����� ��� ������� ������� ���� ���� �������� ��� ����� ��� ������ ���<br />

�� ������������ ������ ������� �� ����� ��� ������� ����� ���������<br />

brightness or colour values. The sequencing of such<br />

neighbouring depth scans from an ultrasonic probe that is<br />

guided along a line above the area to be examined produces<br />

a cross-section image, the so-called B-scan. The localization<br />

along this line uses the position of the probe and its rate<br />

of motion. A simple form of obtaining a B-scan is slowly<br />

moving the ultrasonic probe by hand. The image quality<br />

then depends on coordinate accuracy in pixel transmission,<br />

the axial and lateral resolution of the ultrasonic probe, the<br />

grey value or colour resolution, the line count and imaging<br />

errors. For example, to obtain an exact lateral resolution,<br />

an additional coordinate measurement system such as a<br />

linear scanner is necessary.<br />

Equipment<br />

Ultrasonic echoscope GAMPT-Scan 10121<br />

Ultrasonic probe 1 MHz 10131<br />

Ultrasonic probe 2 MHz 10132<br />

Test block (transparent) 10201<br />

- optional: test block (black) 10204<br />

Ultrasonic gel 70200<br />

Results<br />

The screen capture of the measurement software shows<br />

���� ������� ���� ������������ ��� �� ����� ������� ����� �������<br />

defects built in. Manual probing of the test object makes<br />

it comprehensible how the B-scan method works. Using<br />

mechanical scanning (PHY16), the problem of movement<br />

artefacts caused by manual scanning, can be reduced in<br />

terms of lateral resolution.<br />

Related experiments<br />

PHY16 Mechanical scan methods<br />

PHY20 Determination of focus zone<br />

MED02 Ultrasonic imaging at breast phantom<br />

(mammasonography)<br />

55


Experiments · Physics<br />

PHY09<br />

56<br />

Ultrasonic computer tomography (CT)<br />

�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������<br />

particular measurement parameters such as acoustic attenuation and velocity of sound are analysed. Furthermore the<br />

�����������������������������������������������������������<br />

Related topics<br />

����������� �������������� ������������ ������������ ���������<br />

attenuation, sound velocity, resolution, ultrasonic<br />

echography (A-scan, B-scan), tomography, CT image, image<br />

������������������<br />

X-ray CT, MRI and PET are computer-supported imaging<br />

processes that are used in medical diagnostics, industry<br />

and research. Processes like radiation absorption, magnetic<br />

resonance or particle emission are used to generate crosssectional<br />

images according to measurable physical values.<br />

Ultrasonic computer tomography is another CT method.<br />

��� ������� ����� ������ ��� ��� ����� �������� ��� ���� ������������<br />

��� ������ ������� ���� ������������ ���� ������ ��� ������ ���<br />

ultrasonic signals in the test object are measured. With our<br />

����������� ���� ����� ������ ���� ��������� ��� ��������� �������<br />

and composed into a cross section. The sample, located<br />

between transmitting and receiving probe, is moved and<br />

turned under computer control. The superimposition of<br />

projections of individual scans can be followed on the PC<br />

step by step.<br />

Equipment<br />

Ultrasonic echoscope GAMPT-Scan 10121<br />

CT scanner 60100<br />

CT control unit 60110<br />

2 ultrasonic probes 2 MHz 10132<br />

CT sample 60121<br />

CT reservoir 60120<br />

Ultrasonic gel 70200<br />

Results<br />

��� ���� ������������ ��� ������� ���� ��������� ���� ���������<br />

settings of the transmission power and gain, and<br />

����������������������������������������������������������<br />

tomograms are shown on the left in the measurement<br />

���� �������� ���������� ���������� ��� ���� ���� ���� ������<br />

��������������� ��������� ��� ���� ������� ������ ��������<br />

enhancement). By changing the brightness, contrast and<br />

colour, simple image processing is possible.<br />

Related experiments<br />

PHY02 Sound velocity in solids<br />

PHY03 Acoustic attenuation in solids<br />

PHY04 Acoustic attenuation in liquids<br />

PHY10� �����������������������������<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 ·www.<strong>gampt</strong>.de


PHY10<br />

�����������������������������<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 ·www.<strong>gampt</strong>.de<br />

Experiments · Physics<br />

��� ���� ������������ ���� ������ ����� ��� ��� ����������� ������ ��� ������ ��� ��������� ��� ������������ ���� ������ ���������<br />

���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������<br />

Related topics<br />

�������������������������������������������������������������<br />

sound pressure distribution, velocity of sound, sound<br />

intensity<br />

The area in a medium in which sound waves are propagating<br />

��� ������� ���� ������ ������ ��� ���� �� ����������� ����������<br />

depending on the material and the sound generation<br />

���� ���������� ��� ���� ����������� ����������� ��� ���� ��������<br />

�����������������������������������������������������������<br />

���������������������������������������������������������<br />

����������������������������������������������������������<br />

particle velocity or sound energy parameters like sound<br />

energy and sound intensity. Using a hydrophone, the<br />

��������������������������������������������������������<br />

sound pressure amplitude along and perpendicular to the<br />

����� ��� ���� ������ ������ ����� ���� ���������� ��������������<br />

��������������� ����������� ����� ��� ����� ����� ������� ����<br />

��������������������������������<br />

Equipment<br />

Ultrasonic echoscope GAMPT-Scan 10121<br />

CT scanner 60100<br />

CT control unit 60110<br />

CT reservoir 60120<br />

Ultrasonic probe 2 MHz 10132<br />

Hydrophone 10250<br />

Hydrophone support 60123<br />

Ultrasonic gel 70200<br />

Results<br />

For a 2 MHz probe (16 mm diameter) in water (c = 1497 m/s,<br />

�����������������������������������������������������������<br />

derived. The hydrophone measurement along the sound<br />

����� ����� ������� ��������� ������ �� �������� ������ �����<br />

a little, at about 100 mm. Measurements of the lateral<br />

�����������������������������������������������������������<br />

diagram) show a local modulation of the signal amplitude<br />

�����������������������������<br />

Related experiments<br />

PHY04 Acoustic attenuation in liquids<br />

PHY06 Frequency dependence of resolution power<br />

PHY09 Ultrasonic computer tomography (CT)<br />

57


Experiments · Physics<br />

PHY11<br />

58<br />

�����������������<br />

���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������<br />

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������<br />

to determine the velocity of sound in the liquid (water).<br />

Related topics<br />

������������������������������������������������������������<br />

�����������������������������������������������������������<br />

and travelling waves<br />

������������������������������������������������������������<br />

passing through a liquid that is induced by a high frequency<br />

������������� ��� ����������� ��� ����� ������ ����������� ���� ���<br />

made visible. The density maxima and minima generated by<br />

��������������������������������������������������������������<br />

������������������������������������������������������������<br />

grating generated by an ultrasonic wave corresponds to the<br />

wavelength of that ultrasonic wave. It can be determined<br />

������������������������������������������������������������<br />

�������������������������������������������������������<br />

�����������������������������������������������������������<br />

can be used in this experimental setup to determine the<br />

����������������������������������������������������������������<br />

scanned by sound.<br />

Equipment<br />

cw generator SC500 20100<br />

Debye-Sears set 20200<br />

Laser module (green) 20211<br />

AOM sample reservoir 20225<br />

Cover for AOM sample reservoir 20223<br />

Results<br />

�������������������������������������������������������������<br />

and red laser light at a standing ultrasonic wave in water at<br />

sound frequencies from 3 MHz to 10 MHz (step size: 1 MHz).<br />

As the ultrasonic frequency rises, the distances between<br />

���� ����������� ����������� ������� ���������� �������� ����<br />

������� ���� ������ ������ ��� ���������� ����� ���������� ����<br />

������� ��� ����������� ������� ��� ���������� ����������� ���<br />

the transmission properties of the sound probe and the<br />

frequency-dependent attenuation.<br />

Related experiments<br />

PHY12 Projection of standing waves<br />

PHY17 Acousto-optical modulation at standing waves<br />

PHY18 Acousto-optical modulation at travelling waves<br />

IND04 Concentration measurement with resonance cell<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 ·www.<strong>gampt</strong>.de


PHY12<br />

Projection of standing waves<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 ·www.<strong>gampt</strong>.de<br />

Experiments · Physics<br />

In the experiment, a standing ultrasonic wave in a liquid is imaged using divergent laser light. The dependence of the<br />

brightness modulation of the generated projections on the wavelength of the light and the frequency of the ultrasonic<br />

wave is examined and the velocity of sound in the liquid (water) is determined.<br />

Related topics<br />

Sound wavelength, velocity of sound, standing wave,<br />

travelling wave, divergent monochromatic light, refraction<br />

indices, focal length of an optical lens, projection<br />

A standing ultrasonic wave in a liquid can be imaged<br />

using divergent monochromatic light. The standing wave<br />

���������� ������ ��������� ����������� ��� ���� ������� �����<br />

repeat periodically along the sound axis. The resulting<br />

������ �������� ����������� ������� ��� �������� ��������� ����<br />

periodically repeating refraction indices along the sound<br />

axis. The projection of standing waves therefore shows<br />

a bright-dark modulation when using monochromatic<br />

light, with periodically repeating brightness maxima<br />

�������������� ��� ���� �������� ������������ ���� ���������<br />

between these brightness maxima can be used to determine<br />

the sound wavelength and therefore the velocity of sound<br />

in the liquid.<br />

Equipment<br />

cw generator SC500 20100<br />

Debye-Sears set 20200<br />

Laser module (green) 20211<br />

Projection lens 20230<br />

Acoustic absorber 20227<br />

Results<br />

The projection images obtained with green and red laser<br />

light of ultrasonic waves in water (here at 2.8 MHz, 3.5 MHz<br />

and 4.5 MHz) show the reduction in distance between<br />

brightness maxima to be expected as sound frequency<br />

����������� ���� ���������� �������� ������ ���� ���� ������� ���<br />

due to the wavelength-dependence of the refraction index.<br />

Related experiments<br />

PHY11� �����������������<br />

PHY17 Acousto-optical modulation at standing waves<br />

PHY18 Acousto-optical modulation at travelling waves<br />

59


Experiments · Physics<br />

PHY13<br />

60<br />

������������������������<br />

���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������<br />

��������������������������������������������������������������������<br />

Related topics<br />

�����������������������������������������������������������<br />

�����������������������������������<br />

����������������������������������������������������������<br />

waves when the transmitter and the receiver are moving<br />

��������� ��� ���� ��������� ����� ������ ��� ����� ��� ��������<br />

moving structures. For example, ultrasound can be used<br />

����������������������������������������������������������<br />

����������������������������������������������������������<br />

�� �������� �������� ������ ��� ���� ������� ���� ��� ��������� ���<br />

case of scattering of the wave on small particles such as<br />

contamination. In the experiment, a variation in pump<br />

power, the transmission frequency and the angle of<br />

incident is used to examine the dependence of the Doppler<br />

���������� ������ ��� ��� ���� ���� ����� �� ������ ��� ���������<br />

��� ���� ����������� ����������� ���� ���� �������� ������ �� ���<br />

���������������������������� 0. For a pulse echo system with<br />

�����������������������������������������������������������<br />

��������������� 0����������<br />

Equipment<br />

Ultrasonic pulse Doppler FlowDop 50100<br />

Ultrasonic probe 1 MHz 10131<br />

Ultrasonic probe 2 MHz 10132<br />

Ultrasonic probe 4 MHz 10134<br />

Flow measuring set 50201<br />

Centrifugal pump MultiFlow 50130<br />

������������ 50140<br />

Ultrasonic gel 70200<br />

Results<br />

������������������������������������������������������������<br />

��������������������������������������������������������<br />

at the transmission frequency 2 MHz. The Doppler frequency<br />

shift determined increases as the pump speed increases and<br />

�������������������������������������������������������������<br />

��������������������������������������������������������������<br />

no angle-dependent faulty measurement.<br />

Related experiments<br />

PHY15 Fluid mechanics<br />

IND05� �����������������������<br />

MED03 Basics of Doppler sonography<br />

MED05 Vascular ultrasound (angiology)<br />

MED06 Peripheral Doppler blood pressure measurement<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 ·www.<strong>gampt</strong>.de


PHY15<br />

Fluid mechanics<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 ·www.<strong>gampt</strong>.de<br />

Experiments · Physics<br />

���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������<br />

���������������������������������������������������������������������������<br />

Related topics<br />

���������������������������������������������������������<br />

�����������������������������������������������������������<br />

������ ���� ������������ ��������� �������� ������� ���� ��������<br />

pressure, viscosity<br />

With this experimental setup, the Doppler frequency<br />

������ ���� ��� ��������� ���� ��������� ����� ������� ��� ����<br />

������ ����� ��������� ����� ���������� ��� ���� ����� ������<br />

standpipes can be used to determine the corresponding<br />

pressure drops. This permits a clear demonstration of the<br />

������������������������������������������������������������<br />

rates determined using the Doppler method, the pipe<br />

geometries and the measured pressure drops can be used<br />

in the continuity equation, the Bernoulli’s equation, and<br />

����������������������������������������������������������<br />

����������������������������������������������������������<br />

��� ������������ ���� ��������� �������� ���� ���� ���������<br />

���� ������ ���� ����� ���������� ��� ���� ��� �������� ��������<br />

�����������������������������������������������������������<br />

measurements.<br />

Equipment<br />

Ultrasonic pulse Doppler FlowDop 50100<br />

Ultrasonic probe 2 MHz 10132<br />

Flow measuring set 50201<br />

Standpipes 50150<br />

Centrifugal pump MultiFlow 50130<br />

������������ 50140<br />

Ultrasonic gel 70200<br />

Results<br />

����� ���� ���� ������ ��������� ���� ���� �������� ������<br />

����������������������������������������������������������<br />

This is nearly equivalent in this experimental setup for<br />

all pipe diameters for the same settings of the centrifugal<br />

pump, thus satisfying the continuity equation.<br />

��� �� �������� �������� ���� �������� ������ ������ ���� ����<br />

����������� �� ����������� ���� ��������� ����� ���������� ����<br />

��������� ������ ����� ������ ���� ������� ����������� ��� ����<br />

pipe radius r to be expected from the Hagen-Poiseuille<br />

����������������� 4 .<br />

Related experiments<br />

PHY13� ������������������������<br />

IND05 �����������������������<br />

MED03 Basics of Doppler sonography<br />

MED05 Vascular ultrasound (angiology)<br />

MED06 Peripheral Doppler blood pressure measurement<br />

61


Experiments · Physics<br />

PHY16<br />

62<br />

Mechanical scan methods<br />

Using a computer-controlled scanner, ultrasonic B-scans are recorded for a simple test object with two ultrasonic probes of<br />

���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������<br />

artefacts.<br />

Related topics<br />

Ultrasonic echography, pulse echo method, A-scan, B-scan,<br />

resolution power, mechanical scanning, image artefacts<br />

To obtain a B-scan with an ultrasonic probe, its shift or that<br />

of the sound beam along the desired cross-section line is<br />

required. In comparison with a manual scanning procedure,<br />

����������������������������������������������������������<br />

image quality with better resolution and a freely selectable<br />

line density. Due to the low image sequence frequency,<br />

however, electronic multielement scanners are used for<br />

real-time images and moving structures. By using ultrasonic<br />

������� ����� ��������� ������������ ��� ������������ �����<br />

mechanically guided uniform scanning, the experiment<br />

can examine and evaluate both axial and lateral frequencydependent<br />

resolution.<br />

Equipment<br />

Ultrasonic echoscope GAMPT-Scan 10121<br />

CT scanner 60100<br />

CT control unit 60110<br />

Ultrasonic probe 1 MHz 10131<br />

Ultrasonic probe 2 MHz 10132<br />

Test block (transparent) 10201<br />

- optional: test block (black) 10204<br />

CT reservoir 60120<br />

Ultrasonic gel 70200<br />

Results<br />

The illustration shows the B-scan of an acrylic block with<br />

������ ������ ��� ��������� ����� ���� ���������� ��������� ����� ��<br />

2 MHz probe. By performing the examination in a water<br />

������������������������������������������������������������<br />

from the upper edge as well as the lower edge of the holes.<br />

������������������������������������������������������������<br />

above.<br />

Related experiments<br />

PHY08 Ultrasonic B-Scan<br />

PHY10� �����������������������������<br />

PHY20 Determination of focus zone<br />

MED02 Ultrasonic imaging at breast phantom<br />

(mammasonography)<br />

IND08 Detection of discontinuities<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 ·www.<strong>gampt</strong>.de


PHY17<br />

Acousto-optical modulation<br />

at standing waves<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 ·www.<strong>gampt</strong>.de<br />

Experiments · Physics<br />

�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������<br />

��������������������������������������������������������������������<br />

Related topics<br />

�������������� ������� ��������� ����������� ������ ������<br />

������������ ������������ �������� ��������� �������� ����������<br />

amplitude modulation, phase shift<br />

��� ����������� ����� ���� ������������ ������ ��������� ������<br />

��� ���������� ��� �� ��������� ��� ����������� ����������� �����<br />

��� �� ������� ��� ������� ���� ����������� ������� ���������� ���<br />

����������� ��� �� ��������� ����������� ����� ���� ����������<br />

modulated, with a phase shift of 180° occurring between<br />

the maximum of 0th and a maximum of nth order. This<br />

������ ��� ����� ��� ���������������� ����������� ������� ������<br />

photodiodes and an oscilloscope, amplitude modulation<br />

and phase shift can be demonstrated. A change in sound<br />

���������� ���������� ���� ����������� ����������� ����<br />

modulation amplitude is always greatest when the distance<br />

�� �������� ����������� ������ ���� ���� ������ ��������� ���<br />

a multiple m of the half wavelength of the sound. This<br />

permits determination of the velocity of sound c in the<br />

������� ������ ���������������� ����� ���������� ����������<br />

between maximum modulation amplitudes).<br />

Equipment<br />

cw generator SC500 20100<br />

Debye-Sears set 20200<br />

Beam splitter 20301<br />

���������������������� 20302<br />

2 photodiode receivers 20303<br />

Oscilloscope -<br />

Results<br />

To determine the velocity of sound in water, the 0th<br />

������������������������������������������������������������<br />

maximum amplitude sought. Then the sound frequency<br />

is incrementally increased and the frequencies of the<br />

subsequent maximum amplitudes determined. For the<br />

measurement points shown in the diagram, we arrive at<br />

a velocity of sound in water of (1498 ±7) m/s (T = 25 °C).<br />

To determine the phase shift, the laser beam is split with<br />

a beam splitter. The second beam is then adjusted onto a<br />

������� ����������� ��� ����� �� ���� ����� �������� �����������<br />

maximum is recorded with it. On the oscilloscope, the<br />

�����������������������������������������������������������<br />

be determined.<br />

Related experiments<br />

PHY11� �����������������<br />

PHY18 Acousto-optical modulation at travelling waves<br />

IND04 Concentration measurement with resonance cell<br />

63


Experiments · Physics<br />

PHY18<br />

64<br />

Acousto-optical modulation<br />

at travelling waves<br />

��� ���� ������������ ���� ������������� ������� ����� ������ ������� ���� ����������� ��� �������������� ������ ��� �� �����������<br />

ultrasonic wave in a liquid (water) are examined with respect to its frequency shift.<br />

Related topics<br />

������������������������������������������������������������<br />

��� �������� ��������� ����������� ������� ���������� �������<br />

�������������<br />

���� �������� ������������ ������� ��� �� ��������� �����������<br />

��������������������������������������������������������������<br />

and variable over time for passing laser light. A travelling<br />

wave, on the other hand, acts like a locally variable grating<br />

������������������������������������������������������������������<br />

�����������������������������������������������������������<br />

��������� ������� ���� ��������� ��� ���� ��������� ���������<br />

������� �� ���������� ������ ��� ���� ���������� ������ ���������<br />

�����������������������������������������������������������<br />

orders may deviate slightly from one another. For the<br />

frequency f of the travelling ultrasonic wave, the frequency<br />

v of the laser light and frequency v n�����������������������<br />

�������������������������������������������� n����������<br />

Equipment<br />

cw generator SC500 20100<br />

Debye-Sears set 20200<br />

Beam splitter 20301<br />

���������������������� 20302<br />

Photodiode receiver 20303<br />

Acoustic absorber 20227<br />

Oscilloscope -<br />

Results<br />

The oscilloscope images below show, from left to right, the<br />

���������������� ��� ���������� ������ ������ ��� ���� ����� ����<br />

���������������������������������������������������������������<br />

The sound frequency is about 9 MHz. We can see that the<br />

interference frequency increases linearly with the distance<br />

�����������������������������������������������<br />

Related experiments<br />

PHY11� �����������������<br />

PHY17 Acousto-optical modulation at standing waves<br />

IND04 Concentration measurement with resonance cell<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 ·www.<strong>gampt</strong>.de


PHY19<br />

Phase and group velocity<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 ·www.<strong>gampt</strong>.de<br />

Experiments · Physics<br />

In the experiment, the phase and group velocity of an ultrasonic wave in water are examined. The phase velocity is<br />

measured for multiple frequencies depending on the wavelength. Determination of the group velocity is carried out by<br />

�����������������������������������������������������������������<br />

Related topics<br />

������������������������������������������������������������<br />

pulse, group velocity, frequency dependence, dispersion<br />

The term dispersion describes the dependence of a wave<br />

property on wave length or frequency. The property or<br />

value examined in the experiment is the phase velocity of<br />

an ultrasonic wave in water. To carry this out, a hydrophone<br />

is moved along the sound axis of an ultrasonic probe.<br />

The hydrophone signal is applied to an oscilloscope. By<br />

measuring the change in the distance between the probe and<br />

hydrophone and the associated number of phase transitions<br />

�����������������������������������������������������������<br />

velocity c P��������� ���� ��� ������������ ����� ������������ ���<br />

������������������������������������������������������������<br />

To determine the group velocity, the ultrasonic generator is<br />

operated in pulse mode, with short ultrasonic pulses being<br />

generated by the multifrequency probe. By measuring the<br />

������������������������������������������������������������<br />

s between the ultrasonic probe and the hydrophone, the<br />

group velocity c G =s/t can be determined.<br />

Equipment<br />

cw generator SC500 20100<br />

Hydrophone set 10251<br />

Multifrequency probe <strong>2013</strong>8<br />

Ultrasonic gel 70200<br />

Oscilloscope -<br />

Results<br />

For the measurement results shown in the diagram, the<br />

�����������������������������������������������������������<br />

����� ��� �� ��������� ���������� �������� ���� ���������������<br />

probe and the hydrophone. For water, in the frequency<br />

range examined (5-10 MHz), no dependence of the phase<br />

velocity on the wavelength is found. As group velocity, a<br />

����������������������������������������������������������<br />

��������������������������������������������������<br />

Related experiments<br />

PHY04 Acoustic attenuation in liquids<br />

PHY10� �����������������������������<br />

PHY20 Determination of focus zone<br />

65


Experiments · Physics<br />

PHY20<br />

66<br />

Determination of focus zone<br />

�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������<br />

�����������������������������������������������������������������������������������<br />

Related topics<br />

Velocity of sound, wavelength, Huygens’ principle,<br />

�����������������������������������������������������������<br />

zone, axial resolution, hydrophone<br />

Ultrasonic probes show in dependence on their frequency<br />

�� ��������� ������ ���� �������� ������������ ������ ���� ������<br />

resolution is limited by the frequency of the ultrasonic<br />

probes, the lateral resolution and the location of the focus<br />

���������������������������������������������������������<br />

to interference according to the Huygens’ principle, a<br />

���������������������������������������������������������<br />

���������������������������������������������������������<br />

relationships with strong amplitude modulations, and<br />

���� ���� ������ ������ ���� ��� ����� ��� �� ������ ������� �����<br />

����������� ����������� ���� ����� ����� ������� ��� ������� ���<br />

the last maximum of the sound pressure amplitude on<br />

the acoustic axis. In this experiment, the sound pressure<br />

amplitudes along the sound propagation axis is measured by<br />

a hydrophone for two ultrasonic probes (1 MHz and 2 MHz).<br />

From the measurement curves, the focus zones of the<br />

probes are determined and compared with the theoretical<br />

��������������������������������������������������������������<br />

the probe ceramics and the wavelengths of the ultrasonic<br />

frequencies.<br />

Equipment<br />

Ultrasonic echoscope GAMPT-Scan 10121<br />

Ultrasonic probe 1 MHz 10131<br />

Ultrasonic probe 2 MHz 10132<br />

Hydrophone set 10251<br />

Ultrasonic gel 70200<br />

Results<br />

���� ����������� ����� ����� ������� ��� �� ��������� ���������<br />

of sound in water of 1477.64 m/s (18.5 °C) is 43.3 mm<br />

(1 MHz) and 86.6 mm (2 MHz). The values determined<br />

from the measurement curves for the maxima of the signal<br />

amplitudes are approx. 30 mm (1 MHz) and 100 mm (2 MHz).<br />

The results cannot be more precisely due to the relatively<br />

simple test set up. However, the measurements show that<br />

the focus zone of the 2 MHz probe is much further away<br />

����������������������������������������������������������<br />

to estimate the focus area of a probe.<br />

Related experiments<br />

PHY04 Acoustic attenuation in liquids<br />

PHY10� �����������������������������<br />

PHY19 Phase and group velocity<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 ·www.<strong>gampt</strong>.de


PHY21<br />

�����������������������������<br />

boundaries<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 ·www.<strong>gampt</strong>.de<br />

Experiments · Physics<br />

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������<br />

���������������������������������������������������������������������������������������������<br />

Related topics<br />

Propagation of ultrasonic waves in solids, pulse echo<br />

�������� ���������� ���� ������������� ��� ������������<br />

���������� ������������ ��������������� ��������� �����������<br />

acoustic attenuation<br />

If an ultrasonic wave strikes the boundary between two<br />

������������������������������������������������������������<br />

������������������������������������������������������������<br />

������� ��������� �������� ��� ���� ���������� �������� ����<br />

acoustic impedances of the two materials and is described<br />

��� ���� ���������� ������������ ���� ��� ���� ���� �������� ����<br />

��������� ��� ������ ��� ����� ���� ���������� ����������� ��� ��<br />

solid-air boundary is nearly 1. Thus the experiment<br />

���� ���������� ���� ���������� ������������ ���� ���������<br />

combinations of the materials acrylic, PVC and brass by<br />

��������������������������������������������������������<br />

against air. Furthermore, a qualitative description of the<br />

attenuation properties of the materials is possible due to<br />

������������������������������������������������<br />

Equipment<br />

Ultrasonic echoscope GAMPT-Scan 10121<br />

Ultrasonic probe 2 MHz 10132<br />

Acoustic impedance samples 10208<br />

Ultrasonic gel 70200<br />

Results<br />

����������������������������������������������������������<br />

PVC/acrylic are nearly equal and are probably above the<br />

theoretical values due to there being no 100% coupling at<br />

���� ��������� ������������� ���� ������������ ���� ������������<br />

and PVC/acrylic are almost equal and due to the slight<br />

���������� ��� ������ ��������������� ��������� �����������<br />

almost zero. The acoustic attenuation is least in brass.<br />

����� ������ ��� ���� �������� ������� ��� ��������� �����������<br />

PVC shows the greatest acoustic attenuation, since the<br />

�����������������������������������������������������������<br />

�������������������������������������������������������������<br />

�����������������������������������������������<br />

Related experiments<br />

PHY03 Acoustic attenuation in solids<br />

PHY22� ��������������������������������<br />

IND08 Detection of discontinuities<br />

MED02 Ultrasonic imaging at breast phantom<br />

(mammasonography)<br />

67


Experiments · Physics<br />

PHY22 ��������������������������������<br />

��� ����� ������������ ����������� �������� ��� ����������� ��� ����������� ��� ��������� ���������� ���� ��������� ���� ���������<br />

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������<br />

�����������������������������������������������������������<br />

Related topics<br />

��������������������������������������������������������������<br />

acoustic impedance, phase shift, quarter-wave and halfwave<br />

layer<br />

If a plane ultrasonic wave from a medium with characteristic<br />

acoustic impedance Z 1 strikes a plane boundary with a<br />

second medium with impedance Z 2, it will be partly or<br />

����������� ���������� ���� ��������� �������� ��� ���� ������<br />

energy is dependent on the relation of the impedances and<br />

��� ���������� ��� ���� ���������� �������� � ���� ��������� �����<br />

�������������������������������������������������������������<br />

sound is vertical, the phase change can only take on two<br />

values: 0° for Z 1 Z 2. Based on such<br />

a phase shift, the impedance ratio between two adjacent<br />

materials can be qualitatively described. Particularly<br />

������������ ������� ������ ��� ������ ������� �������� �����<br />

layers whose thickness is a quarter or a half of the sound<br />

wavelength. Quarter-wave layers, for example, are used as<br />

matching layers������������������������������������������<br />

greatest possible portion of sound energy from one medium<br />

into the other.<br />

Equipment<br />

68<br />

Ultrasonic echoscope GAMPT-Scan 10121<br />

2 ultrasonic probes 1 MHz 10131<br />

Ultrasonic probe 2 MHz 10132<br />

Test cylinder set 10207<br />

Acoustic impedance samples 10208<br />

Lambda plates 10209<br />

Ultrasonic gel 70200<br />

Results<br />

���� ����� ������ ������ ����� �������� ����� ��� ��������������<br />

or brass-acrylic boundary with vertical incidence of the<br />

�����������������������������������������������������������<br />

was determined by the velocity of sound c and the material<br />

���������������������������������������������������������������<br />

The second graph shows measurements in transmission on<br />

an acrylic cylinder. Between the transmitting probe and the<br />

cylinder there was a thin aluminium plate (c L�������������<br />

������������������������������������������������������������<br />

���������������������������������������<br />

Related experiments<br />

PHY05 Spectral investigations<br />

PHY21� ����������������������������������������<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 ·www.<strong>gampt</strong>.de


PHY23<br />

Dispersion of ultrasonic waves<br />

(Lamb waves)<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 ·www.<strong>gampt</strong>.de<br />

Experiments · Physics<br />

In this demanding experiment, the phenomenon of the origin and propagation of Lamb waves is examined. The frequency-<br />

������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������<br />

at dispersive sound propagation is measured.<br />

Related topics<br />

Surface waves, Lamb waves, dispersion, phase and group<br />

velocity, law of refraction<br />

Lamb waves propagate by the superimposition of<br />

longitudinal and shear sound waves in thin plates whose<br />

thickness is smaller than the wavelength. Primarily the<br />

������������������������������������������������������������<br />

are interesting. A frequency-dependent change of the<br />

propagation velocity is generally not observed with other<br />

������ ������� ���� ��� ���� ����������� ������������ ���������<br />

values for phase and group velocity result for Lamb waves.<br />

�����������������������������������������������������������<br />

�������������������������������������������������������<br />

with special attachments for the ultrasonic probes and by<br />

means of a hydrophone the frequency, phase and group<br />

��������� ���� ������������ ���� ������������ ��� ���� ���������<br />

��������������������������������������������������������������<br />

and the relationship of the Lamb waves with longitudinal,<br />

shear and Rayleigh waves in combination with the elastic<br />

constants of the material are all discussed.<br />

Equipment<br />

Ultrasonic echoscope GAMPT-Scan 10121<br />

Ultrasonic probe 1 MHz 10131<br />

Ultrasonic probe 2 MHz 10132<br />

Hydrophone 10250<br />

Lamb wave set 10300<br />

Ultrasonic gel 70200<br />

Results<br />

���� ����������� ��� ������ ��� ����� ������ ��� ���������<br />

wavelengths were determined as group and phase velocity<br />

and shown in the dispersion diagram. The frequency curve<br />

corresponds to the asymmetric mode of a Lamb wave in<br />

�� ������ ������� ��� ���� ������ ��� ���� ��������� ���� �����������<br />

between phase and group velocity are discussed.<br />

Related experiments<br />

PHY02 Sound velocity in solids<br />

PHY07 Shear waves in solids<br />

PHY19 Phase and group velocity<br />

IND02 Detection of cracks with Rayleigh waves<br />

IND08 Detection of discontinuities<br />

69


Experiments · Physics<br />

PHY24<br />

70<br />

Thermoacoustic sensor<br />

���� ����������� ��� ��� ������������� ��� ���� ������������ ��� ���� ������ ������������ ��� ����������� ������ ���� �������� ���<br />

���� ��������������� �������� ���� �������������� �������� ���� ��������� ����������� ���� ���� ������������ ��� ��������� ������<br />

measurements for dosimetry in diagnostic and therapeutic ultrasound applications are discussed.<br />

Related topics<br />

Sound energy parameters, sound pressure, sound<br />

particle velocity, sound intensity, sound power, ultrasonic<br />

dosimetry, thermoacoustic sensor<br />

Ultrasonic intensity measurements are of vital importance<br />

for patient safety during quality assurance of therapeutic<br />

����������� ��������� ���� ��������������� ������� ������ ��<br />

simple possibility of the usually complex measurement<br />

of sound intensities using hydrophones and acoustic<br />

radiometers. The sensor is based on the conversion of<br />

incoming sound energy into heat in the interior of a small<br />

absorber. This permits the sound intensity to be measured<br />

as a temperature change in the absorber material using<br />

a thermoelement. The sensor is constructed as a bridge<br />

�������� ��� ����� ��������� ������������ ���������� ���� ���<br />

������������� ��� ��������� �������� ��� ����� ��� ������� ����<br />

temperature change as a voltage value. In the experiment,<br />

the sound intensity emitted by an ultrasonic probe is<br />

���������������������������������������������������������<br />

voltages. Problems about the sound generation with<br />

�������������� ���������� ���������� ������� ���� ������������<br />

������������������������������������������������������<br />

are discussed. The sound intensity emitted by the probe is<br />

calculated based on the sensor‘s calibration curve. As the<br />

conversion of energy in the sensor is frequency dependent,<br />

the measured values must be corrected accordingly.<br />

Equipment<br />

Cw generator SC500 20100<br />

Multifrequency probe <strong>2013</strong>8<br />

Thermoacoustic sensor 20400<br />

Measuring reservoir 20430<br />

Acoustic absorber 20227<br />

Stirrer for SC500 20450<br />

Tripod set 10310<br />

Results<br />

���� ������ ������������ ��� ��������� ������������ �����<br />

determined for the multifrequency probe. The measurement<br />

shows two intensity maxima resulting from superposition of<br />

the frequency responses of the probe and the generator. For<br />

both resonance points, the sound intensities are measured<br />

depending on the excitation voltage.<br />

Related experiments<br />

PHY10� �����������������������������<br />

PHY20 Determination of focus zone<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 ·www.<strong>gampt</strong>.de


IND01<br />

Non-Destructive Testing (NDT)<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 ·www.<strong>gampt</strong>.de<br />

Experiments · Industry<br />

The ultrasound device is calibrated for a normal probe to locate discontinuities and to determine their sizes by the pulse<br />

echo method. To do this, an distance-gain-size (DGS) diagram is recorded and a horizontal evaluation line is placed in<br />

���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������<br />

�������������<br />

Related topics<br />

��������� ��� ������� ����������� ������ ����� ��������<br />

��������������� ������������ ���������� ������� ������� ����<br />

diagram, time gain control (TGC)<br />

For ultrasound testing using the pulse echo method with<br />

vertical coupling of sound, normal-beam probes are used.<br />

����������������������������������������������������������������<br />

�����������������������������������������������������������<br />

of the discontinuity depth. Due to the material-dependent<br />

������������ ���� ���� ��������������� ��� ���� ������ ����� ���<br />

������������������������������������������������������������<br />

discontinuities of large spatial extent can be determined by<br />

scanning. The size of smaller discontinuities is determined<br />

����������������������������������������������������������<br />

���������� ����� �� ��������������������������� ��������� ���<br />

���� ������������ �� ����� ������� ����� ������� ������������<br />

��������������������������������������������������������������<br />

prepare such an DGS diagram.<br />

Equipment<br />

Ultrasonic echoscope GAMPT-Scan 10121<br />

Ultrasonic probe 2 MHz 10132<br />

Test block (transparent) 10201<br />

- optional: test block (black) 10204<br />

Ultrasonic gel 70200<br />

Results<br />

In the DGS diagram, the echo amplitudes of the replacement<br />

������������������������������������������������������������<br />

�������������������������������������������������������������<br />

������ ��������� ��� ���� ����� ����� ������� � N. For the series<br />

of diagonally arranged identically sized replacement<br />

����������� ���������������� ������������� ��� ����� ���<br />

determine and plot a horizontal evaluation line.<br />

Related experiments<br />

PHY01 Basics of pulse echo method (A-Scan)<br />

PHY02 Sound velocity in solids<br />

PHY06 Frequency dependence of resolution power<br />

IND08 Detection of discontinuities<br />

71


Experiments · Industry<br />

IND02<br />

72<br />

Detection of cracks with Rayleigh waves<br />

In this experiment, the origin and propagation of Rayleigh waves is examined. The velocity of sound of the Rayleigh waves<br />

�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������<br />

determined from the crack depth.<br />

Related topics<br />

Longitudinal wave, surface wave, Rayleigh wave, velocity<br />

��� ������� ������ ������������ ������ ������� �����������<br />

transmission, mode conversion<br />

Rayleigh waves are surface waves, which propagate along<br />

the free boundaries of a solid. They represent a combination<br />

of longitudinal and transversal displacements of particles.<br />

They are used to detect surface defects. In this experiment,<br />

�� ����� ������ ����� ������� ������� ��� �������� �������� ���<br />

examined. The Rayleigh waves are generated by a 90° probe<br />

by mode conversion from longitudinal waves, with a special<br />

attachment with a comb-like structure being used. The<br />

������������������������������������������������������������<br />

������������ ����� ���� �������������� ������������� ����<br />

��������� ������ ����������� ���� ���������� ��� �������������<br />

amplitude of a Rayleigh wave, for crack depths in the range<br />

of its wavelength, can be related to the crack depth. By<br />

comparing the transmission amplitudes without or with<br />

crack, the crack depth can be estimated.<br />

Equipment<br />

Ultrasonic echoscope GAMPT-Scan 10121<br />

2 ultrasonic probes 1 MHz 10131<br />

2 Rayleigh wave attachments 10231<br />

Rayleigh wave test block 10232<br />

Ultrasonic gel 70200<br />

Results<br />

A velocity of Rayleigh waves of approx. 2920 m/s was<br />

calculated for the aluminium test block. For a probe<br />

frequency of 1 MHz, a wavelength of about 2.92 mm<br />

results. For crack depth determination, the probes used as<br />

transmitter or receiver are placed at a distance of 5 cm from<br />

the crack examined. The attenuation of the transmission<br />

������������������������������������������������������������<br />

����������������������������������������������������������<br />

For the crack depth range examined, corresponding to the<br />

exponential drop in amplitude of the Rayleigh wave with<br />

penetration depth, there is a nearly linear relationship<br />

between crack depth and attenuation of the transmission<br />

amplitude.<br />

Related experiments<br />

PHY07 Shear waves in solids<br />

IND01 Non-Destructive Testing (NDT)<br />

IND07 Crack depth determination (TOFD)<br />

IND08 Detection of discontinuities<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 ·www.<strong>gampt</strong>.de


IND03<br />

Level measurement<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 ·www.<strong>gampt</strong>.de<br />

Experiments · Industry<br />

In the experiment, an ultrasonic level measurement is constructed for an arbitrary shaped two-phase liquid reservoir. A<br />

������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������<br />

ultrasonic limit switch is tested.<br />

Related topics<br />

������������������������������������������������������������<br />

����������������������������������������������������������<br />

measurement, limit value monitoring<br />

For a variety of industrial processes, particularly the<br />

����������� ��� ����������� �������� ����������� ���� ������<br />

sensors are needed, for example on tank systems, reactors,<br />

����������� ������� ���� ��� ���� ������ ����� ���������<br />

mechanical, capacitive, optical and electromagnetic sensors<br />

in many areas ultrasound sensors are used for the level<br />

measurement They can be used with nearly any medium,<br />

for the overlapping of multiple media, for foaming and<br />

even for very aggressive liquids, since the measurement<br />

can be carried out from outside through the wall of the<br />

������������������������������������������������������������<br />

��� ������ ���� ����������� ������������� ���� ���� ���������<br />

����������������������������������������������������������<br />

is determined and a volume calibration carried out for<br />

each. By the calibration a level measurement on a twolayer<br />

system of the two liquids is carried out. Additionally,<br />

appropriate ultrasound signals for a limit value switch must<br />

be recorded and analysed.<br />

Equipment<br />

Ultrasonic echoscope GAMPT-Scan 10121<br />

Ultrasonic probe 2 MHz 10132<br />

Tripod set 10310<br />

��������������� 10330<br />

Ultrasonic gel 70200<br />

Results<br />

For the calibration of the level measurement the time-<br />

�����������������������������������������������������������<br />

���� ���������� ���� ������������ ���������� ���� ���������<br />

calibration curves were adapted to the measured values.<br />

���������������������������������������������������������<br />

�������������������������������������������������������������<br />

used oil, the calibration curves have a very similar course.<br />

Related experiments<br />

PHY01 Basics of pulse echo method (A-Scan)<br />

PHY04 Acoustic attenuation in liquids<br />

PHY21� ����������������������������������������<br />

73


Experiments · Industry<br />

IND04<br />

74<br />

Concentration measurement with<br />

resonance cell<br />

The dependence of the velocity of sound of a salt solution of the concentration is examined. The velocity of sound is<br />

�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������<br />

wave.<br />

Related topics<br />

��������������������������������������������������������<br />

������ �������� ����������� ��������� ������������ ������<br />

frequency, velocity of sound, amplitude modulation,<br />

resonance cell<br />

With increasing concentration in electrolytes a decrease<br />

of compressibility and an increase of density follows. This<br />

leads to a concentration-dependent increase of the velocity<br />

of sound. The velocity of sound in the electrolytes can be<br />

���������������������������������������������������������������<br />

wave (PHY17). The interference maxima generated in the<br />

����������� ���� �������������������� ���� ��� ���� ���������<br />

change of the wave. The amplitude modulation occurs<br />

with the double frequency of the standing wave. A change<br />

�������������������������������������������������������<br />

This is always greatest when the distance h between<br />

�����������������������������������������������������������<br />

the half wavelength of the sound. The velocity of sound c<br />

��� ���� ������� �������� ����� ���������������� ����� ����������<br />

�����������������������������������������������������<br />

measured values are compared to values that are calculated<br />

by the empirical formula for the velocity of sound in sea<br />

water of Mackenzie (JASA, 70, 807-12).<br />

Equipment<br />

Cw generator SC500 20100<br />

Debye-Sears set 20200<br />

������������������� 20302<br />

Photodiode receiver 20303<br />

Oscilloscope, common salt, magnetic<br />

stirrer, thermometer<br />

-<br />

Results<br />

In the diagram the measured values and the comparative<br />

values calculated by the Mackenzie formula are shown. In<br />

���� ��������� �������������� ������ �� ����������� ���������<br />

of the velocity of sound with increasing salt concentration<br />

can be seen. In the range of 0-30 g/kg the measured values<br />

comply well with the theoretical values by Mackenzie.<br />

Related experiments<br />

PHY11� �����������������<br />

PHY17 Acousto-optical modulation at standing waves<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 ·www.<strong>gampt</strong>.de


IND05<br />

�����������������������<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 ·www.<strong>gampt</strong>.de<br />

Experiments · Industry<br />

������������������������������������������������������������������������������������������������������������������<br />

�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������<br />

�����������������������������������<br />

Related topics<br />

�������� ������� �������� ���������� ������� �������� �������<br />

���������������<br />

���� �������� ������ ���� ���� ������������ ���� ��� ����� ���<br />

���������������������������������������������������������<br />

��������������������������������������������������������<br />

���������������������������������������������������������������<br />

�������������������������������������������������������������<br />

of scattering particles and for which the scattering angle is<br />

������������������������������������������������������������<br />

���������� ������ ��� ����������� ���� ��������� ����� ��������<br />

���� ����� ������������ ������� ���������� ������ ���������<br />

����� �������� ����� ���� ����������� ������ �������� ����<br />

and Doppler frequency shift, a calibration factor can be<br />

�����������������������������������������������������������<br />

��������������������������������������������������������<br />

���� ��������� �������� ���������� ������� ��������� ���� ����<br />

������������ ������� ����� ����� ��� ���������� ���� ������� ����<br />

for each pump setting.<br />

Equipment<br />

Ultrasonic pulse Doppler FlowDop 50100<br />

Ultrasonic probe 2 MHz 10132<br />

Double reservoir 50170<br />

Doppler prism 3/8“ 50112<br />

Flow pipe 3/8“ 50152<br />

Centrifugal pump MultiFlow 50130<br />

Ultrasonic gel 70200<br />

Timer -<br />

Results<br />

In the experiment a linear relation was found between the<br />

��������������������������������������������������������<br />

of the linear regression lines, a calibration factor can be<br />

�����������������������������������������������������������<br />

at an arbitrary measured Doppler frequency shift.<br />

Related experiments<br />

PHY13� ������������������������<br />

PHY15 Fluid mechanics<br />

MED03 Basics of Doppler sonography<br />

MED06 Peripheral Doppler blood pressure measurement<br />

75


Experiments · Industry<br />

IND06<br />

76<br />

Angle beam testing<br />

The experiment demonstrates the use of ultrasonic angle beam probes to locate discontinuities. Measurements are carried<br />

������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������<br />

aluminium.<br />

Related topics<br />

����������������������������������������������������������<br />

velocity of sound, longitudinal wave, shear wave, refraction,<br />

angle echo, skip distance<br />

Discontinuities are often not parallel to the surface of the<br />

test object, so that incoming sound at a certain angle, that<br />

is an examination with angle beam probes, is more practical<br />

or even required. While the calibration of normal test heads<br />

for depth measurement only requires the transit time and<br />

the velocity of sound, for angle beam probes additional<br />

geometric factors such as the angle of incidence, the<br />

length of the delay line, the sound exit and the additional<br />

excitation of shear waves due to the tilted coupling of sound<br />

must be taken into consideration. In contract with practice,<br />

where standard calibration objects are used for calibration,<br />

����������������������������������������������������������<br />

��������������������������������������������������������<br />

�� ������� ����� ������ ���� ����������� ������� ���� ���������<br />

incident angles can be examined.<br />

Equipment<br />

Ultrasonic echoscope GAMPT-Scan 10121<br />

Ultrasonic probe 2 MHz 10132<br />

Angle beam wedge 38° 10234<br />

Test block for angle beam probe 10240<br />

Ultrasonic gel 70200<br />

Results<br />

For 38° and 17° delay lines and the aluminium test block<br />

you will receive a measuring arrangement, which is shown<br />

in the graph, with the following obtainable values.<br />

38° 17° 17°<br />

Properties<br />

trans. long. trans. Unit<br />

Sound exit point 16.8 16.0 14.7 mm<br />

Skip distance 48.9 46.0 36.8 mm<br />

Incidence angle 44.5 40.7 18.5 °<br />

Sound velocity 3091.2 6436.6 3093.2 m/s<br />

Delay line 18,9 13.0 12.9 mm<br />

Related experiments<br />

PHY01 Basics of pulse echo method (A-Scan)<br />

PHY08 Ultrasonic B-Scan<br />

IND07 Crack depth determination (TOFD)<br />

IND08 Detection of discontinuities<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 ·www.<strong>gampt</strong>.de


IND07<br />

Crack depth determination (TOFD)<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 ·www.<strong>gampt</strong>.de<br />

Experiments · Industry<br />

������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������<br />

�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������<br />

detection limits.<br />

Related topics<br />

Non-destructive testing (NDT), velocity of sound, shear<br />

������� ����������� ������������ ������ ����� ��������� ������<br />

echo, skip distance, TOFD method, ultrasonic B-Scan<br />

In the fracture mechanical testing of components regarding<br />

���������������������������������������������������������������<br />

for the fault geometry, such as crack depth, crack length<br />

and crack depth position. Surface cracks can be detected by<br />

angle beam probes. Echoes are sought that originate in the<br />

angle between the crack and the surface. Depending on the<br />

������������������������������������������������������������<br />

examined and evaluated in the experiment, are used. On<br />

a test block, a) a groove characteristic line is determined<br />

for crack depth determination using the echo amplitude<br />

method and b) the crack depths are then determined using<br />

�����������������������������������������������������������<br />

results, the suitability and sensitivity of the two methods<br />

can be estimated with respect to the crack geometry. In<br />

addition, another crack depth estimate is done and analysed<br />

by recording a TOFD B-scan using the TOFD probe.<br />

Equipment<br />

Ultrasonic echoscope GAMPT-Scan 10121<br />

2 ultrasonic probes 2 MHz 10132<br />

Angle beam wedge 38° 10234<br />

Transceiver delay line (TOFD) 10237<br />

Crack depth test block 10241<br />

Ultrasonic gel 70200<br />

Results<br />

Using the echo amplitude method, an amplitude-depth<br />

characteristic (comparison objects) can be used to estimate<br />

crack depths that are smaller than half the diameter of<br />

the probe (8 mm). For larger cracks, the echo amplitude<br />

saturates and no longer shows any dependence on the crack<br />

depth. The TOFD method is used to analyse deeper cracks.<br />

However, it does not provide any results for small crack<br />

depths (1 and 2 mm). A complete crack depth test results<br />

from combining both methods.<br />

Related experiments<br />

IND01 Non-Destructive Testing (NDT)<br />

IND02 Detection of cracks with Rayleigh waves<br />

IND06 Angle beam testing<br />

IND08 Detection of discontinuities<br />

77


Experiments · Industry<br />

IND08<br />

78<br />

Detection of discontinuities<br />

������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������<br />

locating techniques for non-destructive testing with ultrasound are analysed, and the selection of the correct locating<br />

technique is discussed for special testing tasks.<br />

Related topics<br />

����������������������������������������������������������<br />

angle of incidence, A-scan, B-scan, normal probe, angle<br />

beam probe, signal-to-noise ratio<br />

�����������������������������������������������������������<br />

are required to locate them and determine the size. In the<br />

experiment, a test block with idealized discontinuities with<br />

a normal probe, an angle beam probe and a transmitterreceiver<br />

probe is examined. B-scans of the test block are<br />

recorded and analysed with each probe. In a second test<br />

run, each probe is used to determine the signal-to-noise<br />

ratio for the discontinuities found. Starting from these<br />

��������� ���� ������������� ��� ���� �������������� ������ �����<br />

the individual locating techniques is evaluated and their<br />

selection discussed with respect to special testing tasks in<br />

practical applications.<br />

Equipment<br />

Ultrasonic echoscope GAMPT-Scan 10121<br />

2 ultrasonic probes 2 MHz 10132<br />

Angle beam wedge 38° 10234<br />

Transceiver delay line (TOFD) 10237<br />

Discontinuity test block 10242<br />

Ultrasonic gel 70200<br />

Results<br />

���������������������������������������������������������<br />

�������������� ������ �������� ��������� �������� ���� ������<br />

localised. Small discontinuities, for example, can only<br />

be located by evaluating the scatter signals with the<br />

transmitter-receiver probe. From the oblique crack, we<br />

only receive an echo signal with the angle beam probe,<br />

and from the back wall only with the normal probe. The<br />

limitations of the modelled discontinuities become also<br />

clear. So in practice a vertical crack will not be detected or<br />

��������������������������������������������������������<br />

than the saw cut in the test block, which is intended to<br />

model such a crack.<br />

Related experiments<br />

PHY08 Ultrasonic B-Scan<br />

IND01 Non-Destructive Testing (NDT)<br />

IND06 Angle beam testing<br />

IND07 Crack depth determination (TOFD)<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 ·www.<strong>gampt</strong>.de


IND09<br />

����������������������<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 ·www.<strong>gampt</strong>.de<br />

Experiments · Industry<br />

�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������<br />

�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������<br />

������������������������������������������������������������������<br />

Related topics<br />

Velocity of ultrasound, transit time measurement,<br />

������������� �������� ����������� ���������� ���� ������<br />

����������<br />

If an ultrasonic wave moves through a moving medium,<br />

the velocities of the sound wave and that of the medium<br />

are superimposed as vectors. If the medium is moving from<br />

the ultrasonic transmitter to the receiver, the velocities<br />

add together and the sound transit time is shorter than in<br />

���� ����� ������� ��� ������ ��� ���� ������� ��� ������� �����<br />

the receiver to the transmitter, the transit time becomes<br />

�������������������������������������������������������������<br />

��� ������� ���� �������� ���� ����� ��� ���� ������� ���� ����� ���<br />

�����������������������������������������������������<br />

�������������������������������������������������������<br />

the dependence of the transit time and thus of the volume<br />

���� ��� ���� ����� ������ ���� ����� ���� ������� ��������� ���<br />

���������������������������������������������������������<br />

suitable for any gas or liquid, without the need for scattering<br />

particles that are required in the Doppler method.<br />

Equipment<br />

Ultrasonic echoscope GAMPT-Scan 10121<br />

2 ultrasonic probes 2 MHz 10132<br />

Centrifugal pump MultiFlow 50130<br />

Double reservoir 50170<br />

Transit time pipe 10180<br />

Ultrasonic gel 70200<br />

- optional oscilloscope -<br />

Results<br />

���� �������� ������ ���� ��������� �������� ����� ����������<br />

��������������������������������������������������������<br />

depending on the pump speed.<br />

Related experiments<br />

PHY15 Fluid mechanics<br />

IND05� �����������������������<br />

79


Experiments · Medicine<br />

MED01 Ultrasonic TM-mode (echocardiography)<br />

In this experiment, the movement of the cardiac wall is simulated with a simple heart model. This movement is examined<br />

by the time motion method (M-Mode). According to the M-mode recording, the heart rate and the cardiac output are<br />

determined.<br />

Related topics<br />

����������� ������������ ������ ����� �������� �����������<br />

time motion mode, imaging of motion sequences, motion<br />

of cardiac wall, echocardiography<br />

Examining the motion sequences of the heart and its<br />

structures in the echocardiography, the time motion mode,<br />

also called the TM mode or short the M mode, is used. As for<br />

a B-scan, the amplitudes of the ultrasonic signal echo of an<br />

A-scan is shown on the vertical axis in grey or false colour<br />

values. The time-shifted echoes for a high pulse repetition<br />

frequency are shown next to one another on a horizontal<br />

�����������������������������������������������������������<br />

over time of the structure examined. In this experiment, a<br />

movement is created manually by a membrane. It simulates<br />

the periodically repeating movement of a cardiac wall or<br />

cardiac valve. The measurement software records a TM<br />

mode image of the simulated movement of the cardiac<br />

wall. This can be analysed and evaluated with respect to the<br />

characteristic values for the description of cardiac activity.<br />

Equipment<br />

80<br />

Ultrasonic echoscope GAMPT-Scan 10121<br />

Ultrasonic probe 4 MHz 10134<br />

Heart model 10220<br />

- optional: tripod set 10310<br />

Results<br />

The left side of the screen capture of the measurement<br />

software working in TM mode shows the TM mode recording<br />

of a cardiac wall movement simulated with the simple heart<br />

model. From this recording, the pulse duration and the<br />

end-systolic ventricular diameter can be determined. The<br />

heart rate, as well as the end-systolic heart volume and the<br />

cardiac output can be derivated from these two values. In<br />

the case of the model, the end-diastolic volume is assumed<br />

to be zero.<br />

Related experiments<br />

PHY01 Basics of pulse echo method (A-Scan)<br />

PHY08 Ultrasonic B-Scan<br />

MED03 Basics of Doppler sonography<br />

MED05 Vascular ultrasound (angiology)<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 ·www.<strong>gampt</strong>.de


MED02<br />

Ultrasonic imaging at breast phantom<br />

(mammasonography)<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 ·www.<strong>gampt</strong>.de<br />

Experiments · Medicine<br />

The examination of a realistic breast phantom with tumours and their locating and size estimate using the B-scan method<br />

shows a typical application of ultrasound in medical diagnostics.<br />

Related topics<br />

����������� ������������ �������� ����������� ��������� ������<br />

echo method, A-scan, B-scan, mammasonography, tumour<br />

size<br />

Mammasonography - the use of ultrasound in examination<br />

of the breast - follows mammography (X-ray examination)<br />

as the second most important imaging procedure for<br />

diagnosis of benign and malignant changes in the breast<br />

tissue. It is used for the early diagnosis of breast cancer. The<br />

��������� ��� ����������� ��� ������������� ���� ���������������<br />

between changes consisting of solid tissue or hollow<br />

��������� ������ ����� ����� ��������� ������ ����� �������� ����<br />

example, the removal of tissue from the breast can be<br />

performed in a controlled manner. Immediately before an<br />

operation, an ultrasonic examination can show the exact<br />

������������������������������������������������������������<br />

targeted intervention. In the experiment, a realistic breast<br />

phantom is initially examined for any pathological changes<br />

���������������������������������������������������������<br />

found and their approximate position determined. Then<br />

the areas found can be examined again with the ultrasonic<br />

probe in A-scan mode, suitable device parameters and a<br />

suitable orientation of the ultrasonic probe adjusted. With<br />

the settings found in this process, a B-scan of the breast<br />

phantom can be recorded along a selected line and then<br />

analysed.<br />

Equipment<br />

Ultrasonic echoscope GAMPT-Scan 10121<br />

Ultrasonic probe 1 MHz 10131<br />

Breast phantom 10221<br />

Ultrasonic gel 70200<br />

Results<br />

The ultrasonic B-scan recorded with the measurement<br />

software shows the tumours with an oval shape and slightly<br />

tilted axis. Acoustic attenuation is increased in tumour<br />

tissue, so that a sound shadow results on the back wall of<br />

the breast phantom.<br />

Related experiments<br />

PHY01 Basics of pulse echo method (A-Scan)<br />

PHY08 Ultrasonic B-Scan<br />

MED04 Biometry at the eye phantom<br />

81


Experiments · Medicine<br />

MED03<br />

82<br />

Basics of Doppler sonography<br />

���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������<br />

������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������<br />

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������<br />

be examined.<br />

Related topics<br />

����������� ������������ �������� ������� ���������� �������<br />

����������������������������������������������������������<br />

cw Doppler, Doppler sonography<br />

With the Doppler sonography, the ultrasound scattering<br />

signal of moving particles (here blood corpuscle) are<br />

detected and evaluated. The signal experiences a frequency<br />

shift due to the movement of the blood cells relative to the<br />

ultrasonic probe. Therefore the signal can be separated<br />

very easily from the signals of the more or less unmoving<br />

vascular walls and organ boundaries. Here, the frequency<br />

������ �������� ��� ���� ���������� ��� ���� ������ ���� ���� ����<br />

velocity among others. If over the course of time during the<br />

measurement (time, x-axis) the scattering intensity (signal<br />

amplitude, colour) is shown depending on the size of the<br />

frequency shift (speed, y-axis), then the so-called Doppler<br />

spectra are obtained. These show characteristic changes<br />

depending on scattering amplitude (number, size, type<br />

��� ������ �������� ���� ���������� ��������� ���� ������ ��� �����<br />

from it) and the speed of the scattering particles. With a<br />

pulse Doppler, a variation in the measurement window also<br />

permits the localisation of the blood vessel.<br />

Equipment<br />

Ultrasonic pulse Doppler FlowDop 50100<br />

Ultrasonic Doppler probe 50135<br />

Centrifugal pump MultiFlow 50130<br />

Arm phantom 50160<br />

Ultrasonic gel 70200<br />

Results<br />

Using the software, the signal processing is shown from the<br />

Doppler shift raw signal (top left) via the Fourier analysis<br />

(top right) up to the colour-coded Doppler frequency<br />

spectrum (bottom). Furthermore the qualitative (pulse<br />

shape) and quantitative (mean and maximum frequency,<br />

signal intensity) evaluation of measurements is possible.<br />

Related experiments<br />

PHY13� ������������������������<br />

PHY15 Fluid mechanics<br />

IND05� �����������������������<br />

MED05 Vascular ultrasound (angiology)<br />

MED06 Peripheral Doppler blood pressure measurement<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 ·www.<strong>gampt</strong>.de


MED04<br />

Biometry at the eye phantom<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 ·www.<strong>gampt</strong>.de<br />

Experiments · Medicine<br />

������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������<br />

biometric ultrasound application based on the A-scan method in the medical diagnosis of ophthalmology.<br />

Related topics<br />

���������������������������������������������������������<br />

��������� ��� ������� ����������� �������������� ���������� ����<br />

������������� ������������ �������� ����������� ��� ���� �����<br />

biometry<br />

The ophthalmology is another medical area, in which<br />

ultrasound is used. Here, ultrasonic particularly takes on<br />

great importance in the biometric recording of the eye,<br />

that is, in the measurement of distances within the eye. For<br />

example, the distance between the cornea and iris is very<br />

������������������������������������������������������������<br />

lens to be implanted in patients with cataracts. Since the<br />

cornea or the lens is too cloudy for optical methods, the<br />

use of ultrasonic methods is very useful here. Even if new<br />

methods using laser light or ultrasonic B-scans are used<br />

������� �������������� ������������� ��� ���� �����������<br />

echoes of an A-scan of the eye are still a simple option for<br />

measurement of the eye. While calculating the sound paths<br />

��������������������������������������������������������<br />

������������������������������������������������������������<br />

��������������������������������������������������������������<br />

the eye phantom provided, the velocity of sound in the lens<br />

����������������������������������������������������������<br />

Equipment<br />

Ultrasonic echoscope GAMPT-Scan 10121<br />

Ultrasonic probe 2 MHz 10132<br />

Eye phantom 10222<br />

Ultrasonic gel 70200<br />

Results<br />

The illustration shows a schematic representation of the<br />

eye phantom and an A-scan taken with the measurement<br />

software. Here, the individual ultrasonic echoes from<br />

locations are assigned to their origins in the eye phantom.<br />

Related experiments<br />

PHY01 Basics of pulse echo method (A-Scan)<br />

PHY21� ����������������������������������������<br />

MED02 Ultrasonic imaging at breast phantom<br />

(mammasonography)<br />

83


Experiments · Medicine<br />

MED05<br />

84<br />

Vascular ultrasound (angiology)<br />

�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������<br />

�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������<br />

of a stenosis and the air chamber function on pulsatility are also examined.<br />

Related topics<br />

����������� ������������ ���������� ������� �������� �������<br />

Doppler sonography, continuity equation, pulse curves,<br />

stenosis, air chamber function<br />

������������������������������������������������������������<br />

between the transmitted and received ultrasonic signal<br />

in a transceiver system in which the transmitter and the<br />

receiver are in motion relative to one another. Using the<br />

����������������������������������������������������������<br />

be examined and their relative velocities determined and<br />

����������������������������������������������������������<br />

by a Doppler probe on a realistic arm phantom. A vascular<br />

restriction is built into the arm phantom in order to simulate<br />

�����������������������������������������������������������<br />

be shown clearly between healthy and changed vessels in<br />

the spectral image. In addition to continuous operation,<br />

the pumps used can also be operated in a pulsating manner<br />

��� ��������� ��������� ������ ����� ��� ���� ������������ ����<br />

��������� ��� �� ��������� ���� ���� ���� �������� ��������� ���<br />

pulsatility are examined.<br />

Equipment<br />

Ultrasonic pulse Doppler FlowDop 50100<br />

Ultrasonic Doppler probe 50135<br />

Centrifugal pump MultiFlow 50130<br />

Arm phantom 50160<br />

Ultrasonic gel 70200<br />

Results<br />

�������������������������������������������������������<br />

the evaluation and visualisation of the Doppler signals<br />

recorded. The example screen shots from the measurement<br />

software show a comparison of the typical Doppler spectral<br />

��������������������������������������������������������<br />

���������������������������������������������������������<br />

Related experiments<br />

PHY13� ������������������������<br />

PHY15 Fluid mechanics<br />

IND05� �����������������������<br />

MED03 Basics of Doppler sonography<br />

MED06 Peripheral Doppler blood pressure measurement<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 ·www.<strong>gampt</strong>.de


MED06<br />

Peripheral Doppler blood pressure<br />

measurement<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 ·www.<strong>gampt</strong>.de<br />

Experiments · Medicine<br />

������������������������������������������������������������������������������������������������������������������<br />

��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������<br />

����������������������������������������������������������������������������������������������<br />

Related topics<br />

�������� ������������ ����� ��� ������ ����� ������ ��������<br />

closure pressure, indirect non-invasive blood pressure<br />

measurement, peripheral occlusive disease<br />

Ultrasonic Doppler methods (Doppler sonography) are the<br />

most important methods in the non-invasive diagnostics<br />

of peripheral vessel diseases. The determination of the<br />

vascular closure pressure (blood pressure measurement)<br />

is analogue to traditional blood pressure measurement<br />

���������� ��� ����������� ���� ���������� ��������� ����� ����<br />

Doppler method it is possible to get quantitatively more<br />

���������������������������������������������������������<br />

and also for occlusions. This permits the systolic closure<br />

����������������������������������������������������������<br />

more precisely. The procedure is mainly used in the<br />

diagnosis of peripheral, arterial vessel diseases. In the<br />

experiment, the technical performance of the measurement<br />

����������������������������������������������������������<br />

����������������������������������������������������������<br />

the centrifugal pump, it is possible to examine continuous<br />

��������������������������<br />

Equipment<br />

Ultrasonic pulse Doppler FlowDop 50100<br />

Ultrasonic Doppler probe 50135<br />

Centrifugal pump MultiFlow 50130<br />

Arm phantom 50160<br />

������������������ 50300<br />

Ultrasonic gel 70200<br />

Results<br />

The diagram shows the dependence of the mean and<br />

maximum frequency on pressure on the blood vessel for a<br />

��������������<br />

Related experiments<br />

PHY13� ������������������������<br />

MED03 Basics of Doppler sonography<br />

MED05 Vascular ultrasound (angiology)<br />

85


GAMPT <strong>Catalogue</strong><br />

Table of contents<br />

Experimental sets<br />

Set 1 Basics of ultrasound . ........................3<br />

Set 2 Ultrasound in medicine . .....................4<br />

Set 3 Ultrasound in material science and engineering . . . 5<br />

Set 4 Shear and surface acoustic waves . ..............6<br />

������������������������ ...........................7<br />

������������������������������� .....................8<br />

Set 7 Doppler sonography . ........................9<br />

����������������������������� ......................10<br />

Set 9 Ultrasonic CT and scanning methods ............11<br />

Equipment and materials<br />

Pulse echo method 14-27<br />

Ultrasonic echoscope GAMPT-Scan ..................14<br />

Ultrasonic probe 1 MHz . .........................16<br />

Ultrasonic probe 2 MHz . .........................16<br />

Ultrasonic probe 4 MHz . .........................17<br />

Hydrophone . ..................................17<br />

Test block (transparent) . .........................18<br />

Test block (black) . ...............................18<br />

Test cylinder set . ...............................19<br />

Shear wave set . .................................19<br />

Acrylic sample for shear wave set ...................20<br />

Aluminium sample for shear wave set . ..............20<br />

POM sample for shear wave set . ...................20<br />

����������������������� ...........................21<br />

Rayleigh wave test block ..........................21<br />

Test block for angle beam probe ....................21<br />

Angle beam wedge . .............................22<br />

Crack depth test block ............................22<br />

Discontinuity test block . .........................22<br />

Transceiver delay line (TOFD) ......................23<br />

Acoustic impedance samples . .....................23<br />

Rayleigh wave attachment . .......................23<br />

Hydrophone set. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24<br />

Lamb wave set . .................................24<br />

Lamb wave delay lines . ..........................25<br />

Lambda plates . .................................25<br />

Transit time pipe . ...............................25<br />

Breast phantom . ...............................26<br />

86<br />

Eye phantom . ..................................26<br />

Heart model . ..................................26<br />

Tripod set . .....................................27<br />

��������������� ................................27<br />

Adapter BNC/LEMO for GAMPT-Scan . ................27<br />

cw (continuous wave) 28-35<br />

cw generator SC500 . .............................28<br />

Debye-Sears set . ................................29<br />

Multifrequency probe . ...........................29<br />

Laser module (red) . .............................30<br />

Laser module (green) . ...........................30<br />

Adapter BNC/LEMO for SC500 . .....................30<br />

AOM sample reservoir . ...........................31<br />

Cover for AOM sample reservoir . ...................31<br />

Projection lens . ................................31<br />

AOM probe adjustment . ..........................32<br />

Acoustic absorber . ..............................32<br />

Beam splitter . ..................................33<br />

������������������� .............................33<br />

Photodiode receiver . ............................33<br />

Thermoacoustic sensor . ..........................34<br />

Measuring reservoir . ............................34<br />

Stirrer for SC500 . ...............................35<br />

Adapter LEMO/BNC for hydrophone . ................35<br />

Doppler 36-41<br />

Ultrasonic pulse Doppler FlowDop . .................36<br />

Doppler prism . .................................37<br />

Flow measuring set . .............................37<br />

Standpipes . ....................................38<br />

Centrifugal pump MultiFlow . .....................38<br />

Double reservoir . ...............................39<br />

Flexible tubes set . ..............................39<br />

������������ ...................................39<br />

Arm phantom . .................................40<br />

������������������ ..............................40<br />

Ultrasonic Doppler probe . ........................41<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de


Table of contents<br />

Scanning 42-44<br />

CT scanner . ....................................42<br />

CT control unit . ................................43<br />

CT reservoir . ...................................44<br />

CT sample . ....................................44<br />

Hydrophone support. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44<br />

Ultrasonic gel . .................................45<br />

Experiments<br />

Physics 48-70<br />

PHY01 Basics of pulse echo method (A-Scan) ..........48<br />

PHY02 Sound velocity in solids .....................49<br />

PHY03 Acoustic attenuation in solids ................50<br />

PHY04 Acoustic attenuation in liquids . ..............51<br />

PHY05 Spectral investigations . ....................52<br />

PHY06 Frequency dependence of resolution power . . . . 53<br />

PHY07 Shear waves in solids .......................54<br />

PHY08 Ultrasonic B-Scan . ........................55<br />

PHY09 Ultrasonic computer tomography (CT) . ........56<br />

����������������������������������� ................57<br />

����������������������� .........................58<br />

PHY12 Projection of standing waves .................59<br />

������������������������������ ...................60<br />

PHY15 Fluid mechanics ...........................61<br />

PHY16 Mechanical scan methods . ..................62<br />

PHY17 Acousto-optical modulation at standing waves . . 63<br />

PHY18 Acousto-optical modulation at travelling waves . 64<br />

PHY19 Phase and group velocity . ..................65<br />

PHY20 Determination of focus zone .................66<br />

���������������������������������������������� ......67<br />

�������������������������������������� .............68<br />

PHY23 Dispersion of ultrasonic waves (Lamb waves) . . . . 69<br />

PHY24 Thermoacoustic sensor . ....................70<br />

Industry 71-79<br />

IND01 Non-Destructive Testing (NDT) ................71<br />

IND02 Detection of cracks with Rayleigh waves . .......72<br />

IND03 Level measurement . .......................73<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de<br />

GAMPT <strong>Catalogue</strong><br />

IND04 Concentration measurement with resonance cell 74<br />

����������������������������� ..................75<br />

IND06 Angle beam testing . .......................76<br />

IND07 Crack depth determination (TOFD) . ...........77<br />

IND08 Detection of discontinuities . .................78<br />

���������������������������� .....................79<br />

Medicine 80-85<br />

MED01 Ultrasonic TM-mode (echocardiography) . ......80<br />

MED02 Ultrasonic imaging at breast phantom<br />

(mammasonography) . ...........................81<br />

MED03 Basics of Doppler sonography . ...............82<br />

MED04 Biometry at the eye phantom . ...............83<br />

MED05 Vascular ultrasound (angiology) . ............84<br />

MED06 Peripheral Doppler blood pressure<br />

measurement . .................................85<br />

87


GAMPT <strong>Catalogue</strong><br />

��������������<br />

88<br />

GAMPT<br />

Gesellschaft für Angewandte Medizinische Physik und Technik<br />

(Company for Applied Medical Physics and Technique)<br />

Founded in 1998 by employees of the Institut für Medizinische Physik und Biophysik<br />

of the Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, the name GAMPT today stands for<br />

comprehensive expertise in the area of ultrasound measurement technology. We create<br />

our own projects and cooperate with partners from all parts of business and research. A<br />

growing network of customers and partners throughout Germany, Europe, Asia and the<br />

United States is an expression of numerous successful cooperative jobs.<br />

Top products for practical education<br />

Based on many years of experience in guiding students in a wide variety of specialisations<br />

through physical laboratory work, we develop and produce equipment and experimental<br />

setups that can be used to provide comprehensible training in the practical applications of<br />

ultrasonic technology in medicine, physics and material science.<br />

State-of-the-art ultrasound measurement<br />

technology<br />

�������������������������������������������������������������������������������������<br />

to plan and implement even very complex and sensitive measurement methods and<br />

equipment – examples are the “BubbleCounter” in the area of medical technology and the<br />

��������������������������������������������������������<br />

Research on behalf of the client<br />

In addition to our own equipment, we also develop custom ultrasound solutions upon<br />

request. From circuit design to the construction of sensors, the development of suitable<br />

software solutions right up to the production of complete devices – the team at GAMPT can<br />

��������������������������������������������������������������<br />

GAMPT mbH · Hallesche Straße 99F · D-06217 Merseburg · Germany · Fon: +49 - 34 61-2786910 · Fax: +49 - 34 61-278691110 · www.<strong>gampt</strong>.de


© <strong>2013</strong> GAMPT mbH<br />

Product images in this catalogue are provided for the purpose of clearer<br />

presentation. Changes in colour and shape are possible. Technical and functional<br />

���������������������������������������������������������������������������������<br />

printing errors are possible.<br />

Image sources:<br />

• GAMPT mbH<br />

• Huntstock / the Agency Collection / Getty Images - Licensed for GAMPT mbH<br />

(catalogue front)<br />

•<br />

University of Stuttgart, Institute for Modelling Hydraulic and Environmental<br />

Systems (back page of catalogue)<br />

Design conception:<br />

ackermannundandere kommunikationsdesign


GAMPT mbH<br />

Hallesche Straße 99F<br />

D-06217 Merseburg<br />

Germany<br />

Fon: +49 - 34 61-2786910<br />

Fax: +49 - 34 61-278691101<br />

info@<strong>gampt</strong>.de<br />

www.<strong>gampt</strong>.de<br />

<strong>Catalogue</strong> for <strong>Education</strong> Products • Experiments xp • Experimental rim ri setups<br />

www.<strong>gampt</strong>.de

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!