DIN EN 61161-2013 Ultrasonics - Power measurement - Radiation force balances and performance requirements (IEC 61161 2013) German version EN 61161 2013《超声波 功率测量 辐射强度平衡和性能要求(IEC 611.pdf

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1、November 2013DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDEPreisgruppe 24DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS

2、 17.140.50!%(t8“2058121www.din.deDDIN EN 61161Ultraschall Leistungsmessung Schallfeldkraft-Waagen und Anforderungen an ihreFunktionseigenschaften (IEC 61161:2013);Deutsche Fassung EN 61161:2013Ultrasonics Power measurement Radiation force balances and performance requirements (IEC 61161:2013);German

3、 version EN 61161:2013Ultrasons Mesurage de puissance Balances de forces de rayonnement et exigences de fonctionnement (CEI 61161:2013);Version allemande EN 61161:2013Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN EN 61161:2007-09Siehe Anwendungsbeginnwww.beuth.deGesamtum

4、fang 53 SeitenDIN EN 61161:2013-11 2 Anwendungsbeginn Anwendungsbeginn fr die von CENELEC am 2013-03-06 angenommene Europische Norm als DIN-Norm ist 2013-11-01. Fr DIN EN 61161:2007-09 besteht eine bergangsfrist bis 2016-03-06. Nationales Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN EN 61161:2011-11

5、. Fr dieses Dokument ist das nationale Arbeitsgremium GUK 821.3 Medizinische Ultraschallgerte“ der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE (www.dke.de) zustndig. Die enthaltene IEC-Publikation wurde vom TC 87 Ultrasonics“ erarbeitet. Das IEC-Komitee hat e

6、ntschieden, dass der Inhalt dieser Publikation bis zu dem Datum (stability date) unverndert bleiben soll, das auf der IEC-Website unter http:/webstore.iec.ch“ zu dieser Publikation angegeben ist. Zu diesem Zeitpunkt wird entsprechend der Entscheidung des Komitees die Publikation besttigt, zurckgezog

7、en, durch eine Folgeausgabe ersetzt oder gendert. nderungen Gegenber DIN EN 61161:2007-09 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) whrend die 2. Ausgabe nur stillschweigend von kreisrunden Wandlern handelte, handelt die aktuelle Ausgabe so weit wie mglich von beiden, kreisrunden und rechteckigen Wa

8、ndlern, inklusive einer Anzahl von Symbolen fr rechteckige Wandler; b) Beachtung finden die fokussierten Flle und der Einflu des Abtastens wurde hinzugefgt; c) die Methode des Kalibrierens der Schallfeldkraft-Waage hngt nun davon ab, ob die Messanordnung als primres oder sekundres Messwerkzeug genut

9、zt wird; d) Anhang B (Basisformular) wurde aktualisiert und in Anhang C wird die Auftriebsnderungsmethode erwhnt (siehe auch zuknftige EN 62555). Frhere Ausgaben DIN EN 61161: 1995-06, 1999-02, 2007-09 Nationaler Anhang NA (informativ) Zusammenhang mit Europischen und Internationalen Normen Fr den F

10、all einer undatierten Verweisung im normativen Text (Verweisung auf eine Norm ohne Angabe des Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich die Verweisung auf die jeweils neueste gltige Ausgabe der in Bezug genommenen Norm. Fr den Fall einer dati

11、erten Verweisung im normativen Text bezieht sich die Verweisung immer auf die in Bezug genommene Ausgabe der Norm. Eine Information ber den Zusammenhang der zitierten Normen mit den entsprechenden Deutschen Normen ist nachstehend wiedergegeben. DIN EN 61161:2013-11 3 Tabelle NA.1 Europische Norm Int

12、ernationale Norm Deutsche Norm Klassifikation im VDE-Vorschriftenwerk IEC 60050-801 a EN 60601-2-5 IEC 60601-2-5 DIN EN 60601-2-5 (VDE 0750-2-5) VDE 0750-2-5 EN 61157:2007 IEC 61157 DIN EN 61157 EN 61689 IEC 61689 DIN EN 61689 (VDE 0754-3) VDE 0754-3 EN 61846:1998 IEC 61846:1998 DIN EN 61846:1999-04

13、 EN 62127-1 IEC 62127-1 DIN EN 62127-1 EN 62127-2 IEC 62127-2 DIN EN 62127-2 EN 62127-3 IEC 62127-3 DIN EN 62127-3 IEC 62555 IEC/TR 60854:1986 IEC/TR 62781 aInternationales Elektrotechnisches Wrterbuch Deutsche Ausgabe“, Online-Zugang: http:/www.dke.de/dke-iev. DIN EN 61161:2013-11 4 Nationaler Anha

14、ng NB (informativ) Literaturhinweise DIN EN 60601-2-5 (VDE 0750-2-5), Medizinische elektrische Gerte Teil 2-5: Besondere Festlegungen fr die Sicherheit von Ultraschall-Physiotherapiegerten DIN EN 61157, Normverfahren fr die Angabe der akustischen Ausgangsgren von medizinischen Ultraschalldiagnostikg

15、erten DIN EN 61689 (VDE 0754-3), Ultraschall Physiotherapiesysteme Feldspezifikation und Messverfahren im Frequenzbereich von 0,5 MHz bis 5 MHz DIN EN 61846:1999-04, Ultraschall Druckpuls-Lithotripter Feldcharakterisierung (IEC 61846:1998); Deutsche Fassung EN 61846:1998 DIN EN 62127-1, Ultraschall

16、Hydrophone Teil 1: Messung und Charakterisierung von medizinischen Ultraschallfeldern bis zu 40 MHz DIN EN 62127-2, Ultraschall Hydrophone Teil 2: Kalibrierung fr Ultraschallfelder bis zu 40 MHz DIN EN 62127-3, Ultraschall Hydrophone Teil 3: Eigenschaften von Hydrophonen zur Verwendung in Ultraschal

17、lfeldern bis zu 40 MHz EN 61161 April 2013 EUROPISCHE NORM EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE ICS 17.140.50 Ersatz fr EN 61161:2007 Deutsche Fassung Ultraschall Leistungsmessung Schallfeldkraft-Waagen und Anforderungen an ihre Funktionseigenschaften (IEC 61161:2013) Ultrasonics Power measurement Radi

18、ation force balances and performance requirements (IEC 61161:2013) Ultrasons Mesurage de puissance Balances de forces de rayonnement et exigences de fonctionnement (CEI 61161:2013) Diese Europische Norm wurde von CENELEC am 2013-03-06 angenommen. Die CENELEC-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC

19、-Geschftsordnung zu erfllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen dieser Europischen Norm ohne jede nderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim CEN-CENELEC Manage

20、ment Centre oder bei jedem CENELEC-Mitglied auf Anfrage erhltlich. Diese Europische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Franzsisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache, die von einem CENELEC-Mitglied in eigener Verantwortung durch bersetzung in seine Landessprache gemac

21、ht und dem CEN-CENELEC Management Centre mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen. CENELEC-Mitglieder sind die nationalen elektrotechnischen Komitees von Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deutschland, der ehemaligen jugoslawischen Republik Mazedonien, Estland, Finnland

22、, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, der Trkei, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Z

23、ypern. CENELEC Europisches Komitee fr Elektrotechnische Normung European Committee for Electrotechnical Standardization Comit Europen de Normalisation Electrotechnique Management Centre: Avenue Marnix 17, B-1000 Brssel 2013 CENELEC Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Ve

24、rfahren, sind weltweit den Mitgliedern von CENELEC vorbehalten. Ref. Nr. EN 61161:2013 DDIN EN 61161:2013-11 EN 61161:2013 Vorwort Der Text des Dokuments 87/520/FDIS, zuknftige 3. Ausgabe der IEC 61161, erarbeitet vom IEC/TC 87 Ultrasonics“, wurde zur parallelen IEC-CENELEC-Abstimmung vorgelegt und

25、von CENELEC als EN 61161:2013 angenommen. Nachstehende Daten wurden festgelegt: sptestes Datum, zu dem dieses Dokument auf nationaler Ebene durch Verffentlichung einer identischen nationalen Norm oder durch Anerkennung bernommen werden muss (dop): 2013-12-06 sptestes Datum, zu dem nationale Normen,

26、die diesem Dokument entgegenstehen, zurckgezogen werden mssen (dow): 2016-03-06 Dieses Dokument ersetzt EN 61161:2007. EN 61161:2013 enthlt die folgenden wesentlichen technischen nderungen gegenber EN 61161:2007: whrend die 2. Ausgabe nur stillschweigend von kreisrunden Wandlern handelte, handelt di

27、e aktuelle Ausgabe so weit wie mglich von beiden, kreisrunden und rechteckigen Wandlern, inklusive einer Anzahl von Symbolen fr rechteckige Wandler; Beachtung finden die fokussierten Flle und der Einfluss des Abtastens wurde hinzugefgt; die Methode des Kalibrierens der Schallfeldkraft-Waage hngt nun

28、 davon ab, ob die Messanordnung als primres oder sekundres Messwerkzeug genutzt wird; Anhang B (Basisformular) wurde aktualisiert und im Anhang C wird die Auftriebsnderungsmethode erwhnt (siehe auch zuknftige EN 62555). Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Pa

29、tentrechte berhren knnen. CENELEC und/oder CEN sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. Anerkennungsnotiz Der Text der Internationalen Norm IEC 61161:2013 wurde von CENELEC ohne irgendeine Abnderung als Europische Norm angenommen. In der offizie

30、llen Fassung sind unter Literaturhinweise“ zu den aufgelisteten Normen die nachstehenden Anmerkungen einzutragen: IEC 60601-2-5 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 60601-2-5. IEC 61157 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 61157. IEC 61846:1998 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 61846:1998 (nicht modifiziert). IEC 621

31、27-1 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 62127-1. IEC 62127-2 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 62127-2. IEC 62127-3 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 62127-3. IEC 62555 1)ANMERKUNG Harmonisiert als EN 62555 1). 1)Im Entwurfs-Stadium. 2 DIN EN 61161:2013-11 EN 61161:2013 Inhalt SeiteVorwort .2 Einleitung5 1 Anwen

32、dungsbereich.6 2 Normative Verweisungen.6 3 Begriffe.6 4 Liste der Formelzeichen.7 5 Anforderungen an Schallfeldkraft-Waagen 8 5.1 Allgemeines8 5.2 Target-Typ9 5.3 Target-Durchmesser 10 5.4 Waage/Kraftmesssystem .10 5.5 Messgef10 5.6 Target-Aufhngung 10 5.7 Wandlerhalterung.10 5.8 Abschirmfolien10 5

33、.9 Wandlerankopplung .11 5.10 Kalibrierung 11 6 Anforderungen an Messbedingungen11 6.1 Seitliche Target-Anordnung .11 6.2 Target-Abstand vom Wandler 11 6.3 Wasser .11 6.4 Wasserkontakt12 6.5 Umgebungsbedingungen.12 6.6 Thermische Drift.12 7 Messunsicherheit .12 7.1 Allgemeines12 7.2 Waagensystem ein

34、schlielich Target-Aufhngung12 7.3 Linearitt und Auflsung des Waagensystems12 7.4 Extrapolation auf den Schaltzeitpunkt des Ultraschallwandlers 13 7.5 Target-Unvollkommenheiten13 7.6 Form des reflektierenden Targets13 7.7 Seitliche Absorber im Fall von Messungen mit reflektierendem Target.13 7.8 Fehl

35、ausrichtung des Targets13 7.9 Fehlausrichtung des Ultraschallwandlers 13 7.10 Wassertemperatur13 7.11 Ultraschallschwchung und akustische Strmung.14 7.12 Folieneigenschaften .14 7.13 Endliche Target-Gre.14 3 DIN EN 61161:2013-11 EN 61161:2013 Seite7.14 Annahme ebener Wellen. 14 7.15 Einfluss der Abt

36、astung. 14 7.16 Umgebungseinflsse. 14 7.17 Messung der Anregungsspannung . 14 7.18 Temperatur des Ultraschallwandlers. 14 7.19 Nichtlinearitt. 14 7.20 Fallbeschleunigung 15 7.21 Andere Quellen 15 Anhang A (informativ) Zustzliche Angaben zu verschiedenen Gesichtspunkten der Schallfeldkraft-Messungen

37、16 Anhang B (informativ) Grundlegende Gleichungen 29 Anhang C (informativ) Andere Verfahren der Ultraschall-Leistungsmessung 35 Anhang D (informativ) Ausbreitungsmedium und Entgasung 36 Anhang E (informativ) Schallfeldkraft-Messungen an divergierenden Ultraschallbndeln. 37 Anhang F (informativ) Eins

38、chrnkungen auf Grund der Waagenanordnungen . 41 Literaturhinweise 45 Anhang ZA (normativ) Normative Verweisungen auf internationale Publikationen mit ihren entsprechenden europischen Publikationen . 49 Bilder Bild 1 Schnitt durch ein absorbierendes Target 15 Bild 2 Linearittsprfung: Waagenanzeige al

39、s Funktion der Eingangsgre 15 Bild E.1 Kolbenmembranergebnis (oszillierende Kurve) fr P/cF als Funktion von ka. 38 Bild E.2 P/cF als Funktion von ka fr vier verschiedene pseudo-trapezfrmige Amplitudenverteilungen. 38 Bild E.3 Verhltnis des Strahlungsleitwertes G, ermittelt mit einem konvex-konischen

40、, reflektierenden Target, zu dem ermittelt mit einem absorbierenden Target, aufgetragen gegen den ka-Wert 29 . 40 Bild F.1 Anordnung A mit absorbierendem (a) oder reflektierendem (b) Target 41 Bild F.2 Anordnung B mit konvex-konischem, reflektierendem Target 42 Bild F.3 Anordnung B mit absorbierende

41、m Target . 42 Bild F.4 Anordnung C mit absorbierendem Target. 42 Bild F.5 Anordnung E mit absorbierendem (a) oder mit konkav-konischem, reflektierendem (b) Target 42 Bild F.6 Anordnung F mit konvex-konischem, reflektierendem Target. 43 Bild F.7 Anordnung F mit absorbierendem Target . 43 Tabellen Tab

42、elle F.1 Vor- und Nachteile verschiedener Anordnungen 44 4 DIN EN 61161:2013-11 EN 61161:2013 Einleitung Es gibt eine Reihe von Messverfahren fr die Bestimmung der emittierten Gesamtleistung von Ultraschallwandlern (1, 2, 3, siehe auch Anhang C). Der Zweck dieser Internationalen Norm ist es, Normver

43、fahren fr die Messung der Ultraschallleistung in Flssigkeiten im unteren Megahertz-Frequenzbereich auf Grundlage der Schallfeldkraft-Messung mit einer gravimetrischen Waage festzulegen. Der groe Vorteil der Schallfeldkraft-Messungen ist, dass ein Wert fr die emittierte Gesamtleistung erhalten wird,

44、ohne Felddaten ber den Querschnitt des emittierten Schallbndels integrieren zu mssen. Die vorliegende Norm kennzeichnet die Fehlerquellen und beschreibt ein systematisches Stufenverfahren zur Beurteilung der Gesamtmessunsicherheit sowie alle Vorkehrungen, die getroffen werden sollten, und Messunsich

45、erheiten, die bei der Durchfhrung der Leistungsmessungen bercksichtigt werden sollten. Die grundlegenden Sicherheitsanforderungen an physiotherapeutische Ultraschallgerte sind in IEC 60601-2-5 aufgefhrt und beziehen sich auf IEC 61689, worin die Notwendigkeit einer geringeren Messunsicherheit als 15

46、 % auf einem Vertrauensniveau von 95 % fr Schallleistungsmessungen festgelegt ist. Unter Bercksichtigung der blicherweise schlechteren Genauigkeit bei der praktischen Anwendung mssen Bezugsmessverfahren mit geringeren Messunsicherheiten als 7 % erarbeitet werden. Die Deklarationsanforderungen fr dia

47、gnostische Ultraschallgerte einschlielich Ultraschallleistung sind in anderen IEC-Normen festgelegt, z. B. IEC 61157. Die genaue und wiederholbare Messung der Schallleistung mit einer Schallfeldkraft-Waage, wie in dieser Norm definiert, wird von einer Anzahl praktischer Probleme beeinflusst. Als Anl

48、eitung fr den Anwender werden im Anhang A unter Verwendung der im Hauptteil genutzten Abschnitts- und Unterabschnittsnummerierung zustzliche Informationen gegeben. 5 DIN EN 61161:2013-11 EN 61161:2013 1 Anwendungsbereich Diese Internationale Norm: legt ein Bestimmungsverfahren fr die emittierte Gesamtschallleistung von Ultraschallwandlern auf Grundlage der Verwendung einer Schallfeldkraft-Waage fest; stellt allgemeine Regeln fr die Verwendung von Schallfeldkraft-Waagen auf, in denen ein Hindernis (Target) das zu messende Schallfeld unterbricht; legt Einschrnkungen des Schallfeldkraft-Verfahr