ZB C 41002-1985 医用超声诊断仪器 声功率的测量方法.pdf

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1、中华人民共和国专业标准医用超声诊断仪器声功率的测量方法ZB C 41002-85Methods of measuring the sound powerultrasonic diagnostic equipment for medical本标准适用于1.25一6.30MHz频率的医用超声诊断仪器，0.1一50m W范围内平面圆形活塞超声换能器声功率的测量。1名词、术语1.1超声换能器Ultrasonic transducer在超声频率范围内，能够将电能转换为机械能，反之也可将机械能转换为电能的器件。1.2输出超声平均功率Output ultrasound average power超声换能器向

2、近似自由声场的传声媒质中，单位时间内所辐射的平均超声能_a,简称声功率。符号:尸，单位:Wa1.3辐射力Radiation force在声场内，由于声场的作用对物体所引起的力的时间平均值。或者说，在声场内两种不同媒质的界面上所出现的力的时间平均值。符号:F，单位:No1.4靶Target放置在声场内作为承受辐射力的目标，并用它来测量辐射力的数值。2测f的精度本标准的测量精度应士15%,3测皿原理用辐射力法侧量声功率。3.1基本公式对于小振辐平面超声波，两种媒质的界面处出现的辐射力，等于界面两边声能密度的差值。辐射力与换能器声功率的关系式如下:对于全吸收靶P对于全反射靶尸二C F 。，一(1)C

3、F一2 cos 0(2)式中:尸声功率，W;F辐射力，N;C声束在传声媒质中的传播速度，m/s;0人射波传播的方向与反射面法线之间的夹角，rad或(“)。3.2应用基本公式的条件3.2.1靶的面积足够大。可以截获全部超声束，也就是没有照射到靶的声功率值可忽略不计。3.2.2声束在传声媒质中传播不被媒质吸收。如有吸收，公式(1)和(2)中P值仅表示在靶国家医药管理局1985 -04一17发布1985一10一07实施ZB C 41002-85的那个位置的超声功率，要转换到换能器的声输出功率必须乘1-2-，修正系数(*平面波幅度衰减系数;x哪)能器与靶之间的距离)。a与频率尸成比例关系，例如在23纯

4、水中，MHz-cm-生=，x1n一。I一_ 3.2.3除了靶以外的侧量装置的元、部件不得引起任何反射，或者所产生的反射不能回到换能器对它起作用。3.2.4符合基本公式的另一条件是平面波，一般在近场内超声换能器的场结构与平面波的场结松是不同的，但是平面活塞型单元换能器的K，值相当高(K声在传声液体中的圆波数;r-一一换能器的半径)，当K 35时，即符合平面波的条件，这一点一般平面活塞型单元换能器都能满足。4测It系统4.1测f系统的主要组成部分由靶、消声槽和电子微w天平三部分组成。被测超声换能器发射的声束照射到靶卜所产生的辐时力用电子微量天平测量。4.2测f装置及仪器4.2.1靶的声学斗教胜必须

5、十分接近两种情况的一种:全吸收型或全反射型。4.2.1.1全吸收靶必须满足二点:声波进人吸收材料后无反射和声能全部转变为热。例如吸声橡胶尖劈。4.2.1.2全反射靶a.为了靶面能达到全反射的要求，表面应平整、光洁，光洁度不低于甲10.b.靶的可压缩性必须尽量降低。如果靶的压缩性大，周围空气压力的波动将会影响到靶的浮力变化。例如采用硬质泡沫塑料，在夹射面镀上一层薄金属做成的靶能够得到满意的效果。c.靶面与超声束轴的夹角为4500d.反射靶反射的超声能量应被消声槽所吸收。4.2.2消声槽内壁铺有吸声材料，以形成近似的自由声场。槽内除了靶以外其它元、部件(如传感组件)不应有影响测量的反射。4.2.3

6、测力仪器可以是分离的电子微量天平，用细丝将靶悬吊在天平的测量臂上，细丝直径应尽量细，例如50u m直径的铂铱丝，也可以将电子微量天平的传感部分(如光电器件，电容器件)与靶组成对超声辐射力起传感作用的组件。5 Ml f条件5.1传声媒质以除气水为好，水温为23 1 3。如用其它传声媒质，如变压器油、液体石腊等，其传播速度应采用该媒质23士3时的声速。水的除气应将水在大气压下煮沸15m in或在低于30mmHg气压条件下处理3h。其它传声媒质的除气是采用后一种方法。除了采用特殊的贮存方法外，一般在测量过程中，最少应在12h内进行一次除气。5.2靶的尺寸应尽量的大，可以完全截获超声束。对于平面圆形活

7、塞超声换能器系统，靶的半径必须大于超声换能器半径的1.5倍。5.3靶与超声换能器的距离应符合(3)式的要求，并应避免声能由靶反射到超声能器端面。_d一P1戈一4A”“”“”(3)式中:1一一书n受力表面中心与超声换能器端面的距离，MM;d一一超声换能器的直径，mm;A-一超声波的波长，mm.5.4薄膜的性质ZB C 41002-85影5.pa4.1如果媒质的吸收是不可忽略的，如通过的声程比较长或是频率比较高时，防止“声冲流”的，建议在换能器与靶之间放置一塑料薄膜，薄膜厚度应小于209 m，位置靠近靶面。5.4.2为了防止薄膜的反射影响测量的精确度，薄膜应该倾斜于超声换能器端面。5.4.3如果薄

8、膜的透声系数对测量的精确度影响较大则应进行理论的或实验的修正。6环境要求6.1测量系统必须采取防震、隔热措施，防止空气的冲击。6.2消声槽应是封闭的，避免液体蒸发时表面冷却而引起热的对流现象。7测t步骤7.1按(3)式的关系，调整靶中心与超声换能器端面的距离，在功率为最大点的位置进行测量。1.2超声换能器的端面涂上祸合剂紧贴透声薄膜，使换能器对准靶中已、，并加以固定。7.3被测仪器经预热后，接通高压电源，经换能器将声能量输送到测量靶上，这时电子微量天平显示出一质量的示值，质量值乘上重力加速度8值，即为辐射力，将辐射力F值分别代人公式(1)或(2)，算出超声功率值。7.4如果电子微量天平的传感组件是置于消声槽内的结构，输出的电信号经过处理可直接校准于毫瓦值的读数。附加说明:本标准由全国医用电器标准化技术委员会提出，由上海医疗器械研究所归口。本标准由湖北医疗器械研究所负责起草。本标准主要起草人陶肃璋。