【YY医药标准】 超声多普勒换能器技术要求和试验方法

中华人民共和国医药行业标准
YY/T0111-93
超声多普勒换能器技术要求和试验方法1993-02-10发布
国家医药管理局发布
1993-05-01实施
中华人民共和国医药行业标准
超声多普勒换能器技术要求和试验方法1主题内容与适用范围
本标准规定了超声多普勒换能器的主要技术要求及测试方法。YY/T0111-93
本标准适用于医用超声多普勒胎儿诊断及监护设备所配用的压电型超声多普勒换能器，其有效工作面积(包括发射和接收)的半径为5~13mm，超声工作额率范围为0.8~5.0MHz。2引用标准
ZBC41010单元脉冲-回波超声换能器一般技术要求和测量方法3术语、特号
3.1相对带宽relativebandwidth由发、收晶片组成的多普勒换能器的频响曲线中，最大响应频率f，两侧下降6dB处所对应的高低两频率f和fL之差，与f，的比值，即(f一f.)/f，符号BW，单位%。3.2相对灵敏度relativesensitivity在指定的固态表面反射下，接受品片上输出信号电压V，与施加于发射晶片上的输入信号电压V之比的分贝数，即20lg（V./V.），符号M.，单位dB。3.3发，收信号申混cross-signal betweentransmitterandreceive被测换能器空载时，接收品片上输出信号电压V!与施加于发射晶片上的输入信号电压V！之比的分贝数，符号M.，即20lg(V，/V.)，单位dB。3.4复合指向性cobineddirectional characteristic由发、收品片组成的多普勒换能器的发、收合成指向性，它相当于发，收指向性函数的乘积。3.5复合指向性的主辩束宽beamwidthofmajorlobe在包括声轴的平面内，在给定的测量距离上测得的声束断面曲线中，声轴两侧比轴上段大声压低6dB(对单元式换能器）或18dB（对多元式换能器）处的二点距离，其符号分别是d-6dB和d-18B，单位mm。
3.6复合指向性的主次比theratebetweenmajorlobeandsidelobe在复合指向性图案中，主辩与第一旁群（次极大）幅值比的分贝数，符号为Rm，单位dB。4产品分类
4.1多普换能器，按其工作方式可分为连续波和脉冲波两种。4.2在连续波和脉冲波两种形式中，按探头的结构特征，又可分为单元式（包括单晶片分隔电极和双晶片分离式）与多元式（梅花形）二种，4.3在换能器壳体上应具有清晰和持久的标志，以表示出其工作方式、结构形式、标称颇率等，标志由下列三部分组成，并按下列顺序排列：国家医药管理局1993-02-10批准1993-05-01实施
YY/T0111—93
标称频率：以MHz为单位的二位数结构形式：D一单元式，M一多元式工作方式：C一连续波，P一脉冲波示例：工作方式为连续波的梅花形3.5MHz换能器，其标志为\CM3.5”5技术要求
5.1本标准规定的超声多普勒换能器的主要性能指标见表1。表1主要性能指标要求
性能指标
了，与标称频率的偏差
相对带宽
相对灵敏度
发、收信号申混
复合指向性
的主束宽
复合指向性的主次比
电阻抗(或导纳)偏差
d-indn
AZ(或AY)
连续波探头
单元式
5.2对换能器的一般技术要求按ZBC41010中有关条款执行。6测试条件
6.1除仪器设备外，测试条件均按ZBC41010中有关条款执行。6.2本标准规定的主要仪器设备及要求见表2表2主要仪器设备及要求
测量仪器设备名称
多元式
主要技术要求
脉冲波探头
单元式
脉冲填冲频率：不窄于0.5~10MHz，连续可调正弦波周数：15周
量复频率，50Hz~1.5kHz，连续可调猝发音信号发生器
输出幅度：1~20V，连续可调
输出阻抗：5c2
多元式
测量仪器设备名称
双踪示波器
数字频率计
高频衰减器
频谱分析仪
脉冲信号发生器
选通电路
宽带放大器
消声水槽
机械调整机构
固态反射体
反射球靶
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续表2
频率范围，DC~20MHz
灵敏度：优于5mV/div
时基精度：优于土5%
输入阻抗：>1Mn
频率范图：0.120MHz
测量相对误差：<0.1%
主要技术要求
频率范围，不窄于0.1~20MHz
输入输出阻抗：500
最大衰减：>60dB
最小衰减间隔：0.1dB
插入损耗，<0.15dB
频率范围：不窄于0.1~30MHz
滤波器带宽：5Hz～50kHz（-3dB，连续或分档可调）带宽精度：士20%（3dB带宽）
重复频率；0.1~2kHz，连续或分档可调前沿上升时间：<30ns
脉冲持续时间：0.05~0.1μs
输出幅度：>50V
输出阻抗：50m
闸门宽度：0.5~100μs(连续可调）延迟范围：0.1~200us（连续可调）最大输出电压：1V
闸门外信号衰减：40dB
通频带：0.1~20MHz
增益：0~40dB(连续或分档可调）水面及内墅布放吸声材料，满足自由场条件，具体要求参照ZBC41010实行
能方便地安装各种被测换能器，并使其沿X、Y、2方向连续移动，移动范围不小于20cm，精度士0.2mm，探头角度调节精度士0.2°按ZBC41010有关条款执行
不锈钢球，直径34mm，球的后方用细杆支撑或配有倒向反射锥体，以保证不产生附加反射
7测试方法
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7.1。与标称频率的偏差及相对带宽的测量7.1.1猝发音法
测量步骤如下：
a，按图1连接各仪器设备，
b.将被测换能器与固态反射体共轴放置，并使固态反射体的反射面位于被测换能器工作表面距离为Z。的位置，Z。由式（1)计算：Zo~R/a
式中，入——在换能器标称频率下水中声波的波长，m，1
R一一对单元式换能器，为有效工作面的半径，对多元式换能器，为其中最大晶片的有效工作面的半径，m。
按操作程序开启各仪器，先将猝发音信号调至换能器标称频率；c.Www.bzxZ.net
d。调节被测换能器角度，使示波器上显示的第一次回波幅度最大；将猝发音信号电压调至某一适当值，并保持恒定，e.
f。调节猝发音信号的频率，使示波器上显示的第一次回波幅度最大，此时由数字频率计上直接读出的频率值即为换能器的最大响应频率，g：在保证猝发音信号恒定的条件下，继续调节猝发音信号频率并配合使用高频衰减器，测得比f。时回波幅值下降6dB的高低两额率f和孔的值，h.由式(2)和式(3)分别计算标称频率了与最大响应频率F。的偏差AF及相对带宽BW.，即Af(%)=[(f,-)/f×100
BW.(%)=［(F-fL)/f,J×100
葬发音信号
发生器
高频衰减器
额率计
消声水
被测换能器
固态反射体
图1猝发音法测量原理图
双踪示波器
·（2）
·（3）
7.1.2频谱分析法
测量步骤如下：
按图2连接各仪器设备
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按照7.1.1条步骤b放置好被测换能器与固态反射体，按操作程序开启各仪器：
调节猝发音信号的频率，使示波器上显示的第一次回波幅度最大！调整闸门信号的位罩和宽度，使第一次回波刚好全部框入闸门，又避免其他杂波进入闸门，在题谱仪的显示屏上直接读出该换能器频谱曲线的最大响应频率，同时分别读出位于，两侧且比f，处曲线峰值低6dB的两个频率f和f的值，由式（2)和式（3)分别计算标称频率于与最大响应频率f，的偏差及相对带宽。脉冲信号
发生器
放大器
被测换能器
图2频率分析法测量原理图
7.2相对灵敏度及发、收信导串混的测量7.2.1按图1连接各仪器设备。
7.2.2执行7.1.1猝发音法的测量步骤a至f。额谱分析仪
示被器
7.2.3在双踪示波器屏幕上分别读出施加于发射晶片上的信号电压V和接受晶片上的信号电压V.。7.2.4将被测换能器拿出水槽，置于空气中并将其工作面擦干，使其处于无声负载状态，测出此时施加于发射晶片上的信号电压V'和接受晶片上的信号电压V。7.2.5按式（4)和式(5),，分别计算相对灵敏度M.及发、收信号串混Mc。M.=20lg(V./V.)
M。=20lg(V./V)
7.3复合指向性主瓣束宽及主次比的测量7.3.1按图3连接各仪器设备。
（4）
（5）
7.3.2将反射球靶放置在被测换能器的声轴上，并使球靶距被测换能器工作表面距离为按式（1)确定的Zo。
7.3.3按操作程序开启各仪器。
7.3.4适当选择脉冲信号的电压值，并保持输出恒定，调整闻门，使来自球靶的第次回波脉冲刚好全部框入闸门，细调换能器角度，使接收回波达最大值。5
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7.3.5按图4a和图4b所示的参考方向，将被测换能器分别沿XX和YY方向移动，调节高频衰减器，在声轴两侧分别测出比轴上最大信号下降6dB（对单元换能器）或18dB（对梅花换能器）的两点位置，其问距离即为主舞束宽，然后继续向外移动，分别找出两侧第一旁瓣，并测出其与轴上最大信号相差的分贝数，即为其主次比。
腺冲信导
发生器
双踪示效器
放大强
机镀调节装置
测换能器
消声水榨
图3换能器波束特性测量原理图
a单元式
b多元式
衰减器
图4测量换能器波束特性的参考方位示意图7.4电阻抗(或导纳)偏差的测量
7.4.1测量步骤按ZBC41010中5.7条执行，但须注意，测量频率为f，，换能器的连接端为发射晶片。7.4.2根据对换能器发射晶片一端输入电阻抗Z.（或导纳Y.)的测量结果及产品标称电阻抗Z(或标称电导纳Y),按式(6)计算电阻抗偏差AZ(AY的计算与其相同),即AZ(%) ={(Z -Z)/ZJX 100
附加说明：
本标准由国家医药管理局提出。YY/T0111—93
本标准由武汉医用超声设备质量检测中心归口。本标准由中国科学院武汉物理研究所负责起草。本标准主要起草人张德俊、胡永合、邹宗椿。（京）新登字023号
中华人民共和国医药
行业标准
超声多普勒换能器技术要求和试验方法YY/T 0111—-93
中国标准出版社出版
（北京复外三里河）
中国标准出版社北京印刷厂印刷新华书店北京发行所发行各地新华书店经售版权专有不得翻印
开本880×12301/16印张3/4字数12千字1993年10月第一次印刷
1993年10月第一版
印数1-2000
标目226--47
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