ICS 11.040.50 YY C 41 中华人民共和国医药行业标准 YY/T1089—2007 代替YY/T91089—1999 单元式脉冲回波超声换能器的 基本电声特性和测量方法 Electroacoustic characteristics and measurement methods of singleelement pulse-echoultrasonic transducers 2007-01-31发布 2008-01-01实施 国家食品药品监督管理局 发布 YY/T1089—2007 前言 本标准代替YY/T91089—1999《单元脉冲 回波超声换能器一般技术要求和测量方法》。 本标准与YY/T91089一1999的主要差异是： 由于本标准修改为方法标准，故标准名称改为《单元式脉冲回波超声换能器的基本电声特性和 测量方法》，并删去了一般技术要求、检验规则、包装、贮存、标志、运输等内容。 改正了原标准的错误。 按最新版本更新了规范性引用文件。 本标准由国家食品药品监督管理局提出。 本标准由全国医用超声设备标准化分技术委员会归口。 本标准由国家武汉医用超声波仪器质量监督检测中心起草。 本标准起草人：忙安石、王志俭、白德念。 本标准的历次版本为： ZBC41010—1988 YY/T91089—1999。 YY/T1089—2007 单元式脉冲回波超声换能器的 基本电声特性和测量方法 1范围 本标准规定了单元式脉冲回波超声换能器的术语和定义、基本电声特性及其测量方法。 本标准适用于发收兼用的压电型单元式脉冲回波超声换能器，其有效辐射面的直径不大于30mm， 工作频率范围为1MHz～10MHz。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有 的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB3102.7—1993声学的量和单位 GB/T3238一1982声学量的级及其基准值 GB/T3947—1996声学名词术语 3术语和定义 3. 1 界面interface 在超声波传播路径中，区别和分隔两种不同性质媒质的面。 注：GB/T3947—1996中interface译为"接口”。 3. 2 猝发音 toneburst 由一系列间断的正弦波组成的一种脉冲，用作窄带激励信号，本标准规定每个脉冲内填充15～ 20个周期的正弦波。 3. 3 焦距focallength 由聚焦换能器的辐射面中心，沿声束轴线到焦平面的距离。 3. 4 焦深depthoffocus 沿声束轴线，焦平面两侧四倍聚焦面积的点之间的距离。 3.5 焦面积focalarea 焦平面上声束的横截面积。 3.6 焦平面focalsurface 聚焦换能器的最小声束横截面积所在的平面。 1 YY/T1089—2007 4基本电声特性 本标准所规定的超声换能器基本电声特性参数如表1所列。 表1基本电声特性参数的符号、单位、定义和测量方法 序号 特性参数 符号 单位 定 测量方法 义 脉冲回波最大 由参考平面反射回来的第一次脉冲回波的频谱中， fp 响应时频率 最大幅值处的频率 由参考平面反射回来的第一次脉冲回波的频谱中， 脉冲回波 见 6.1 Af MHz 在最大幅值频率高低两侧，比最大幅值低6dB的 2 频带宽度 或6.2 两个频率之差，即：△f=f-fi 脉冲回波 fe 根据f和fi值，由（f+fi)/2算出的频率 中心频率 由参考平面反射回来的第一次脉冲回波电压最大 幅值Umax与被测换能器相应的激励电压（对应频率 相对脉冲回波 dB 见6.1 M f.)峰值U。之比的对数值： 灵敏度级 Umex M=20 lg 由参考平面反射回来的第一次脉冲回波电压，在最 脉冲回波宽度 大幅值电压高低两侧，从最大幅值下降到20dB 见6.3 20 dB μs (持续时间 （10%)时两点间的持续时间 由被测换能器所产生的峰值声压p与其激励电压 发射电压 峰值U。（对应频率f。)之比的对数值： SvL dB 见6.4 响应级 SvL=20 lg ，以1μPa/V为基准值 在包括声轴的参考平面内（对应频率f,），在给定测 Bv(-6 dB), 发射波束宽度 量距离处与声轴垂直的直线上，声轴两侧比轴上最 见6.5 mm Bv(-20 dB) 大声压低6dB和20dB处的两点间距离 由参考靶面反射回来的第一次脉冲回波，在包括声 脉冲回波 B, 轴的参考平面内（对应频率f,），在给定测量距离 mm 见6.6 8 波束宽度 (12 dB) 处与声轴垂直的直线上，声轴两侧比轴上最大声压 低12dB处的两点间距离 电阻抗或 Z.fe a 在自由场条件下，对应频率f。时，换能器电输入端 见6.7 6 电导纳 Y。 f. S 所呈现的等效电阻抗或电导纳 在某一规定电压下，允许流过换能器端面（与病人 介电绝缘性 μA 接触面的泄漏电流，即能承受某一击穿电压和允 见 6.8 10 许最小漏电流的能力 对某些专用换能器，制造厂应根据临床诊断需要提供必要的特性参数。 5 测量条件 5.1全部特性参数的测量，经环境试验对产品不产生疑义时，允许在温度（23士5)℃，相对湿度小于 75%，大气压强860hPa1Q60hPa（650mmHg~800mmHg）条件下进行。 5.2除电介质绝缘外，全部特性参数的测量均应在水或与水等效的媒质中，超声换能器工作于自由场 的条件下进行。 2 YY/T1089—2007 5.3传声媒质应采用除气蒸馏水，温度范围（23士5)℃，在测量过程中应尽量减少空气再次溶人水中， 除非采用特殊的贮存方法，至少应在12h内进行一次除气。 注：除气方法：在大气压力下，把水煮沸15min，或将水置于4000Pa(30mmHg)的降压条件下处理3h，并继续在 低压状态下封存3h后再使用。 5.4被测换能器的辐射端面和参考反射体表面应清洗干净，不得留有油污和其他物质，测量前应先放 人除气水中充分湿润，不得附有气泡。 5.5被测超声换能器的连接电缆应尽可能符合实际使用条件，如电缆长度不小于50cm，应采用特性 阻抗（50士3）Q，衰减常数不大于0.1dB/（cm·MHz)，电容量小于（120士3）pF/m的高频电缆。 5.6外界的振动、噪声、电磁场等物理因素不应影响各测量仪器的正常工作。 5.7使用的各种测量仪器及其配件应根据制造厂提供的说明书按规定操作。 5.8所使用的各种测量仪器和设备在满足各项技术条件下，在结构和组合上允许加以综合，允许采用 按规定程序检定的自动测量系统，其仪器测量误差必须保证在规定范围内。 5.9本标准所规定的各种测量仪器设备应按表2选用。 表2测量设备的名称和应满足的技术要求 序号 测量设备名称 主要技术要求 脉冲填充频率：不窄于0.5MHz~10MHz且连续可调 猝发音信号发生器或满足 正弦波周数：15周 1.测量相对脉冲回波灵敏 相同技术要求的函数信号 重复频率：50Hz~1.5kHz(连续可调） 度级 发生器 输出幅值：1V~20V(连续可调） 2.测量频率特性 输出阻抗：50Q 重复频率：不窄于50Hz~1200Hz且连续可调 前沿上升时间：小于30ns 测量回波脉冲 2 脉冲信号发生器 脉冲持续时间：0.05μs~0.1μs 宽度 输出幅值：大于50V 输出阻抗：50 频率范围：不小于0～30MHz 幅值灵敏度：小于5mV/div 通用示波器 观测波形 3 准确度：优于±5% 输人阻抗：大于1.0MQ、小于30pF 频率范围：不窄于100kHz20MHz 数字频率计 输人电压：不小于0.1V1.5V 监测频率 测量相对误差：不大于0.1% 频率范围：不窄于100kHz~20MHz 输人输出阻抗：50Q 最大衰减量：大于60dB 5 高频衰减器 比较和标定幅值 准确度：0.5%A±0.05dB(A为衰减量，dB读数值） 最小衰减间隔：0.1dB 引人衰耗：小于0.15dB 频率范围：不窄于100kHz~20MHz 低阻抗测量范围：0.5Q～32α 测量换能器的电阻抗或电 高频阻抗/导纳电桥 导纳测量范围：0.5S~32S 导纳 测量误差：小于士5% 3 YY/T1089—2007 表2（续） 序号 测量设备名称 主要技术要求 用途 频率范围：30Hz1000Hz、小于1mV 通过取样网络测量换能器 交流毫伏表 测量误差：士2% 的介电绝缘性 频率范围：不窄于100kHz~30MHz 8 频谱分析仪 通频带：（3～100）kHz士3dB(连续可调）、小于150μV测量脉冲回波频率特性 衰减器读数误差：小于士1.0dB 频率范围：不窄于（0.510）MHz、不平坦度士3dB 灵敏度：在60dB动态范围内不低于－265dB (0 dB=1 V/μPa) 9 MHz级测量水听器 非线性偏差；小于士0.5dB 测量声场 敏感件线度：小于2mm 敏感件尺寸不大于0.6mm时的灵敏度：不低于 275 dB 尺寸：详见5.12，自由场偏差小于士1.0dB，应有六个 自由度并可连续调节的坐标系统 10 消声水槽 测量电声特性参数 X轴、Y轴、Z轴调节准确度：士0.2mm 绕X轴、Y轴、Z轴旋转的角度调节准确度：士0.2° 通频带：（0.1~20）MHz 11 放大器 放大系数：40dB 放大系数调节范围：（0～40）dB 测量脉冲回波频率特性 连续可调选通门宽度：0.5μs~100.0μs 选通门 最大输出电压：1