SU1461417A1 - Способ настройки тест-объекта дл поверки динамического диапазона ультразвуковых диагностических приборов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к ультра- звуйовой технике и может быть использовано дл  проверки динамического диапазона ультразвуковых диагности ;- ческих приборов. Целью изобретени   вл етс  повышение точности настройки за счет устранени  частотной зависимости ослаблени  ультразвукового сигнала. Дл  этого в измерительную ванну с раствором глицерина в воде устанавливают стандартную отражающую плоскость и измер ют амплитуду отраженного сигнала, затем плоскость убирают и измер ют амш1итуду сигнала, отраженного от проволоки, помещеннбй в раствор. Измен ют последовательно диаметр проволоки, рассто ние до нее и концентрацию раствора до достижени  взаимной компенсации частотных зависимостей рассе нной на проволоке и поглощенной в среде составл ющих ослаблени . Ослабление полученного тест-объекта вычисл ют по отношению амплитуд отраженных сигналов при достижении этой частотной компенсации. 1 ил., 1 табл. (Л

Description

1 .

Изобретение относитс  к ультразвуковой технике и может быть использовано дл  поверки динамического диапазона ультразвуковых диагностических рриборов.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности настройки за счет устранени  частотной зависимости ослаблени  ультразвукового сигнала.

На чертеже показано устройство, на котором реализуют предложенный способ.

Устройство содержит блок отражател  1, представл ющий собой две

плоскопараллельные панели, неподвижно скрепленные между собой планками 2. Между „ланел ми нат нут тонкий проволочный отражатель 3 (например, медньй эмалированный провод марки ЦЭВ-2), один конец которого закреплен , а другой подпружинен. Блок отражател  установлен в ванну 4, заполненную раствором глицерина в воде до кронштейна 5, предназначенного дл  установки термометра 6. Датчик калибруемого прибора 7 устанавливаетс  в держателе 8. Дл  определени  требуемого отношени  амплитуд сигналов на

4 Ф

3146141

рассто нии 20 мм от порерхносги дат- чика,соответствующем границе мертвой зоны, устанавливаетс  стандартна  отражающа  плоскость 9.

Способ осуществл ют следующим об- разом,

1.Выбирают минимально допустимый диаметр цилиндрического отражател , определ емый технологическими возмож- ю

ност ми его креплени  и нат жени . Определ ют рассто .ние от поверхности преобразовател  до рефлектора Z, ограниченное глубиной зондировани  эхоимпульсного прибора.15

2.Выбирают минимально допустимое рассто ние от стандартной отражающей плоскости, определенное прот женностью мертвой зоны прибора, обозначаемое Z. Отношение амплитуд эхосиг- 20 налов, отраженных от цилиндрического рефлектора и стандартной плоскости, будет задавать искомую величину ослаблени .

25

3.Рассчитывают амплитуду эхосиг- . нала, отраженного от цилиндрического рефлектора, расположенного в жидкой

звукопровод щей среде без затухани  (расчет проводитс  в одномерном приб- зо лижении, предполагаетс , что падаю- ща  на рефлектор волна - плоска , гармоническа , амплитуда эхосигнала., рассчитываетс  дл  точки пол  рассе ни , расположенной в центре преобра- зовател ). Вычисл ют ослабление сигнала по отношению к амплитуде плоской волны, выражаемое в децибеллах Ад. Расчет производитс  дл  рабочей частоты прибора.

Возможны два случа . ; Если Ад превосходит требуемую- ве- личину ослаблени  сигнала А (задават емую требовани ми к калибруемому эхо- импульсному прибору),то следует g уменьшить Aj путем увеличени  диаметра цилиндрического рефлектора. Ад должно быть меньше А, т.к. компенсаци  частотной зависимости A(f) воз35

40

можна только за счет введени  дополнительного ослаблени  сигнала А, св занного с распространением ультра- звуковых волн в жидкой звукопров од - щей среде, причем Ац + А должно быть меньше А в. пределах рабочего диапа- зона частот. Таким образом, при А следует повторить расчет по п.З, увеличив диаметр цилиндрического отражател  (см, п.1).

5

0

5

о

g

5

0

0

g

Если Ag А, то определ етс  величина Ад (AJ. А - А), ослабление эхосигнала, обусловленное затуханием в растворе глицерина при отражении от цилиндрического рефлектора, беретс  по отношению к ослаблению из-за поглощени  при измерени х, проводимых со стандартной отражающей плоскости. Известно, что коэффициент затухани  в глицерине (неньютоновска  жидкость) определ етс  квадратичной частотной зависимостью oi/f const, коэффициент затухани .

Таким образом, из соотношени  АС .f2. 2(Z - Zg) определ етс  величина f исход  из которой находитс  значение частотно-независимого коэффициента затухани  d и концентраци  глицерина К в звукопровод щей жидкости. Вычисл етс  частотна  зависимость ослаблени , обусловленного поглощением.

4.Проверка частотной зависимости производитс  путем расчета Ap(f)

и Aj.(f) дл  крайних значений частоты рабочего диапазона. В том случае, корда зависимость A(f) сильнее, чем Ap(f), и результирующа  неравномер-. ность A(f) определ етс  в больщей степени дифракционными эффектами, то следует несколько увеличить диаметр цилиндрического отражател  и повторить расчеты по пунктам 3-4.

В том случае, когда зависимость Aj,(f) сильнее, чем A(f) зависимости и результирующа  неравномерность частотной зависимости А (f) определ етс  . в основном поглощением в звукопровод щей среде, полученна  равномерность частотной зависимости  вл етс  максимально допустимой.

5,Результирующа  частотна  зависимость г ослаблени , полученна  расчетным путем дл  выбранных параметров системы, должна быть также рассчитана дл  нижней и верхней границы температурного диапазона работы прибора, Изменение гтемпературы вли ет на скорость распространени  и поглощени  ультразвука в звукопровод щей среде, и, таким образом, на дифракционное ослабление эхосигнала, обусловленное конечными размерами преобразовател , и ослабление сигнала при распространении ультразвука в звукопровод щей среде. Поэтому температура жидкости должна -. учитьшатьс  при расчетах.

Пример. Дл  реализации тест- объекта ослаблением около 60 ДБ бьт проведен расчет устройства. Получены- следуилцйе значени : цилиндрический рефлектор диаметром 0.06 мм располо- жен в водном растворе глицерина с объемной концентрацией 87% на рассто нии 200 мм от преобразовател ; преобразователь - круглый поршень диа- метром 20 мм; прот женность мертвой зоны прибора 20 мм; рабочий диапазон частот от 1 МГц до 3 МГц.

Полученные наблюдени  представлены в таблице.

Суммарна  величина ослаблени  А 62 дБ в рабочем диапазоне частот имеет неравномерность частотной зависимости не более 2 дБ,ЗО

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ настройки тест-объекта дл  .поверки динамического динпазона ультразвуковых диагностических приборов, заключающийс  в создднии ультразвукового импульса в поглощад цей , измерении амплитуды отраженного сигнала , подборе состава среды и геометрических размеров тест-объекта, по которым вычисл ют ослабление тест- объекта, отличающийс  тем, что, с целью повьшени  точности настройки за счет устранени  частотной зависимости ослаблени  ультразвукового сигнала, измер ют амплитуды отраженных сигналов от стандартной отражающей плоскости, помещенной на границе мертвой зоны, и от проволоки, помещенной в поглощающую среду, при этом по-следовательно мен ют диаметр проволоки, рассто ние до нее и концентрацию раствора до достижени  взаимной компенсации частотных зависи- , мостей рассе нной на проволоке .и поглощенной в срдце составл ющих ослаблени , ослабление вычисл ют по отношению амплитуд отраженных сигналов при достижении этой компенсации.