Способ настройки тест-объекта для поверки динамического диапазона ультразвуковых диагностических приборов Советский патент 1989 года по МПК A61B10/00 

1 .

Изобретение относится к ультразвуковой технике и может быть использовано для поверки динамического диапазона ультразвуковых диагностических рриборов.

Целью изобретения является повышение точности настройки за счет устранения частотной зависимости ослабления ультразвукового сигнала.

На чертеже показано устройство, на котором реализуют предложенный способ.

Устройство содержит блок отражателя 1, представляющий собой две

плоскопараллельные панели, неподвижно скрепленные между собой планками 2. Между „ланелями натянут тонкий проволочный отражатель 3 (например, медньй эмалированный провод марки ЦЭВ-2), один конец которого закреплен, а другой подпружинен. Блок отражателя установлен в ванну 4, заполненную раствором глицерина в воде до кронштейна 5, предназначенного для установки термометра 6. Датчик калибруемого прибора 7 устанавливается в держателе 8. Для определения требуемого отношения амплитуд сигналов на

4 Ф

3146141

расстоянии 20 мм от порерхносги дат- чика,соответствующем границе мертвой зоны, устанавливается стандартная отражающая плоскость 9.

Способ осуществляют следующим об- разом,

1.Выбирают минимально допустимый диаметр цилиндрического отражателя, определяемый технологическими возмож- ю

ностями его крепления и натяжения. Определяют расстоя.ние от поверхности преобразователя до рефлектора Z, ограниченное глубиной зондирования эхоимпульсного прибора.15

2.Выбирают минимально допустимое расстояние от стандартной отражающей плоскости, определенное протяженностью мертвой зоны прибора, обозначаемое Z. Отношение амплитуд эхосиг- 20 налов, отраженных от цилиндрического рефлектора и стандартной плоскости, будет задавать искомую величину ослабления.

25

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

звукопроводящей среде без затухания (расчет проводится в одномерном приб- зо лижении, предполагается, что падаю- щая на рефлектор волна - плоская, гармоническая, амплитуда эхосигнала., рассчитывается для точки поля рассеяния, расположенной в центре преобра- зователя). Вычисляют ослабление сигнала по отношению к амплитуде плоской волны, выражаемое в децибеллах Ад. Расчет производится для рабочей частоты прибора.

Возможны два случая. ; Если Ад превосходит требуемую- ве- личину ослабления сигнала А (задават емую требованиями к калибруемому эхо- импульсному прибору),то следует g уменьшить Aj путем увеличения диаметра цилиндрического рефлектора. Ад должно быть меньше А, т.к. компенсация частотной зависимости A(f) воз35

40

можна только за счет введения дополнительного ослабления сигнала А, связанного с распространением ультра- звуковых волн в жидкой звукопров одя- 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 отражателя (см, п.1).

5

0

5

о

g

5

0

0

g

Если Ag А, то определяется величина Ад (AJ. А - А), ослабление эхосигнала, обусловленное затуханием в растворе глицерина при отражении от цилиндрического рефлектора, берется по отношению к ослаблению из-за поглощения при измерениях, проводимых со стандартной отражающей плоскости. Известно, что коэффициент затухания в глицерине (неньютоновская жидкость) определяется квадратичной частотной зависимостью oi/f const, коэффициент затухания.

Таким образом, из соотношения АС .f2. 2(Z - Zg) определяется величина f исходя из которой находится значение частотно-независимого коэффициента затухания d и концентрация глицерина К в звукопроводящей жидкости. Вычисляется частотная зависимость ослабления, обусловленного поглощением.

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

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

В том случае, когда зависимость Aj,(f) сильнее, чем A(f) зависимости и результирующая неравномерность частотной зависимости А (f) определяется . в основном поглощением в звукопроводящей среде, полученная равномерность частотной зависимости является максимально допустимой.

5,Результирующая частотная зависимость г ослабления, полученная расчетным путем для выбранных параметров системы, должна быть также рассчитана для нижней и верхней границы температурного диапазона работы прибора, Изменение гтемпературы влияет на скорость распространения и поглощения ультразвука в звукопроводящей среде, и, таким образом, на дифракционное ослабление эхосигнала, обусловленное конечными размерами преобразователя, и ослабление сигнала при распространении ультразвука в звукопроводящей среде. Поэтому температура жидкости должна -. учитьшаться при расчетах.

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

Полученные наблюдения представлены в таблице.

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

Формула изобретения

Способ настройки тест-объекта для .поверки динамического динпазона ультразвуковых диагностических приборов, заключающийся в создднии ультразвукового импульса в поглощадяцей , измерении амплитуды отраженного сигнала, подборе состава среды и геометрических размеров тест-объекта, по которым вычисляют ослабление тест- объекта, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности настройки за счет устранения частотной зависимости ослабления ультразвукового сигнала, измеряют амплитуды отраженных сигналов от стандартной отражающей плоскости, помещенной на границе мертвой зоны, и от проволоки, помещенной в поглощающую среду, при этом по-следовательно меняют диаметр проволоки, расстояние до нее и концентрацию раствора до достижения взаимной компенсации частотных зависи- , мостей рассеянной на проволоке .и поглощенной в срдце составляющих ослабления, ослабление вычисляют по отношению амплитуд отраженных сигналов при достижении этой компенсации.

Изобретение относится к ультра- звуйовой технике и может быть использовано для проверки динамического диапазона ультразвуковых диагности ;- ческих приборов. Целью изобретения является повышение точности настройки за счет устранения частотной зависимости ослабления ультразвукового сигнала. Для этого в измерительную ванну с раствором глицерина в воде устанавливают стандартную отражающую плоскость и измеряют амплитуду отраженного сигнала, затем плоскость убирают и измеряют амш1итуду сигнала, отраженного от проволоки, помещеннбй в раствор. Изменяют последовательно диаметр проволоки, расстояние до нее и концентрацию раствора до достижения взаимной компенсации частотных зависимостей рассеянной на проволоке и поглощенной в среде составляющих ослабления. Ослабление полученного тест-объекта вычисляют по отношению амплитуд отраженных сигналов при достижении этой частотной компенсации. 1 ил., 1 табл. (Л