YY ICS ,11. 040. 50 C 41 中华人民共和国医药行业标准 YY/T01112005 代替YY/T0111—1993 超声多普勒换能器技术要求和试验方法 Technical requirements and test methods for ultrasonic Doppler transducer 2005-12-07发布 2006-12-01实施 发布 国家食品药品监督管理局 YY/T 0111—2005 前 本标准在YY/T0111一1993的基础上扩大了换能器的规格和频率范围，并补充了测试中的处理办 法。 本标准由国家食品药品监督管理局提出。 本标准由中国科学院武汉物理与数学研究所、国家武汉医用超声波仪器质量监督检测中心起草。 本标准主要起草人：张德俊、程建政、王志俭、忙安石、白德念。 本标准所代替的历次版本发布情况为： -YY/T0111—1993。 YY/T0111—2005 超声多普勒换能器技术要求和试验方法 1 范围 本标准规定了超声多普勒换能器的产品分类、要求及试验方法。 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3mm～30mm，超声工作频率范围为0.8MHz～8.0MHz。 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。 YY/T91089一1999单元脉冲-回波超声换能器一般技术要求和测量方法 3术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 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fL)/f。 符号：BW, 用%表示。 3.2 相对灵敏度 relativesensitivity 在指定的固态表面反射下，接收晶片上输出信号电压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：Mur 单位：分贝，dB 3.3 发、收信号串混 crosstalkbetweentransmitterandreceiver 被测换能器空载时，接收晶片上输出信号电压V，与施加于发射晶片上的输人信号电压V.之比的 分贝数。 符号：M，即20lg（V./V.) 单位：分贝，dB 3. 4 复合指向性 combineddirectional characteristic 由发、收晶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 复合指向性的主瓣束宽majorbeamwidthofcombineddirectionalcharacteristic 在包括声轴的指定平面内，在给定的测量距离上测得的声束横断面曲线中，声轴两侧比轴上最大声 压低6dB(对单元式换能器）或18dB(对多元式换能器)处的两点距离。 1 YY/T0111—2005 符号:d-6 dB,d-18 dB 单位：毫米，mm 3. 6 复合指向性的旁瓣级sidelobelevelofcombineddirectionalcharacteristic 在复合指向性图案中，第一旁瓣（次极大)与主瓣幅值比的分贝数。 符号：Rms 单位：分贝，dB 4产品分类 4.1按多普勒换能器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、标称频率等，标志由 下列三部分组成，并按下列顺序排列： 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（梅花式） 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” 要求 5 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 连续波探头 脉冲波探头 序号 符号 单位 性能指标 单元式 多元式 单元式 多元式 % ±10 ±10 ±10 ±10 1 f，与标称频率的偏差 Af 相对带宽 BW, % >10 >10 >10 >10 相对灵敏度 Mer dB >-25 >-40 >-25 >-40 发、收信号串混 M. dB 4 <-55 OS-> P9-p 10±5 10±5 mm 复合指向性 5 的主瓣束宽 d-18 dB >35 >35 mm 6 复合指向性的旁瓣级 Rms dB 9[-> <-16 % ±20 ±20 ±20 ±20 7 电阻抗（或导纳）偏差 Z(或△Y) 5.2对换能器的一般技术要求按YY/T91089一1999中有关条款执行。 测试条件 6.1 除仪器设备外，测试条件均按YY/T91089一1999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。 2 YY/T0111—2005 表2主要仪器设备及要求 序号 测量仪器设备名称 主要技术要求 脉冲填冲频率：不窄于0.5MHz~10MHz，连续可调 正弦波周数：12～20 发音信号发生器 重复频率：50Hz~1.5kHz，连续可调 1 输出幅度：1V~20V，连续可调 输出阻抗：50Q 频率响应：不低于50MHz 灵敏度：优于5mV/div 2 双踪示波器 时基精度：优于士5% 输人阻抗：>1Ma 频率范围：0.1MHz~50MHz 3 数字频率计 测量相对误差：<0.1% 频率范围：不窄于0.1MHz~20MHz 输人输出阻抗：502 高频衰减器 最大衰减量：>60dB 最小衰减间隔：0.1dB 插入损耗：<0.15dB 频率范围：不窄于0.1MHz~30MHz 5 频谱分析仪 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：0.1kHz～2kHz，连续或分档可调 前沿上升时间：<30ns 脉冲信号发生器 脉冲持续时间：0.05μs~0.1μs 输出幅度：>50V 输出阻抗：50α 选通门宽度：0.5μs~100μs(连续可调） 延迟范围：0.1μs~200μs（连续可调） 选通电路 最大输出电压：1V 选通门外信号衰减：40dB 通频带：0.1MHz~20MHz 宽带放大器 增益：0dB～40dB(连续或分档可调） 水面及内壁布放吸声材料，满足自由场条件，具体要求参照 6 消声水槽 YY/T91089—1999实行 能方便地安装各种被测换能器，并使其沿X、Y、Z方向连续移动，移动 10 机械调整机构 范围不小于20cm，精度土0.2mm，探头角度调节精度±0.2° 11 固态反射体 按YY/T91089—1999有关条款执行 不锈钢球，直径3mm～4mm，球的后方用细杆支撑或配有倒向反射锥 12 反射球靶 体，以保证不产生附加反射 7试验方法 7.1f,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： YY/T0111—2005 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距被测换能器工作表面 距离为Z。的位置，Z。由式（1)计算： Z。 ~ R² / > (1) 式中： 入一一在换能器标称频率下水中声波的波长，单位为米（m）； 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，单位为米（m）。 c）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； 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) （ 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f，； 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的高低两频率f和fL的值； h) 由式(2)和式（3)分别计算标称频率与最大响应频率f，的偏差△f及相对带宽BW，即 △f(%)=[(f,-f)/f,J×100 ..(2) BW.(%)=[(f-fL)/f,J×100 ..(3) 注：在执行7.1.1.g)的过程中，若被测换能器频带较宽或有效工作面积较大，在调节猝发音信号频率时，可能出现 因声场相干而引起的快速起伏现象。此时可取相邻极大极小的平均值，作为该频率处的回波幅值。 猝发音信号发生器 双踪示波器 数字频率计 高频衰减器 机械调节装置 被测换能器 1888888888888888888 明 消声水槽 固态反射体 图1猝发音法测试原理图 7.1.2频谱分析法 测量步骤如下： a）按图2连接各仪器设备； b) 按照7.1.1步骤b)放置好被测换能器与固态反射体； c) 按操作程序开启各仪器； d) 调节脉冲信号发生器的频率，使示波器上显示的第一次回波幅度最大； 4 YY/T0111—2005 e）调整选通门信号的位置和宽度，使第一次回波刚好全部框入选通门，又避免其他杂波进入选 通门； f）在频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f。，同时分别读出位于f，两 侧且比f。处曲线峰值低6dB的两个频率f和fL的值； 由式(2)和式(3)分