Способ настройки тест-объекта для поверки динамического диапазона ультразвуковых диагностических приборов

 

Изобретение относится к ультразвуйовой 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

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК 511 4 А 61 В 10/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4151378/28-14 (22) 24.11.86 (46) 28.02.89. Бюл. Р 8 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, :проектно-конструкторский и технологический институт токов высо-, кой частоты им. B.Ï.Âoëoãäèíà (72) Ю.И.Варшавский, М.В.Ентальцева, П.Л.Закс, Е.А.Львова и А.С.Химунин (53) 615.475(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 963506, кл. А 61 В.-10/00, 1979.

Робинсон Д.E. Коссоф Дж. Эксплуатационные тесты для ультразвуковых эхоскопов. — Radiology, 1972, т. 104 °

Р 1, с. 123-132 ° (54) СПОСОБ НАСТРОЙКИ ТЕСТ-ОБЪЕКТЖ .ДЛЯ ПОВЕРКИ ДИНАМИЧЕСКОГО ДИАПАЗОНА

УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ (57) Изобретение относится к ультразвуковой технике и может быть использовано для проверки динамического

Изобретение относится к ультразву" ковой технике и может быть использовано для поверки динамического диапазона ультразвуковых диагностических приборов. Целью изобретения является повышение точности настройки эа счет устранения частотной зависимости ослабления ультразвукового сигнала.

На чертеже показано устройство, на котором реализуют предложенный способ.

Устройство содержит блок отражателя 1, представляющий собой две

„„SU„„1461417 А1 диапазона ультразвуковых диагности-. ческих приборов. Целью изобретения является повышение точности настройки эа 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 амплитуду 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.

le плоскопараллельные панели, неподвиж- 4Ь но скрепленные между собой планками О

2. Между .-.панелями натянут тонкий м,Д проволочный отражатель 3 (например, медный эмалированный провод марки

ПЭВ-2), один конец которого закреплен, а другой подпружинен. Блок отражателя установлен в ванну 4 заполЭ

Ъ» ненную 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

14б1417

10

5. Результирующая частотная зави45 симость .-.ослабления, полученная расчетным путем для выбранных параметров системы, должна быть также рассчитана для нижней и верхней границы температурного диапазона работы прибора.

Изменение ".температуры влияет на ско- рость распространения и поглощения ультразвука в звукопроводящей среде, и, таким образом, на дифракционное ослабления эхосигнала, обусловленное конечными размерами преобразователя, и ослабление сигнала при распространении ультразвука в звукопроводящей среде. Поэтому температура жидкости должна .:учитываться при расчетах. расстоянии 20 мм от поверхности датчика,=соответствующем границе мертвой зоны, устанавливается стандартная отражающая плоскость 9, Способ осуществляют следующим образом.

1. Выбирают минимально допустимый диаметр цилиндрического отражателя, определяемый технологическими возможностями его крепления и натяжения.

Определяют расстояние от поверхности преобразователя до рефлектора Z< ограниченное глубиной зондирования эхоимпульсного прибора.

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

40

3. Рассчитывают амплитуду эхосигнала, отраженного от цилиндрического рефлектора, расположенного в жидкой звукопроводящей среде без затухания (расчет проводится в одномерном приближении, предполагается, что падающая на рефлектор волна — плоская, гармоническая, амплитуда эхосигнала, рассчитывается для точки поля рассеяНия, расположенной в центре преобразователя), Вычисляют ослабление сигнала по отношению к амплитуде плоской волны, выражаемое в децибеллах А, .

Расчет производится для рабочей частоты прибора.

Возможны два случая., Если А превосходит требуемую"величину ослабления сигнала А (задава-, емую требованиями к калибруемому экоимпульсному прибору), то следует уменьшить А путем увеличения диаметра цилиндрического рефлектора. А должно быть меньше А, т.к. компенсация частотной зависимости А„(Й) возможна только за счет введения дополнительного ослабления сигнала А связанного с распространением ультра

I звуковых волн в жидкой звукопроводя" щей среде, причем А + А должно быть меньше А в пределах рабочего диапазона частот. Таким образом, при

Ар» А следует повторить расчет по п.3 увеличив диаметр цилиндрического отражателя (см. п.1).

Если А с А, то определяется величина А (А = А — А ), ослабление эхосигнала, обусловленное затуханием в растворе глицерина при отражении от цилиндрического рефлектора, берется rro отношению-к ослаблению из-за поглощения при измерениях, проводимых со сгандартной отражающей плоскости.

Известно, что коэффициент затухания в глицерине (неньютоновская жидкость) определяется квадратичной частотной зависимостью о /Л = const, где . коэффициент затухания.

Таким образом, из соотношения А =

= ехр(-oLf 2(Z — Е„) определяется величина А- Л, исходя из которой находится значения частотно-независимого коэффициента затухания oL и концентрация глицерина К в звукопроводящей жидкости. Вычисляется частотная зависимость ослабления, обусловленного поглощением.

4. Проверка частотной зависимости производится путем расчета A„(f) и Az(f) для крайних значений частоты рабочего диапазона. В том случае, когда зависимость A<(f) сильнее, чем

А (f) и результирующая неравномер-. ность A(f) определяется в большей степени дифракционными эффектами, то следует несколько увеличить диаметр цилиндрического отражателя и повторить расчеты по пунктам 3-4.

В том случае, когда зависимость

А (f) сильнее, чем А (f) зависимости и результирующая неравномерность частотной зависимости А (Е) определяется, в основном поглощением в звукопроводящей среде, полученная равномерность частотной зависимости является максимально допустимой.

1461417

Пример. Для реализации тестобъекта ослаблением около 60 дБ был проведен расчет устройства. Получены. следующие значения: цилиндрический рефлектор диаметром О 06 мм рапполо< жен в водном растворе глицерина с объемной концентрацией 87Х на расстоянии 200 мм от преобразователя; преобразователь — круглый поршень диа- 10 метром 20 мм, протяженность мертвой зоны прибора 20 мм, рабочий диапазон частот от 1 МГц до 3 МГц.

Полученные наблюдения представлены в таблице. 15

10 63 1 64

1,4 59 .4 63

18 56 6 62

20 54 7 61

2,4 52 10 62 2 8 49 13 62

3 О 48 15 63

Суммарная величина ослабления

А 62 дБ в рабочем диапазоне частот нмеет неравномерность частотной яанисимости не более 2 дБ. 30

Формула изобретения

Способ настройки тест-объекта для .поверки динамического диапазона ультразвуковых диагностических приборов, заключающийся в создднии ультразвукового импульса в поглощающей среде, измерении амплитуды отраженного сигнала, подборе состава среды и геометрических размеров тест-объекта, по которым вычисляют ослабление тестобъекта, отличающийся тем, что, с целью повышения 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".ледовательно меняют диаметр проволоки, расстояние до нее и концентрацию раствора до достижения взаимной компенсации частотных зависимостей рассеянной на проволоке.и поглощенной в среде составляющих ослабления, ослабление вычисляют по отношению амплитуд отраженных сигналов при достижении этой компенсации.

146) 417

Составитель !О,Ильиных

Техред Л.Сердюкова Корректор.В.Романенко \

Редактор М.Циткина

Заказ 619/2 Тираж 644 Подписное

ВНЯИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москве, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина,101