1、ICS 1114050C 41中华人民 共禾口、国医药行业标准YYT 0749-2009IEC 6 1 266：1 994超声手持探头式多普勒胎儿心率检测仪性能要求及测量和报告方法Ultrasonics-Handheld probe Doppler foetal heartbeat detectors-Performance requirements and methods of measurement and reporting2009-1 1-15发布(IEC 61266：1994，IDT)201012-01实施国家食品药品监督管理局 发布刖 罱YYT 0749-2009IEC 61266
2、：1994本标准等同采用国际电工委员会标准IEC 61266：1994超声手持探头式多普勒胎儿心率检测仪性能要求及测量和报告方法。本标准对IEC 61266仅做了极少量的编辑性修改，所做的修改如下：一IEc 606011已经被我国等同采用为GB 97061 2007医用电气设备第1部分：安全通用要求，故本标准直接引用GB 97061；IEc 60854：1986已经被我国等同采用为YYT 0643200M超声脉冲回波诊断设备性能测试方法，故本标准直接引用YYT 0643 2008；IEC 61102：1 991已经被我国等效采用为GBT 16540 1996声学在05 MHz15 MHz的频率
3、范围内的超声场特性及其测量水听器法，故本标准直接引用GBT 16540 1996；IEC 611 57：1992已经被我国等效采甩为GBT 16846 2008医用诊断超声设备声输出公布要求，故本标准直接引用GBT 1 6846 2008。本标准的附录A、附录B、附录c和附录D是资料性附录。本标准由全国匿用电器标准化技术委员会医用超声设备标准化分技术委员会(SACTC IOSC 2)归口。本标准起草单位：国家食品药品监督管理局湖北医疗器械质量监督检验中心。本标准主要起草人：王志俭、忙安石、蒋时霖。YYT 0749-2009IEC 61266：1994引 言手持式超声多普勒胎儿心率检测仪广泛用于
4、妊娠期间胎儿心率的监测，其通常工作在2 MHz左右的频率下，由声耦合至孕妇腹部的超声换能器和相关电子线路组成。超声波束由操作者直接对准胎儿心脏部位，小部分的入射波束由心脏的运动表面反射，由于多普勒效应超声产生频移，随后由接收换能器进行检测。信号处理部分将高频超声振荡中与胎儿心率相关的低频信号分离出来，放大成为音频识别信号。本标准规定了超声胎儿心率检测仪性能的评价方法，尤其是规定了系统检测运动靶灵敏度的测定方法。本标准不适用于将扁平探头系附于患者，工作原理类似于手持式胎儿心率检测仪的胎儿多普勒监护装置。其原因是监护装置要求更大的视角，其通常采用多元换能器，这使得胎儿多普勒监护的工作方法与采用狭窄
5、波束的手持式胎儿心率检测仪相比较而言更加复杂，性能评估的方法也更加复杂。1范围YYT 0749-2009IEC 61266：1994超声手持探头式多普勒胎儿心率检测仪性能要求及测量和报告方法本标准规定了：一完整的手持式超声多普勒胎儿心率检测仪(以下简称为“仪器”)的性能测量方法；一仪器的性能要求；一现有仪器的性能报告要求；随机文件中制造商公布仪器性能的要求。本标准适用于产生单超声波束，由手持式探头组成的超声多普勒胎儿心率检测仪，其应用于孕妇腹部并通过使用连续波(cw)或准连续波超声多普勒方法来获取胎儿心脏运动信息。本标准目前不适用于产生多超声波束的连续监护装置，通常这类装置采用类似的工作原理，
6、但使用系附于患者的扁平探头。本标准不是仪器的设计标准。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f：期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB 97061 2007医用电气设备第1部分：安全通用要求(IEC 60601 1：1988，IDT)GBT 1 6540 1996声学在05 MHz15 MHz的频率范围内的超声场特性及其测量水听器法(eqv IEC 61102：1 991)GBT 1 6846 200
7、8医用超声诊断设备声输出公布要求(IEC 61157：1992，IDT)YYT 0643 2008超声脉冲回波诊断设备性能测试方法(IEC 60854：1986，IDT)IEC 60866：1987在05 MHzI 5 MHz频率范围内工作的水听器特性和校准IEC 6110l：l 991在05 MHz-1 5 MHz频率范围内使用平面扫描技术的水听器的绝对校准IEC 611 61：1992在05 MHz-25 MHz频率范围内超声声功率的测量3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。31声耦合媒质acoustic coupling medium为了保证声的传播，置于探头和身体表面之间的材料。32
8、声工作频率acoustic working frequency基于观察置于声场中的水听器输出的声信号频率。在本标准中，采用过零频率法分析信号，见IEC 60854。见GBT 1 6540 1996，定义3431YYT 0749-2009IEC 61266：199433连续波超声continuous wave ultrasound连续的或持续数十个周期准连续的超声振荡。34多普勒频率Doppler frequency由于散射体和探头之问的相对运动，引起超声散射波在频率上的变化。它是发射波和接收波频率之间的差值。35超声换能器敏感元件的有效面积effective area of the ultra
9、sonic transducer active element在距探头端面5 mm处的一6 dB波束面积。见GBT 16540 1996，定义313单位：平方毫米(ram2)36多普勒信号Doppler signal在多普勒频率处的信号。37仪器equipment超声多普勒胎儿心率检测仪。38标称声工作频率nominal acoustic working frequency由设计者或制造商标称的超声波工作频率。39输出功率output power在近似为自由场的规定条件下，超声换能器向特定媒质，最佳为水中所辐射的时间平均超声功率。符号：P单位：瓦(w)310综合灵敏度overall sensi
10、tivity在噪声电平之上，超声多普勒胎儿心率检测仪检测已知平面波反射损耗的模拟点状靶(宽度小于3个波长)，所产生多普勒信号能力的量度，该靶以规定的速度运动，设置在距探头规定的距离处。综合灵敏度以分贝(dB)为单位，由下式确定：SA(d)+B+C式中：s综合灵敏度，单位为分贝(dB)；A(d)在距探头距离d处，靶的靶平面波反射损耗，单位为分贝(dB)；B在声学路径上，包括声衰减片、声耦合窗及水径的双程衰减量，单位为分贝(dB)；c信噪比，单位为分贝(dB)。符号：S单位：分贝(dB)311探头probe包含用于发射和接收超声能量的超声换能器元件的一个组件，在需要时，也可包括其他配件。2YYT
11、0749-2009IEC 61266：1994312接收单元receiver unit仪器的一部分，用来处理来自探头的超声信号，使之至少成为音频范围内的多普勒信号。313信号输出部分signal output part仪器的一个部分，但不是应用部分，用来输出信号电压或电流至其他设备。例如为显示，记录或数据处理之用。GB 97061 2007，定义211 91注：超声多普勒胎儿心率检铡仪的信号输出部分通常是接收单元输出的端口或接口，允许连接耳机、扬声器或其他音频设备。314空间峰值时间峰值声压 spatialpeak temporalpeak acoustic pressure在声场中，最大正或
12、最大负绝对值瞬问声压的较大值。GBT 16540-1996，定义342单位：帕斯卡(Pa)315靶平面波反射损耗target plane-wave reflection loss在靶的1 80。背向反射超声场中，与靶规定距离处的声压与将该靶移去之后，在靶的原位置处，与靶的对称轴同轴入射的平面波的声压之比值。靶平面波反射损耗以正数表示。符号：A单位：分贝(dB)316发射单元transmitter unit仪器的一部分，用来产生激励探头的高频连续波或准连续波电信号。4符号n球或杆靶的半径；A(d)在距离d处的靶平面波反射损耗(dB)；B总声路径上的双程衰减量(dB)；B。声衰减片组的双程插入损失
13、(dB)；8。耦合窗的双程插入损失(dB)；c信噪比(dB)；c媒质中的声速；d超声换能器或探头表面与靶之间的距离；，超声频率；圆周波数，一(2na)；P超声换能器的输出功率；P。音频输出功率；s超声多普勒胎儿心率检测仪的综合灵敏度；t声窗厚度；【， 位于靶处水听器或超声换能器的峰峰值信号；u。距靶指定距离处水听器或超声换能器的峰一峰值信号；3YYT 0749-2009IEC 61266：1994U多普勒信号有效值；v。噪声有效值；Z电阻抗；a媒质中平面波的幅度衰减系数；A超声波波长。5仪器结构如图1所示，仪器一般由下列组件构成(这些组件可以装配在同一机壳内或否)探头；发射单元；接收单元；信号
14、输出部分。6性能图1仪器的方框图信号输出端61声工作频率根据第10章的要求，声工作频率与制造商声明的标称额定声工作频率的偏差应不大于士15。根据81给出的试验方法来测量是否符合要求。7安全仪器应符合G3 97061和任何涉及胎儿心率检测仪的系列安全标准。8测试方法所有的测量应在温度为225的脱气水中进行。81声工作频率仪器的声工作频率应按图2所示的声耦合法确定，水听器应符合IEC 60866中B类水听器的要求。水听器的敏感元件应定位在试验容器的正中，距侧壁和底部至少5 cm，试验容器应内衬吸声材料以减少杂散反射，应调整水听器方位以获取最大信号。若仪器工作在真正连续波模式下，则可以使用频率计测量
15、工作频率。若频率计有足够灵敏度，则可省去放大器。频率计的频响范围应大于仪器标称声工作频率的140以上。若仪器工作在任何其他模式，诸如准连续波或扫频模式下，应根据水听器所测的波形，使用示波器和过零法测量声工作频率，见YYT 0643 2008。对多频仪器，声工作频率应针对每一标称额定声工作频率分别测量(见第10章)；对扫频仪器，声工作频率应在扫频范围的下限和上限频率处测量(见第10童)。在95的置信度水平下，声工作频率测量的总准确度应为士1。4YYT 0749-2009IEC 6 1 266：1 994图2声工作频率测量的方框图82输出功率输出功率按IEC 61161中的辐射力天平法，或根据GB
16、T 16540给出的步骤，采用水听器和声压平方空间积分法测定。在95的置信度水平下，输出功率测量的总不确定度应优于50或优于4 mw，取较大值。若输出功率使得仪器不满足GBT 16846 2008第6章的要求，在95的置信度水平下，输出功率测量的总不确定度应优于30。测量仪器的校准宜溯源至国家测量基准。83空间峰值时间峰值声压在整个超声场中，应采用GBT 16540或其等效文件所述的试验方法，测量空问峰值时间峰值声压。水昕器应符合IEC 60866和GBT 1 6540的要求，水听器宜采用IEC 60866给出的互易法或平面扫描法进行校准，或采用其他具有相同或更高准确度的方法。若适用，水听器的
17、校准宜溯源至国家测量基准。若在整个超声场中，产生的空问峰值时间峰值声压处与探头端面的距离小于5 itlm，则空间峰值时间峰值声压应在距探头表面至少5 film距离之外的那部分声场中测量。84超声换能器敏感元件的有效面积在距离探头端面5 mitt处，垂直于超声波束方向的平面上，采用GBT 1 6540 1996中815规定的方法的用水听器扫描测量超声换能器敏感元件的有效面积。85综合灵敏度综合灵敏度应按851和852所述的模拟实际使用条件的测试方法加以确定。测试方法的不确定度(在67的置信水平下)宜不超过：靶插入损耗3 dB；复现性 3 dB；总准确度 6 dB。采用在由探头产生的超声场中安置小
18、振动靶的方式，确定综合灵敏度，图3所示的方框图表明了试验方法的基本概念。YYT 0749-2009IEC 6 1 266：1 994图3 综合灵敏度试验方法的方框图851试验设备8511反射靶应采用在声工作频率处已知靶平面反射损耗的小反射靶(见附录A)，反射靶直径应不大于声工作频率处的三个波长。反射靶的形式可采用小球或点状靶(如带有扁平或半球形未端的长细杆)。建议用声特性阻抗在06106 kgill_2s_131106妇In_2s_1范围的材料制作反射靶，在所使用的频率范围内，靶平面反射损耗在已知数值的土3 dB范围内。应在被测仪器的声工作频率处，确定靶的平面波反射损耗。对多频或扫频仪器，应在
19、整个声工作频率范围内确定靶平面波反射损耗。测量靶的平面波反射损耗时，靶的轴向相对于入射超声波束的方位应与852所规定的确定综合灵敏度时的方位相同，附录B给出了有关的测量方法，附录A给出了关于试验方法的有用信息。应分别在50 mm、75 mm、100 mm和200 mm四个距离处，确定靶平面波反射损耗。8512驱动单元靶应安装在机电驱动单元上，由产生的三角波振荡使摆幅的中间区域保持为恒速，靶的运动幅度宜使整个靶，或在长细杆靶的情况下其尖端，在所有时刻均浸没在水中。激励的频率和幅度宜使得靶的速度在10mms40mms这一范围内。应规定多普勒频率和靶的速度(见第9章和第10章)，应在靶的最大摆幅之问
20、，且应在波形稳定之后的某一区域内进行测量，如图4所示。靶与探头表面之问的距离应是可调节的。6图4相对于靶的三角激励波来确定信号电平的采样点YYT 0749-20091EC 61266：19948513试验容器试验容器宜装有一声透声窗，探头采用声耦合媒质与其耦合(典型的实例见附录B)，为了对准反射靶，探头的水平位置应可调整。探头的方位应使超声波束与试验容器的轴近似准直，操作应仔细，除了靶之外的任何表面在探头声场内可能的附加运动要加以避免，试验容器应内衬吸声层，并将吸声层布置于靶支撑物周围水的表面上。注：附录B所示的试验容器，探头经声窗耦合，运动靶位于探头的正上方。另一种形式的试验容器是：将靶布置
21、在试验容器的底部，探头表面爱人水中。后一种形式更易于插入声衰减片(见85 16)，丽不会引起探头与靶之问距离的改变。8514有效值信号测量应按8512的规定，采用在信号输出部分确定信号有效值电平的方法。如果使用有效值电压表，应核查确保当靶处于振荡的中间区域时，读取信号电平的数值。8515扬声器(音频输出单元)若无音频输出，宜连接在被测仪器信号输出部分的扬声器或其他音频器件处进行测试。8516声衰减片为了模拟由靶引起的多普勒频移回波电子的实际情况，应在探头和靶之问的超声场中插人声衰减片，声衰减片的位置应尽可能靠近探头。应使一组声衰减片的插入损失范围覆盖被测的灵敏度范围，最厚的衰减片的双程插入损耗
22、应有20 dB以上，声衰减片应是厚度变化在005 133133范围内的片状材料，其前端面幅度反射损耗宜小于25。应在综合灵敏度试验(见附录c)之前或期间测量双程插入损耗(声衰减量)。在整个声工作频率范围内，在95的置信度水平下，每块声衰减片的插入损失的准确度应优于1 dB。若几个声衰减片重叠使用时，其整个厚度应不超过20 mm。宜仔细操作，确保在衰减片的表面之间不含有气体，水或其他合适的液体或凝胶可用作声耦合媒质。应计算从探头到靶及返程整个超声路径上的总的双程衰减量B。它应包括试验容器(即图3所示底板)声窗的插入损失，故总的双程衰减量由下式计算：B一B。+B。式中：B。 一组声衰减片的总插入损
23、失；B。 声窗的插入损失。在一定条件下，B。可忽略(见附录c)。8 52测量步骤仪器的综合灵敏度应按如下步骤进行测量(以图3所示的试验系统，作为参照实例)。85 21试验容器内注满水，布置试验设备，使探头端面大致位于试验容器的中心，调整其方位使超声波束直接对准靶。探头和靶之间的距离d设定为8526所规定的某一距离，靶和超声波束之间的方位关系，应与确定靶反射损耗(见8511)时的方位相同。8522如图3所示，将有效值测量系统与信号输出部分连接，双踪示波器与靶驱动单元的激励电信号和被测仪器连接，探头与试验样机连接。8523被测仪器的音量控制设定在某个位置，在靶未运动时，获得一个测量值v。(仪器的电
24、噪声输出，有效值)。激励靶的驱动单元，获得多普勒信号，并调节探头的水平位置，使输出幅度为最大，在先前的青量控制位置处，测量输出y。(信号加噪声的输出，有效值)。在探头和容器底部之间插入声衰减片，使被测仪器的输出减小，直至信噪比c近似为6 dB，信噪比c值由下式计算：c一20log。(黼)式中：c 信噪比，单位为分贝(dB)；7YYT 0749-2009IEC 61266：1994v。(rms) 仪器的电噪声输出，有效值；V。(rms) 信号加噪声的输出，有效值。综合灵敏度s由下式计算：SA(d)+B+C式中：s 综合灵敏度，单位为分贝(dB)；A(d) 距离d处，靶平面波反射损耗(见8511和
25、附录A)，单位为分贝(dB)；B 包括声衰减片、声窗和水径的声路径上总的双程衰减量(见附录c)，单位为分贝(dB)；c 信噪比，单位为分贝(dB)。8524在信噪比c近似为6 dB的条件下，为了确保能听见多普勒信号，当音量控制设定为最大时，对音频输出功率P。有如下要求：扬声器激励输出，P。1 mw；耳机或拾音器激励输出，P。100“w。音频功率P。由下式计算：P。一V：(rms)zv式中：P。音频功率；v。(rms)仪器的电噪声输出，有效值；Zv阻性负载的额定电阻抗。8525若采用球靶，综合灵敏度测量时应采用不同直径的两个靶，较大靶的直径与较小靶的直径之比应大于11。综合灵敏度公布的数值应取两
26、次测量中的较大值。见附录A。8526靶应分别定位在距探头表面50 rnm、75 mm、100 mm和200 mm距离处测量综合灵敏度。注：其目的是在临床使用的距离范围来确定灵敏度，200mm的最大距离指定代表远距离靶，是相对较苛求的规定。9报告现有设备性能的优选方法针对报告现有设备的性能的目的，宜规定下列参数的数值：a)额定超声工作频率(给出两位有效数字)；b)距探头表面50 Hgm、75 mm、100 mm和200 mm距离处的综合灵敏度；c) 在测量b)参数时，所采用的多普勒频率和反射靶速度(给出两位有效数字)；d)空问峰值时间峰值声压；e)输出超声功率；f)超声换能器敏感元件的有效面积；
27、g)正常使用时，对声耦合剂及其声特性阻抗的要求简述。对多频仪器，应在每个标称的额定声工作频率下给出参数a)f)；对扫频仪器，应在扫频范围的上限和下限频率处给出参数a)D。对输出超声功率可调的仪器，应在最大输出功率下给出参数a)f)。应报告第8章所规定测试的水温，另外还应报告测试期间的环境温度。10标记的技术要求针对标记超声性能的目的，在仪器的随机文件中应以适当的形式规定并公布下列参数的数值：a)额定超声工作频率(给出两位有效数字)；b)距探头表面50 mm、75 mm、100 mm和200 mFll处距离的综合灵敏度；c) 在测量b)参数时，所采用的多普勒频率和反射靶速度(给出两位有效数字)；
28、8YYT 0749-2009IEC 61266：1994d)空间峰值时间峰值声压；e)输出超声功率；f) 超声换能器敏感元件的有效面积；g)正常使用时，对声耦合剂及其声特性阻抗的要求简述。应按照第11章规定的抽样方法提供公布的数值。对多频仪器，应在每个标称的额定声工作频率下给出参数a)f)；对扫频仪器，应在扫频范围的上限和下限频率处给出参数a)D。对输出超声功率可调的仪器，应在最大输出功率下给出参数a)f)。应规定以上参数a)g)公布时，水径温度和环境温度的范围。注：310所定义胎儿心率检测仪的综合灵敏度，取决于输出超声功率和仪器所产生超声场的声压分布，对仪器性能的完整评估取决于对这些声参数的
29、理解，所以即使仪器符合GBT 16846 2008中第6章免予公布的规定，也必须执行本章的规定。11抽样第10章中的性能参数公布要求应基于至少5台标称为同一型号的仪器的型式试验结果。根据第10章所公布的各类参数的数值，应是由样本导出的平均值。9YYT 0749-2009IEC 61266：1994附录A(资料性附录)靶的选择和靶平面波反射损耗的确定A1靶的选择符合8511中对小靶的技术要求，可采用许多种不同类型的靶来实现。本附录提供两类最常用靶的资料，细杆末端固定小球类和带方形或半球形末端的细杆类。总的目的是使得靶的平面波反射损耗介于40 dB60 dB范围内。A11钢球靶A111特性表A1给
30、出了满足本标准所述应用的钢球靶资料。表A1钢球反射靶资料类 型数 据A型(针对频率大于0 8 MHz) B型(针对频率大于12 MHz)钢球直径238 158mm钢球材料 马氏体不锈钢支撑物 不锈钢注射针钢球靶的靶平面波反射损耗取决于球的直径和超声的波长即频率，从而引入了一个重要的参数n，即周波数(一2nfc，在这里，是频率(以Hz为单位)，c是钢的声速(以ms为单位)和钢球半径n(以m为单位)的乘积。对妇4，反射损耗随n变动，并随着n增大，趋向于恒定值，对表A1中所规定的两个球靶，对应于ka一4时的频率，类型A是08 MHz，类型B是12 MHz。A112反射损耗对连续波超声，在规定方向上从
31、钢球反射的超声被钢球和其支撑物内部各类反射的干涉所强烈影响，故应在被测仪器的声工作频率和实际使用条件下，根据靶的方位状态来确定靶的平面波反射损耗。标准正文的8525中建议采用不同直径的两个球靶，测量综合灵敏度，并取两次测量中的较大值，其原因即在于此。针对这里所考虑的情况，较适合的两个直径值分别为158 mm和238 mm，本方法给出了克服由于相消干涉产生偶尔极大反射损耗的预防措施。图A，1给出了连续波条件下，在100 rolll距离处，表A1所示两个钢球靶，靶平面反射损耗随频率变化的实例。A12细杆靶A121特性长的杆状物也可用作靶，已经采用由直径约05 mm的不锈钢细杆制成的带扁平末端的靶，
32、如图A1所示，靶平面反射损耗波动平缓。尽管其不符合8511给出的建议，采用声特性阻抗在06106 kgnl-2 s131106 kg111_2 S_1范围的材料制成，但优点是钢的高反射确保了采用小直径靶而没有内部反射，靶具备更加平坦和适合的靶平面波反射损耗。典型的1 mm直径的扁平末端的细杆，也采用损耗性材料诸如有机玻璃、聚碳酸酯和聚四氟乙烯制成。用损耗性材料诸如有机玻璃制成的，带有半球形末端的长细杆，在n4时呈现出平坦的频率响应，在这里n是半球形末端的半径。采用的另一种材料是聚四氟乙烯(PTFE)，这些材料的声特性阻抗足够低能够满足8511的要求。然而为了达到足够小的靶平面反射损耗，也采用更
33、大直径的细杆，典型值为2mm的直径。图A1展示了典型的结果。10YYT 0749-2009IEC 61266：1994A型钢球，见表A1； B型钢球，见表A 1；v直径0 56 mm的扁平末端钢细杆；直径2 mm的半球形末端聚四氟乙烯细杆。图A1 四种类型的靶在100 mm距离处，靶平面发射损耗与频率的关系A2靶平面波反射损耗的确定频率MHzA21 总则可以使用许多不同的试验方法来确定靶平面反射损耗，目的是确定在距靶规定距离处，靶的180。背向反射超声场中的声压，与移去靶之后，在靶的原位置处声压的比值。下列是可用于本标准的不同方法的实例，图A2给出了三种采用不同试验布置的方法。图A2a)和图A
34、2b)所示方法基于水听器法，用于准确度要求较高的基准测量。图A2c)所示方法是基于单一超声换能器法，当测量准确度要求不高，而主要考虑简便，易于应用时宜采用该法。这三种方法，最初准备阶段的下列步骤是相同的。A211长度至少为05In注满水的试验水槽，夹持换能器、靶及测量水听器(或反射体)的坐标定位系统。超声换能器，工作在至少20个周期以上的猝发脉冲串激励状态，固定在一个坐标定位系统上，其超声波束平行于靶定位系统的一根传动轴。除非根据A23要求采用较小直径的换能器，对换能器敏感元件直径的选择是产生50 mm或更小的近场距离(见GBT 16540)(对2 MHz左右的频率而言，换能器敏感元件直径为1
35、25 mm是较适宜的)。换能器的激励电平宜足够高以获得适当的信噪比，但也宜足够低以避免由于非线性传播造成的波形失真(见GBT 16540)。A212靶的定位与超声换能器的波束共轴，调节其方位使其对称轴平行于人射超声波束方向，且靶的尖端指向超声换能器，靶相对于超声波束的方位宜与8511所规定的综合灵敏度试验时的方位相一致，在靶和发射换能器的后部放置吸收层，以减小杂散超声的干扰效应。A22基于水昕器法的步骤利用水听器作为检测器的两种方法如图A2a)和图A2b)所示。图A2a)使用两个检测器，最靠近换能器的一个是薄膜水听器(见GBT 16540)，其工作在透射模式下，用来测量背向反射超声波束的兽骥鞲
36、操哒韩恒辩YYT 0749-20091EC 61266：1994声压。第二个可采用针状水听器或薄膜水听器，用来确定在靶移去后，靶位置处的声压。本试验方法的优点是：靶的入射超声波束和背向反射超声波能共轴。对球靶的一个重要考虑是，靶平面波反射损耗随入射角度而显著变化。本方法的缺点是需小心操作，避免薄膜水听器的干扰反射，且需已知两个检测器的灵敏度比值。图A2b)所示的方法使用针状水听器作为检测器，且其横向定位尽可能靠近换能器以便减小入射和反射波束之问的夹角，靶位置处的声压可用针状水昕器或薄膜水听器测量。本方法的优点是：可使用同一检测器进行两次测量，其缺点是在背向反射信号测量时，不可能达到换能器、靶和
37、检测器的同轴布置。宜小心操作，尤其是在使用球状靶时，确保考虑反射损耗波动和偏轴角度的因素。在测量靶的反射信号时，为了获得足够的信噪比，可能需要使用较测量靶位置处声压而言，有更大敏感面积的检测器。在这种情况下，可能需要考虑空间平均效应(见1)的修正。基于水听器的测试步骤如下：A221靶的超声反射按图A 2a)或图A2b)所示的配置，检测靶的超声反射。在图A2a)中，薄膜水听器E用于透射模式，其敏感元件的定位与入射超声波束共轴，其距换能器的距离使薄膜水听器和换能器之问的双向反射不至于干扰靶的超声反射。注：距离e定在120 rilm-150ITII之间是合适的，该值能确保由检测器检测的双向反射在时间
38、上，当靶和测量水听器之间距离d为50 1221112，75 mlTI，i00 rill,if和200 lllm四个测量距离时，所接收的信号不同时发生。若采用图A2b)所示的配置，靶定位在距换能器为d的距离上，则针状水听器定位在与靶的距离为d处，并尽可能靠近换能器的侧边。A222横向移动靶(即在垂直于入射超声波束的平面上)，使水听器E接收的峰峰值信号为最大。选择被测猝发脉冲串的区域宜是脉冲串末端幅度恒定的那个区域，可能需要增加猝发脉冲串中的周期数，以确保稳定的准连续波条件。测量时，应注意确保靶支撑物的反射不干扰测量结果。A223在距离d处测量水听器E的峰峰值信号电平uE，随后用第二个水听器D替代
39、靶(在图A2b)所示的配置中，两次测量也可使用同一水听器)，为获得最大峰峰值信号，调节其横向位置和方位，测定峰一峰值信号UD，靶平面波反射损耗A(d)由下式计算：A(d)一20l 0910(宰R)、uE ，式中：A(d)靶平面波反射损耗；R一 水听器E与水听器D电缆末端负载灵敏度之比(见GBT 16540)；【，z一 测量水听器E的峰峰值信号电平；uD， 测量水听器D的峰峰值信号电平。A23基于换能器的步骤图A2c)所示的配置，利用脉冲回波模式下的超声换能器作为检测器，为测量靶位置处的声压，在换能器与靶的之间的正中放置一个平面反射体。本配置的优点是所有测量均采用换能器，但其缺点是由于换能器的有
40、限尺寸将引起误差。为保证该误差小于2 dB，换能器敏感元件的直径圣宜小于(见l 1 f)：垂,122d式中：函 换能器敏感元件的直径；A波长；d 换能器与靶之间的距离。对图A2c)所示的配置，要求平面反射体中心厚度至少为20 mm，且为楔形的不锈钢，楔形的角度1 2YYT 0749-2009IEC 61266：1994至少宜为15。以确保后壁的超声反射不干扰测量结果。反射体的幅度反射系数r根据钢和水的声特性阻抗计算。基于换能器的测试步骤如下：A231采用图A2c)所示的配置，靶的超声反射由工作在脉冲回波模式的超声换能器检测，靶放置在距换能器距离为d的位置上。A232横向移动靶使换能器接收的峰峰
41、值信号为最大，选择被测猝发脉冲串的区域宜是脉冲串末端幅度恒定的那个区域，可能需要增加猝发脉冲串中的周期数，以确保稳定的准连续波条件。测量时，应注意确保靶支撑物的反射不干扰测量结果。A233靶在距离d处时，测量换能器的峰一峰值信号电平【，t，随后在距换能器d2处插入平面反射体，调节反射体的方位获得最大的峰一峰值反射信号，测定峰峰值信号uR，靶平面波反射损耗A(d)由下式计算：删)一20log。(急)式中：A(d) 靶平面波反射损耗；r 平面反射体的幅度反射系数；己，t靶在距离d处时，换能器的峰峰值信号电平；UR 平面反射体在距离d2处时，换能器的峰一峰值信号电平。A24在其他距离处靶平面波反射损
42、耗的导出按852的规定要求，在综合灵敏度试验时，靶放置在距探头表面四个不同的距离处，这就要求已知在8526所规定的四个不同距离处，靶平面波反射损耗的数值。虽然最好能在每个距离处测定反射损耗，但符合8511要求的靶，靶平面波反射损耗的变化与距离呈现相反的关系，距离d，处的靶平面波反射损耗A(凼)，可以从任何距离处的测量值导出：A(d1)一A(d)20 l0910 f粤1式中：A(d-) 距离d-处的靶平面波反射损耗；A(d) 距离d处的靶平面波反射损耗；d1 距探头表面的距离；d 距探头表面的距离。超声超声挈L-ta)图A2确定靶平面波反射损耗的三种典型配置YYT 0749-2009IEC 6
43、1266：199414韶声引_二二=每-一笔矍坠一 ：、靶针状水昕器Fb)针状水听器扣一女超声换能器 ：、靶舯尹d超声换能器 平面反射靶LJ 换能器的镜像c)注：a)和b)采用水听器作为检测器，c)采用换能器作为发射和接收。所有的配置中，图示的靶与检测器的位置，第一次用来测定反射的声压，第二次用来测定入射的声压。图A2(续)YYT 0749-20091EC 61266：1994附录B(资料性附录)典型的试验设备和试验步骤本附录给出了用于测定综合灵敏度的试验设备和试验步骤的详细内容。B1试验设备图3所示是综合灵敏度试验设备和布置的实例，其包括下列各单元：B11反射靶靶的反射损耗是靶和理想平面反射
44、体的峰峰值回波幅度之比值，在试验设备所使用的特定频率处，确定该损耗值(见8511)。B12试验容器试验容器由透明塑料材料构成，推荐的结构和尺寸(单位为mm)如图B1所示，确保探头在水平位置和方位上能够进行调整。图B1 推荐的综合灵敏度试验容器B13驱动单元本单元支撑，并响应函数发生器的电输出信号驱动靶反射体悬臂，可以在垂直方向调整靶的位置。B14函数发生器发生器产生所需的三角波激励信号，激励B13所述的驱动单元。15YYT 0749-2009IEC 61266：1994B15双踪示波器测试期问，用来观测相关波形。B16有效值测量系统测量仪器信号输出部分的有效值信号电平。B17扬声器(音频输出单
45、元)被测仪器的音频输出。B18吸声层为减少不需要的反射，在试验容器的水表面上放置的一块中心有10 mm或更小直径圆孔的声吸收层，类似的吸声层还用来减小试验容器侧壁的反射。B19声衰减片已知插入损耗数值(见附录C)的一套声衰减片，用来插在探头与靶之问。注：如图3所示将衰减块插入在探头和试验容器的底部之间，另一种安排形式是将衰减块放人试验容器的水中，尽管这样对固定增加了难度，但这种形式克服了声耦合不确定度(见85 16)和由于插入衰减片所造成的探头与靶之间的距离改变所引起的相关问题。B2被测仪器的耦合如图3所示，被测仪器与测试设备之间的耦合采用水或任何其他适合的液体或凝胶。B3测量步骤仪器综合灵敏
46、度的测量，按下述步骤执行(见图3)：B31试验容器内注入深度超过200 mm的脱气水，并在水的表面放置吸声层。B32将双踪示波器与函数发生器连接，将有效值测量系统与被测仪器的信号输出部分连接，如图3所示，采用声耦合媒质将探头与测试设备耦合。B33如图3所示，在驱动单元上装配反射靶，调节靶和探头之问的距离为某个适当的启始位置，例如，100mm处。B34调节函数发生器，产生适当频率的三角波激励靶运动，根据8512调节靶的运动幅度和频率。B35按85238526规定的步骤进行测量。附录C(资料性附录)声衰减片双程插入损耗的测定YYT 0749-2009IEC 61266：1994C1 声衰减片的适合
47、材料是填充或未填充的橡胶或塑料材料。衰减块通常为薄层或板状物，由预先确定厚度、双面准确平行，表面光滑的材料构成。C2准备数个声衰减片或块，其预期的双程插入损耗介于2 dB和20 dB之间。C3采用脉冲或连续波方式的透射法或反射法，衰减测量有很多种可接受的方法，本标准可以接受任何具有适当准确度的方法。下文是一个测量方法的实例，可以在本标准所述的试验期间进行。C31在试验水槽中注满水，将声衰减片插入在超声发射和接收换能器之间，经由水进行声耦合。接收换能器可为水听器。接收换能器的输出与信号测量系统，诸如示波器连接。发射换能器由特定频率的重复猝发脉冲串激励。C32插入一个声衰减片或块，注意观测接收换能器电信号输出电子的变量，该变化量(dB)，即声衰减片的衰减量(见c33)。测量系统线性工作的假定，可以通过插入另一个相同的声衰减片，并核查输出的变化在上述数值的-b-03 dB范围之内来证实。C33声衰减片或块的双程插入损耗(dB)根据下式由输出信号电平的变化来确定：B。一。log-0(巍等)式中：B。 声衰减片或块的双程插入损耗；V叭n(o)声衰减片未插入时的输出信号电平；Vm儿(1)声衰减片插入后的输出信号电平。C4在8523中考虑了声耦合窗的双程插入损耗B。，也可
