Precision Acoustics 生产的 辐射力平衡器 (Radiation Force Balances, RFBs) 可用于根据 IEC 61161 标准测量超声功率。所有产品均附有 英国国家物理实验室 (NPL, London) 的校准证书。
受限输出掩模 (Bounded Output Mask)
受限输出掩模提供了一种方法，可确保根据 IEC 62359 测量的 TI（热指数）只通过 1 cm × 1 cm 区域确定超声输出。
概述
- 尺寸：1 cm × 1 cm
- 作用：确保在测定 TI 时，仅计算通过 1×1 cm 区域的超声功率 P1×1P_{1×1}
- 结构：
- 高吸收的平面表面
- 孔内壁具有高反射性，减少内部能量损失
- 精密加工的孔径 1 cm × 1 cm
- 孔边缘金属衬里，高度反射超声信号
掩模放置在被测换能器与 RFB 目标或水听器 之间，但不得与目标、水听器或换能器直接接触。
关键特性
- 使用 NPL HAMA 吸收材料 制作，高吸收、低回声
- 精密加工的 1 cm × 1 cm 孔径
- 孔边缘金属衬里，确保斜入射信号能透过
典型性能
| 属性 | 参数 |
|---|---|
| 外观 | 两层聚氨酯板：透明上层与水阻抗匹配；蓝色下层高吸收 |
| 尺寸 | 直径 80 mm，厚度 14 mm |
| 孔径 | 1 cm × 1 cm |
| 密度 | 1010 ± 20 kg/m³ |
| 平均声速 (1-10 MHz) | 1500 ± 30 m/s |
| 声阻抗 | 1.5 MRayls |
| 耐化学性 | 异丙醇 (IPA)、三氯乙烯 |
| 受影响物 | 酮类 (MEK, 丙酮) – 膨胀，二氯甲烷 – 膨胀/分解 |
| 避免 | 臭氧、紫外线 |
| 稳定性 | 由于聚合物交联结构，非常稳定 |
| 热膨胀系数 | 200 ppm/°C |
超声功率测量
- 超声功率是医疗超声设备声输出测量的关键量。
- 传统测量使用 辐射力原理，RFB 的操作详见 IEC 61161。
- IEC 62359:2010 + AMD1:2017 标准要求诊断超声机在扫描和非扫描模式下，通过 1×1 cm 孔径评估输出功率。
- 受限输出掩模通过以下特性实现要求：
- 内壁反射系数 < −30 dB
- 吸收损耗：45 dB/cm @ 3.5 MHz
- 孔壁金属衬里，最小化信号损失
测量参数
- 插入损耗 (Insertion Loss, IL)
- PtP_t：通过样品的声压幅值
- PiP_i：入射声压幅值
- 已在 14 mm 厚的掩模吸收部分实验测定
- 测量动态范围约 60 dB
- 分数功率耗散 (Fractional Power Dissipation, FPD)
- PrP_r：样品反射的声压
- PtP_t：样品透过的声压
- PiP_i：入射声压
- 已通过 ER 与 IL 测量推导得出
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