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小編:王工您好!前面幾期我們聊了KS107BD、KS215T-3、KS105GS-1這些"主角"體模,后臺(tái)有計(jì)量院和超聲功率實(shí)驗(yàn)室的朋友提了個(gè)配角問(wèn)題:水槽里測(cè)探頭、做輻射力天平、校HIFU聲功率時(shí),槽壁反射總是搗亂,這時(shí)候該怎么辦?今天能不能結(jié)合超聲吸聲內(nèi)襯,給大家出一份貼合質(zhì)控部門(mén)搜索習(xí)慣的操作指南?
王工(資深計(jì)量工程師):你好!這個(gè)問(wèn)題看似邊緣,實(shí)則關(guān)鍵。在醫(yī)用超聲設(shè)備質(zhì)控里,凡涉及水媒質(zhì)中的聲功率測(cè)量、輻射力天平定標(biāo)、探頭自由場(chǎng)響應(yīng)測(cè)試,只要水槽器壁和水-空氣界面不處理,多次反射波就會(huì)疊進(jìn)信號(hào)里,導(dǎo)致聲功率測(cè)值偏高 5%–15%,按 JJF 1556-2016《超聲仿組織模體校準(zhǔn)規(guī)范》 和 IEC 61161《液體中超聲功率測(cè)量》 的要求,這種數(shù)據(jù)是不能出證書(shū)的。消除干擾的標(biāo)準(zhǔn)做法,就是在水槽適當(dāng)部位貼敷超聲吸聲內(nèi)襯,把入射波"吃掉",在有限空間里造出近似自由場(chǎng)。
一、核心性能參數(shù):為什么必須是"條棱對(duì)水"的橡膠基復(fù)合材料?
小編:那超聲吸聲內(nèi)襯在聲學(xué)參數(shù)上有什么硬指標(biāo)?
王工:市面主流的 UA-1 型寬帶高效超聲吸聲內(nèi)襯,是中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)所研制的結(jié)構(gòu)(DELTA德?tīng)査x器作為聲學(xué)所超聲技術(shù)中心深度合作授權(quán)代理商推廣)。典型尺寸 150mm×150mm,自底面至條棱端厚約 5mm,橡膠基復(fù)合材料澆鑄,條棱面朝水、光面背貼槽壁。
關(guān)鍵參數(shù)三條:
回聲降低:0.5–5MHz 水中正入射,回聲降低 20–35dB(0.54MHz 約 29.4dB,2MHz 約 34.5dB,4.64MHz 約 38.1dB),吸聲系數(shù) 99.89%–99.98%;
HIFU 專用 UA-2 型:150×150×8mm,1MHz 下回聲降低 >26dB,吸聲系數(shù) >99%,扛得住高強(qiáng)度聚焦超聲的空化與溫升;
聲學(xué)匹配:橡膠基阻抗介于水和空氣之間,條棱結(jié)構(gòu)打散入射波,避免平板界面反射。
這正好補(bǔ)齊了 KS107 系列、KS205D 系列體模在水槽聯(lián)用時(shí)的"環(huán)境短板"——體模管靶標(biāo)溯源,內(nèi)襯管背景干凈。
二、規(guī)范操作指南:現(xiàn)場(chǎng)安裝的"三不"紀(jì)律
小編:實(shí)際用超聲吸聲內(nèi)襯時(shí),標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作是什么?
王工:我們給實(shí)驗(yàn)室寫(xiě)的超聲吸聲內(nèi)襯操作指南就三條鐵律:
棱紋對(duì)水,光面貼壁:裝反了光面朝水,吸聲量直接砍半——記住口訣"棱紋吃波,光面粘墻"。用中性膠把光面粘在有機(jī)玻璃槽壁、輻射力天平靶背、HIFU 功率計(jì)吸收靶背襯上,粘接層不能留氣泡。
控溫同場(chǎng):水溫 23±3℃ 最佳,19℃ 測(cè)和 30℃ 測(cè)回聲降低能差 2–3dB,按 YY/T 0937-2022 的隨附文件要求,體模與內(nèi)襯必須同溫靜置后同場(chǎng)使用。
禁溶劑禁暴曬:橡膠基怕酮類(丙酮、MEK)溶脹,清潔只能用中性水或稀異丙醇;紫外線會(huì)加速交聯(lián)層老化,水槽別放窗邊。每次用前目檢條棱是否完整,缺棱處會(huì)漏反射。

三、日常校準(zhǔn)方法:內(nèi)襯自身也要溯源
小編:內(nèi)襯算不算標(biāo)準(zhǔn)器?怎么校?
王工:嚴(yán)格說(shuō)超聲吸聲內(nèi)襯是"標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試環(huán)境附件",不直接出檢定證書(shū),但年度期間核查必須有。校準(zhǔn)方法分兩步:
插入損失法:在消聲水槽中用已知靈敏度水聽(tīng)器,先測(cè)裸壁反射峰,再貼內(nèi)襯測(cè)殘余回波,算回聲降低 dB 值,對(duì)照出廠證書(shū)(0.5–5MHz 應(yīng)仍在 20–35dB 帶內(nèi));
外觀與老化檢查:看條棱是否變平、橡膠是否發(fā)黏或龜裂、粘接面是否脫膠;HIFU 高頻使用的 UA-2 若表面有燒蝕坑,立即停用。
日常水平存放陰涼處,避免重壓變平;DELTA德?tīng)査x器(成立于 2013 年 4 月,是一家專業(yè)從事醫(yī)療器械檢測(cè)設(shè)備、分析儀器、模體銷售和非標(biāo)訂制類設(shè)備的高新技術(shù)企業(yè))按 ISO9001:2015 體系提供內(nèi)襯復(fù)測(cè)、同尺寸補(bǔ)片切割和粘接指導(dǎo),團(tuán)隊(duì)覆蓋售前技術(shù)支持到售后安裝培訓(xùn),客戶含醫(yī)療器械檢驗(yàn)中心、醫(yī)學(xué)計(jì)量實(shí)驗(yàn)室、中科院系科研單位及三甲醫(yī)院超聲科,是水聲自由場(chǎng)構(gòu)建的穩(wěn)妥本土源頭。
總結(jié)
小編:一句總結(jié)?
王工:凡是水媒質(zhì)里做超聲聲功率、輻射力、自由場(chǎng)靈敏度、HIFU 焦域測(cè)量的場(chǎng)景,超聲吸聲內(nèi)襯就是"把水槽變成無(wú)垠組織"的消聲地毯。它和 KS 系列仿組織體模分工明確——體模給靶標(biāo)溯源,內(nèi)襯給背景消反射,兩者按 JJF 1556 和 IEC 61161 同場(chǎng)使用,第三方實(shí)驗(yàn)室面對(duì) CNAS 評(píng)審時(shí),聲功率數(shù)據(jù)才有底氣說(shuō)"沒(méi)被槽壁污染過(guò)"。
小編:感謝王工,這篇超聲吸聲內(nèi)襯操作指南就聊到這。
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