水听器式便携超声参数测量系统的研制

　　前言

　　超声诊断仪器已经广泛地应用于我军各级医疗诊断工作中。超声诊断的安全性也已成为了军事医学计量工作所关注的焦点之一。目前，BCZ100-1型便携式毫瓦级超声功率计在我军各级医学计量单位普遍使用，并为我军的卫勤安全保障工作做出了大量的工作。

　　然而，随着超声诊断设备在我军各医疗单位的广泛配置和医学计量工作的不断发展。由于我军部队卫生医疗机构分布较广，部分部队医院地处偏远地区。军队军事计量巡检必须按规定到达所有卫生医疗机构对所使用医疗仪器进行检测。而目前所使用的超声功率计抗颠簸能力不强，在携带、运输途中中悬浮靶游标极易损坏。而且稳定时间长，调节困难。基于这种情况，我们力图开发一种便于携带、不易损坏，适应军队军事计量巡检工作需要的超声声输出参数测量系统，以保证我军临床超声诊断设备安全有效地工作。

　　IEC 1102明确规定超声设备主机峰值负声压、输出波束声强和空间峰值时间平均声强的最大值范围为:

　　这三项仪器的声学参数指标是超声生产厂家和质检等部门均要测定的，是衡量一台超声诊断设备是否对病人安全可靠的重要参数。

　　1测量原理

　　在比较和分析了多种可采用的方法之后，发现利用水听器法测量超声诊断设备声输出参数可以有效地避免或减小上述现使用的超声功率计在我军卫生计量工作中暴露出的问题。将已校准水听器置于均匀的声场中，其以一定的灵敏度测量声场焦平面中一点的声压信号，获得测量点处超声信号的空间峰值电压波形。该信号是一个脉冲减幅欠阻尼信号。将水听器获得的声压信号经过前置放大和采样转换后，送入计算机利用数学算法计算出各个声输出参数。

　　2实验装置整体设计

　　目前在实验室中设计实现的测量装置结构如图1所示，包括测量装置、硬件信号处理电路和计算机软件数值处理三个部分。

　　2.1水听器简介

　　压电薄膜水听器是整个测量系统中的核心部件，把水中声压信号转换成电信号。利用高分子聚合物偏氟乙烯(PVDF)制成的高频水听器由于PVDF材料声阻抗和水很接近，质地柔软，化学稳定性高等特性使得频响曲线平坦且可测量频带宽。木系统采用了已校准的目前国内先进的JJ1000A-2型高频微型水听器可测声压信号频率范围为1 MHz-15 MHz，电缆末端电压灵敏度在被测信号频率3 MHz时为10.61*10-AV/Pa;被测信号频率7 MHz时为9.72*10-AV/Pa。整个通频带响应曲线平坦，完全满足测量的需求。

　　2.2声场建立