JJF
中华人民共和国国家计量技术规范
JJF 1518—2015
医用超声声场测量系统校准规范
Calibration Specification for
Medical Ultrasonic Field Measurement Systems
2015-04-10发布
2015-07-10实施
国家质量监督检验检疫总局发布 JJF1518—2015
医用超声声场测量系统
校准规范 Calibration Specificationfor
JJF 1518—2015
Medical Ultrasonic Field Measurement Systems
归口单位：全国声学计量技术委员会起草单位：河南省计量科学研究院
中国计量科学研究院郑州轻工业学院
本规范委托全国声学计量技术委员会负责解释 JJF1518—2015
本规范起草人：
朱卫民 （河南省计量科学研究院）边文萍（中国计量科学研究院）曹玲芝 （郑州轻工业学院）齐芳 （河南省计量科学研究院) 范乃胤（河南省计量科学研究院） JJF1518—2015
目 录
引言 1
(I) (1) (1) (1) (1) (1) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (2) (3) (4) (4) (5) (5) (6) (8)
范围· 引用文件·
2 3术语和计量单位.·
3.1最大时间平均声功率（最大功率）
概述 5 计量特性· 5.1水听器定位系统…. 5. 2 水听器 5. 3 最大时间平均声功率.· 6 校准条件 6.1环境条件 6.2测量标准及其他设备· 7 校准项目和校准方法 7. 1 校准项目. 7.2校准方法… 8校准结果· 8.1 校准数据处理·· 8.2校准证书.· 9 复校时间和间隔附录A校准证书的内容附录B 测量结果不确定度评定实例
4
.
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引言
本规范依据JJF1071一2010《国家计量校准规范编写规则》编制。参考了
GB/T16540一1996《声学在0.515MHz频率范围内的超声场特性及其测量水听器法》，水听器定位系统技术要求参考了IEC62127-1《超声-水听器第一部分最高频率到4oMHz的医用超声场的特性及其测量》（Ultrasonics-Hydrophones一Part1： Measurementandcharacterizationofmedicalultrasonicfieldsupto4oMHz)，最大时间平均声功率误差参考了IEC62127-2《超声-水听器第二部分最高频率到40MHz的超声场校准》（Ultrasonics-Hydrophones—Part2：Calibrationforultrasonicfieldsupto 40MHz）中有关医用超声声场测量系统的规定
本规范为首次发布。
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医用超声声场测量系统校准规范
1范围
本规范适用于医用超声声场测量系统的校准。
2引用文件
本规范引用下列文件： JJF1001一2011通用计量术语及定义 JJF1034一2005声学计量名词术语及定义 JJG1070—20110.5MHz～5MHz标准水听器 JJF1189—2008测长仪校准规范 GB3102.7一1993声学的量和单位 GB/T16540一1996声学在0.5～15MHz频率范围内的超声场特性及其测量
水听器法
IEC62127-1超声-水听器第一部分最高频率到40MHz的医用超声场的测量和特性（Ultrasonics-HydrophonesPart1：Measurementandcharacterizationof medical ultrasonic fields up to 4o MHz)
IEC62127-2超声-水听器第二部分最高频率到40MHz的超声场校准（U1- trasonics-Hydrophones-Part 2: Calibration for ultrasonic fields up to 4o MHz)
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。
3术语和计量单位
本规范采用JJF1001一2011中有关的术语和定义，GB3102.7一1993中规定的量和单位及以下术语及定义。 3.1最大时间平均声功率（最大功率） maximumtemporal-averagetotal transmitted power
指通过特定面积的时间平均声功率，对扫描系统是指所有声脉冲的总功率。
4概述
医用超声声场测量系统主要采用水听器法测量医用超声设备声场特性。医用超声声场测量系统主要由三维扫描定位系统、水槽、水听器、水听器放大器（如果有的话）以及数据采样和处理部分组成。
水槽有足够大的空间，可满足超声换能器和水听器之间的相对移动，在移动中，水
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听器能定位在声场中的任何位置。
水听器应安装在一个定位系统上，可沿XYZ三个直角坐标轴平移，调整后，其中一个轴（如Z轴）应与声束准直轴平行。还应有两个旋转自由度，两个旋转轴都应垂直于水听器最大灵敏度方向。一个旋转轴应平行于X轴，另一个平行于Y轴。所有的平移和旋转系统都应有位置指示器。定位系统Z轴应具有设置最小安全距离的功能。
数据采样和处理部分可为数字示波器、数字化仪表或其他有足够带宽和灵敏度的系统，满足对水听器或水听器放大器（如果有的话）的信号进行幅度和时间方面的测量。
5计量特性 5.1水听器定位系统 5.1.1定位误差一般不超过50um。 5.1.2定位重复性一般不超过50um。 5.2水听器 5.2.1自由场（电压）灵敏度级
灵敏度级一般不低于一270dB（0dB参考值为1V/μPa）。 5.2.2自由场（电压）灵敏度级的频率响应
在水听器使用频率范围内的自由场（电压）灵敏度级与参考频率的灵敏度级相比一般不超过士4.0dB。 5.3最大时间平均声功率
对标准超声源进行自动扫描，最大时间平均声功率W，误差一般不超过士20%。 注：以上技术指标不用于合格性判定，仅供参考。
6校准条件
6.1环境条件
环境温度：10℃~30℃；相对湿度：30%～80%。
6.2测量标准及其他设备 6.2.1JJG1070—2011要求的标准器及配套设备 6.2.2激光干涉仪：长度最大允许误差：士（0.03um十1.5×10-6L） 6.2.3标准超声源：采用辐射力法校准输出声功率不确定度为5%（k=2），频率调整为被测系统中水听器上限频率的1/3。
7校准项目和校准方法
7.1校准项目
医用超声声场测量系统校准项目见表1。
2 JJF1518—2015
表1校准项目一览表校准项目
序号
校准方法条款号
定位误差定位重复性
7.2.1.2 7.2.1.3 7.2.2.1 7.2.2.2
1
水听器定位系统
自由场（电压）灵敏度级自由场（电压）灵敏度级的
水听器
2
频率响应
3 7.2校准方法 7.2.1水听器定位系统 7.2.1.1最小安全距离检查
最大时间平均声功率
7.2.3
在系统中设置水听器到超声换能器表面最小安全距离为2cm。当水听器移动到距离探头2cm时，设置每一步移动距离为最小安全距离的一半，当指令继续移动时，应不动作。设置最小安全距离为0.3cm重复以上操作。 7.2.1.2定位误差
如图1所示，将激光干涉仪按使用要求安装在医用超声声场测量系统上，调整激光干涉仪，使激光束、参考镜、测量镜与医用超声声场测量系统的X轴同轴。环境温度传感器尽量靠近激光束，材料温度传感器尽量靠近被校轴线，在X测量轴有效行程范围内均匀分布5个校准点，往返测量2次，分别读取医用超声声场测量系统和激光干涉仪在各校准点的长度示值，医用超声声场测量系统长度示值与激光干涉仪所测长度示值之差的平均值为该校准点的定位误差。重复以上步骤，校准Y轴、Z轴的定位误差。
反射镜
激光束
1'
21
3'
4'
5
X轴
图1 水听器定位系统校准
7.2.1.3定位重复性
对5个校准点，往返测量2次，读取各校准点长度平均值，分别取各校准点3次测量长度平均值的极差值，用式（1）计算该校准点示值的实验标准差：
R; S; = c
(1)
式中： s; R 某校准点3次示值中的极差，即最大值与最小值之差，mm；
某校准点示值的实验标准差，mm；
校准点示值的序号，i=1，2，，5；极差系数，3次测量时取C=1.69。
1
C
3