JJF(浙)
浙江省地方计量技术规范
JJF（浙）1174-2021
0.5MHz-15MHz超声声场特性校准规范
Calibration Specification for Acoustic Performance of Ultrasonic Field in the Frequency
Range 0.5MHz to 15MHz
2021-03-05发布
2021-06-05实施
浙江省市场监督管理局发布 0.5MHz-15MHz 超声声场特性校准规范 Calibration Specification for Acoustic Performance of
JJF（浙）1174-2021
Ultrasonic Field in the Frequency Range 0.5MHz to 15MHz
归口单位：浙江省市场监督管理局
主要起草单位：浙江省计量科学研究院
中国计量大学 JJF(浙)1174—2021
本规范主要起草人：
俞醒言（浙江省计量科学研究院）高申平（浙江省计量科学研究院）姚磊（浙江省计量科学研究院）郑慧峰（中国计量大学）
参加起草人：
吴德林（浙江省计量科学研究院）李娜（浙江省计量科学研究院）李凤鸣 岛（中国计量大学）
II JJF(浙)1174—2021
目录
引言 1范围 2引用文件 3术语和计量单位 4概述 5计量特性 6校准条件 7校准项目和校准方法 8校准结果表达 9复校时间间隔附录A校准记录的内容. 附录B测量不确定度评定示例
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.3 JJF（浙)1174—2021
引言
本规范依据JJF1071一2010《国家计量校准规范编写规则》所给出的规则和格式编制。
本规范参照了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》、GB/T19890一2005《声学高强度聚焦超声(HIFU)声功率和声场特性的测量》和JJF1650一2017《超声探伤仪换能器声场特性校准规范》 等相关资料。
本规范为首次发布。
II JJF（浙）1174—2021
0.5MHz-15MHz超声声场特性校准规范
1范围
本规范适用于0.5MHz~15MHz频率范围内水中聚焦换能器的声场特性校准其他频率范围的换能器超声声场特性校准可参照本规范。
2引用文件
本规范引用下列文件： JJF1001通用计量术语及定义 JJF1034声学计量术语及定义 JJF1059.1测量不确定度评定与表示 JJF1650一2017超声探伤仪换能器声场特性校准规范 GB/T3102.7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
GB/T19890一2005声学高强度聚焦超声(HIFU)声功率和声场特性的测量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
JJF1001和JJF1034界定的及以下术语和定义适用于本规范， 3.1声焦距pressurefocallength
聚焦换能器有效辐射面至声压焦点的距离。一般可用声压焦点处水听器接收到的声压信号与聚焦换能器的发射信号之间的声程差来表示。 3.2焦域focalregion
聚焦声场中包含焦点并具有下列性质的所有点构成的连续空间：在这些点处，时间平均声强(或声压有效值平方)大于或等于时间平均声强(或声压有效值平方) 最大值的一个指定的百分数。对-3dB焦域、-6dB焦域、-10dB焦域，时间平均声强分别对应的百分数是50%、25%、10%，声压有效值分别对应的百分数分别是70.7%、50%、31.6%。 3.3-3dB（或-6dB/-10dB）焦域尺寸fullwidth at70.7%（or50%/31.6%）of(pressure) maximum
-3dB（或-6dB/-10dB）焦域在垂直于声束轴方向上和声束轴方向上的最大尺 JJF（浙）1174—2021
寸，即声压焦平面内的最大-3dB（或-6dB/-10dB）声束宽度和声束轴上的声压-3dB （或-6dB/-10dB）最大长度。 3.4声重复周期acousticrepetitionperiod
非自动扫描系统的脉冲重复周期或自动扫描系统的扫描重复周期。对于连续波系统为相邻两周期间的时间间隔。 3.5正峰值声压peak-positive acoustic pressure
声场中声重复周期的正瞬时声压的最大值。
3.6负峰值声压peak-negativeacousticpressure
声场中声重复周期中的负瞬时声压绝对值的最大值。峰值负声压用正数表示。 3.7空间峰值声强spatial peak intensity
声场中脉冲持续时间的平均声强的最大值。 3.8-10dB辐射声功率acousticradiationpowerofthetransducerat31.6%of(pressure) maximum
换能器在单位时间内，-10dB焦域在声压焦平面区域内的声能
4概述
聚焦换能器广泛应用在超声医疗诊断、治疗和工业超声等领域，聚焦换能器的声场特性是换能器的重要参数，可以通过水听器测量与分析获得。
5计量特性 5.1声焦距
声焦距的偏差一般不超过标称值的土15%。
5.2-3dB（或-6dB/-10dB）焦域尺寸
-3dB（或-6dB/-10dB）焦域尺寸的偏差一般不超过标称值的土25%。
5.3正峰值声压和负峰值声压
正峰值声压和负峰值声压的偏差一般不超过标称值的土25%。
5.4空间峰值声强
空间峰值声强的偏差一般不超过标称值的土30%。
5.5-10dB辐射声功率
-10dB辐射声功率的偏差一般不超过标称值的土35%。
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注：由于校准无需作出合格与否的判定，因此上述技术指标仅供参考，
6校准条件 6.1环境条件
室温：（15~30）℃；水温：（23±3）℃。
6.2测量标准及其他设备
6.2.1信号发生器及功率放大器具备调制脉冲信号产生的波形发生器，频率范围至少覆盖（0.5~15）MHz。
功率放大器能够放大信号，并驱动换能器工作，带宽至少覆盖（0.5~15）MHz，总失真不大于2%。
6.2.2测量水听器及其前置放大器在频率响应范围覆盖0.5MHz~15MHz。 水听器敏感元件有效半径与四分之一声波波长可比拟或小于四分之一波长
或其最大有效半径按公式（1）计算：
Z(? + d)/2
amax=8a,
(1)
式中： an一一与声工作频率相对应的声波长，单位为毫米（mm)； α,一一超声换能器或换能器阵的有效半径，或其最大尺寸的一半，单位为毫
米（mm）;
[一一水听器与超声换能器表面间的距离，单位为毫米（mm）。 注：能实现同等技术指标的水听器均可用于该测量系统。 6.2.3精密坐标测量装置精密坐标测量装置由测量用水槽和自由度调节机构组成。测量用水槽满足声
场扫描范围的需求，水槽内空间尺寸应不小于0.5m×0.5m×0.5m，具备至少两个自由度调节机构用于调节超声换能器的位置和姿态。夹持调节机构具有X、Y、 Z的空间定位，以及调节水平偏转和垂直俯仰功能，其中X、Y、Z的空间定位精度应优于50μm，水平偏转和垂直俯仰旋转角度分辨力优于0.05°。
6.2.4信号采集装置工作频率上限不低于100MHz，采样率应高于200MHz；不少于两个通道，
具备时间延退测量和幅值测量功能，采样精度要求，A/D位数不低于8位。
6.2.5温度测量设备测量范围（20士5）℃，最大允许误差优于士0.1℃。
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