成果名称: 18 MHz高频超声功率测量与校准仪器
完成单位: 广东省计量科学研究院
主要人员: 陈沈理,李敏毅,杨德俊,何卓斌,李广智,陈华,何铭涛
介绍:

    超声功率的量值溯源、传递(计量)是保证医疗领域超声设备输出功率大小量值统一的重要一环,随着高频B超探头的发展,给高频超声功率量值复现与计量带来了挑战,在国际上超声功率关键量比对也随之增加高频点超声功率的比对,研究18 MHz的超声功率产生和测量是保证国内的高频超声功率量值统一,确保在超声功率量值方面与国际相关国家量值一致性。作为保存两项(毫瓦级、瓦级)超声功率国家基准装置单位,为此,在原广东省质量技术监督局课题“18 MHz高频超声功率测量与校准仪器(编号:2018CJ01)”支持下,开展18MHz超声功率产生及其测量的研究:基于铌酸锂晶片Y-36°切割方式的材料特性,研制了三频率点(最高输出频率18.9 MHz)的超声换能器,结合DDS技术研制了高稳定性的标准超声功率源;同时,研究了基于辐射压力天平法测量高频超声功率的修正方法,采用功率取对数与距离作线性分析的数学模型修正测量的超声功率值,研发出稳定性高、测量准确度高的吸收靶测量装置。

    项目研究成果完成两个方面创新: 创新点1:完成最高频率18.9 MHz的三频点标准超声功率源,获 “一种标准超声功率源” 发明专利(专利号:ZL2019 1 0285173.5)和实用新型专利(专利号:ZL2019 2 0479039.4)。项目研究基于铌酸锂单晶晶片Y-36°切割方式的材料特性,研制了三频率点(最高输出频率18.9 MHz)的超声换能器,结合DDS技术研制了高稳定性的标准超声功率源。该标准超声功率源可以用于超声功率计的检定/校准,也可以用于超声功率测量装置中的量值比对。 创新点2:研究了基于辐射压力天平法测量高频超声功率的修正方法,采用功率取对数与距离作线性分析的数学模型修正测量的超声功率值,研发出稳定性高、测量准确度高的吸收靶测量装置。研究测量方法在中文期刊《电子质量》2018年7月刊发表论文1篇:《辐射力天平法超声功率吸收靶测量方法探讨》 。

    成果推广及应用: 基于本项目研制了三频点标准超声功率源(毫瓦级)、瓦级标准超声功率源和基于辐射力天平法测量超声功率的吸收靶测量装置,该三套设备分别实现了毫瓦级超声功率计、超声功率计、瓦级超声功率计和超声功率源的计量工作,同时也可以承担超声功率相关比对工作。

    项目成果已经应用于广东省、湖北省等省级计量技术机构,建立计量标准及开展量值传递;其中研究的超声功率源在2018年超声功率国际比对、2019年国家市场监督管理总局超声功率量值比对中用作比对盲样,取得显著社会效益。

批准登记号:
登记日期: 2021-07-19
研究起止时间: 2018-07-01至2020-07-01
所属行业: 科学研究和技术服务业
所属高新技术类别: 先进制造
评价单位名称: 广东省测量控制技术与装备应用促进会
评价日期: 2021-02-26