ГОСТ IEC 61689—2016
Приложение Н
(справочное)
Влияние эффективного диаметра гидрофона
Большинство выпускаемых гидрофонов имеют активные элементы диаметром от 0,2 до 1,0 мм. В мега-
герцовом диапазоне частот точность измерений ультразвукового поля зависит от пространственного усреднения
акустического давления на активном элементе гидрофона. IEC 62127-1 предлагает следующий критерий для мак
симально допустимого радиуса гидрофона атах, используемого для измерений в некоторых ситуациях
гдеX — длина акустической волны;
z — расстояние от лечебной головки до плоскости измерений;
а1— эффективный радиус активного элемента лечебной головки.
Приведенные в настоящем стандарте процедуры точного определения эффективной площади излучения
лечебной головки требуют измерений непосредственно у ее поверхности и приводят к частому нарушению этого
критерия. Строго говоря, выражение (Н.1) относится к измерениям пиковых давлений и уместно для достоверного
определения коэффициента неоднородности пучка RBN. Для измерения эффективной площади излучения необ
ходима более высокая точность, и поэтому важно установить влияние невыполнения вышеуказанного критерия на
точность измерения 7\BCS(z) и /\ER.
Измерения на лечебной головке диаметром 2,4 см на 3 МГц с использованием разных гидрофонов с раз
личным радиусом активного элемента представлены в таблице Н.1 [4]. Измерения выполнены с использованием
керамических гидрофонов с диаметром активного элемента 0,6 и 1 мм, а также гидрофона мембранного типа из
ПВДФ диаметром 4 мм. Для измерений на расстоянии z = 1 см в соответствии с выражением (Н.1) эти гидрофоны
слишком велики — в 4; 6,5 и 26 раз соответственно. Тем не менее результаты измерений 7\BCS(z), представленные в
таблице Н.1, сходятся в пределах от 1 % до 3 %.
Из обычно используемых в терапии частот и размеров лечебных головок наибольшее превышение критерия
IEC 62127-1 происходит при измерениях вблизи (z = 1 см) головок большого диаметра, работающих на частоте
3 МГц. Но даже в этом случае коэффициент превышения для гидрофона с диаметром активного элемента 1
мм лежит в пределах от 6 до 7.
Представленные в таблице Н.1 значения отношения пика давления в квадрате кдавлению в квадрате, усред
ненному по площади поперечного сечения пучка (это отношение в таблице Н.1 обозначено как R), на расстоянии z,
где z изменяется от 1до 8 см, показывают, что даже при использовании гидрофона диаметром 4 мм, результаты
отличаются не более чем на 20 %. Эти результаты имеют прямое отношение к выбору диаметра активного эле
мента гидрофона при определении RBN. Тем не менее этот вывод может быть принят с некоторой осторожностью.
Некоторые лечебные головки имеют «горячие пятна» диаметром от 2 до 3 мм. В этом случае при использовании
больших (4 мм) гидрофонов будет иметь место определенное занижение истинных значений RBN.
Для обеспечения точности измерения RBN в 6.2 указан критерий, позволяющий правильно измерять пло
щадь поперечного сечения пучка типового аппарата для ультразвуковой терапии, работающего на частотах до
3 МГц, с помощью гидрофонов диаметром 1 мм. Для испытаний оборудования, работающего на частотах выше
3 МГц, следует использовать гидрофоны диаметром менее 0,6 мм. Эти гидрофоны можно применять для измере
ния как эффективной площади излучения, так и коэффициента неоднородности пучка.
(Н.1)
32