RFB法測聲輸出功率檢測
發(fā)布日期： 2025-05-09 23:23:05 - 更新時(shí)間：2025年05月09日 23:23
RFB法測聲輸出功率檢測的背景與意義
聲輸出功率是評(píng)估超聲設(shè)備性能和安全性的核心參數(shù)之一，尤其在醫(yī)療超聲領(lǐng)域，測量聲功率對(duì)確?；颊甙踩?、設(shè)備合規(guī)性至關(guān)重要。RFB法（Radiation Force Balance，輻射力平衡法）作為一種經(jīng)典的聲功率檢測方法，通過測量超聲換能器輻射的聲波對(duì)目標(biāo)物體產(chǎn)生的力學(xué)效應(yīng)，間接計(jì)算聲輸出功率。該方法因其高精度、可重復(fù)性強(qiáng)等優(yōu)勢，被標(biāo)準(zhǔn)（如IEC 61161）廣泛采用，適用于醫(yī)用超聲診斷設(shè)備、工業(yè)超聲清洗裝置等領(lǐng)域的聲學(xué)性能評(píng)估。
檢測項(xiàng)目
RFB法的主要檢測項(xiàng)目包括：
- 總聲輸出功率：測量超聲換能器在特定工作模式下輻射的總聲功率；
- 空間峰值時(shí)間平均聲強(qiáng)（SPTA）：評(píng)估超聲設(shè)備在焦點(diǎn)區(qū)域的大聲強(qiáng)水平；
- 聲場分布特性：分析聲能在空間中的分布均勻性及聚焦效果；
- 功率穩(wěn)定性：驗(yàn)證設(shè)備在長時(shí)間運(yùn)行下的功率輸出一致性。
檢測儀器
RFB法檢測需使用以下關(guān)鍵儀器：
- 輻射力天平系統(tǒng)：核心設(shè)備，用于測量聲輻射力，通常配備高精度力傳感器和溫度補(bǔ)償模塊；
- 水聽器陣列：輔助測量聲場空間分布，需滿足IEC 62127標(biāo)準(zhǔn)要求；
- 消聲水槽：提供低反射測試環(huán)境，尺寸需適配被測設(shè)備的工作頻率；
- 功率信號(hào)發(fā)生器與放大器：驅(qū)動(dòng)超聲換能器并控制輸出參數(shù)；
- 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：實(shí)時(shí)記錄輻射力、溫度、時(shí)間等參數(shù)。
檢測方法
RFB法的實(shí)施流程如下：
- 系統(tǒng)校準(zhǔn)：采用標(biāo)準(zhǔn)砝碼對(duì)輻射力天平進(jìn)行力值校準(zhǔn)，誤差需小于±2%；
- 測試環(huán)境搭建：將換能器固定于消聲水槽中，確保聲束垂直作用于吸聲靶；
- 聲場施加：設(shè)定設(shè)備工作模式（連續(xù)波/脈沖波），逐步增加驅(qū)動(dòng)功率；
- 數(shù)據(jù)采集：記錄穩(wěn)定狀態(tài)下的輻射力數(shù)值，同步監(jiān)測水溫變化（控制在22±1℃）；
- 功率計(jì)算：通過公式P = F·c/(2αA)計(jì)算聲功率（F為輻射力，c為聲速，α為吸聲系數(shù)，A為靶面積）。
檢測標(biāo)準(zhǔn)
RFB法檢測需嚴(yán)格遵循以下與標(biāo)準(zhǔn)：
- IEC 61161：規(guī)定超聲功率測量的通用要求及輻射力法實(shí)施細(xì)則；
- IEC 62359：明確醫(yī)用超聲設(shè)備聲場參數(shù)測量規(guī)范；
- GB/T 15261：中國標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于超聲功率測量的技術(shù)要求；
- FDA 510(k)指南：對(duì)醫(yī)療設(shè)備聲輸出功率的申報(bào)要求。
所有測試需在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境（溫度20-25℃，濕度≤60%）下進(jìn)行，測量不確定度應(yīng)控制在±10%以內(nèi)，并附原始數(shù)據(jù)記錄與誤差分析報(bào)告。
