Еталон одиниці ультразвукового тиску у водному середовищі

Abstract

Проаналізовано актуальність створення в Україні первинного еталона одиниці ультразвукового тиску у водному середовищі в діапазоні частот від 0,5 МГц до 10 МГц, зумовлену необхідністю метрологічного забезпечення чинного ультразвукового медичного обладнання та проведення процедур оцінки відповідності вимогам технічного регламенту щодо медичних виробів для введення їх в експлуатацію. Перелік параметрів акустичного виходу ультразвукового медичного обладнання стандартизований Міжнародною електротехнічною комісією (ІЕС), зокрема параметри ультразвукового діагностичного обладнання нормують відповідно до ІЕС 61157, а параметри фізіо- терапевтичного обладнання – ІЕС 61689. У статті проаналізовано методи відтворення ультразвукового тиску у водному середовищі в діапазоні частот від 0,5 МГц до 10 МГц, вибрано метод для створення первинного еталона одиниці ультразвукового тиску у водному середовищі – метод взаємності із двома перетворювачами. Наведено математичну модель методу відтворення одиниці ультразвукового тиску, функціональну схему еталона з описом роботи основних елементів та подано загальний вигляд створеного первинного еталона. Окремо вказано основні вимоги до допоміжного ультразвукового перетворювача, який застосовують відповідно до вибраного методу. Також наведено вимоги до вимірювального середовища – води. Описано експериментальні дослідження метрологічних властивостей еталона та наведено порівняння отриманих метрологічних характеристик створеного еталона з характеристиками відповідних зарубіжних еталонів.

The article analyzes the topicality of the primary standard creation of the ultrasonic pressure unit in water for the frequency range of 0.5–10.0 MHz in Ukraine. Its creation is predetermined by the necessity of the exploited ultrasound medical equipment metrological maintenance as well as for the assessment of compliance with the requirements of the technical regulations for medical products to be exploited. The list of ultrasound medical equipment acoustic output parameters is standardized by the International Electrotechnical Commission, in particular, ultrasound diagnostic equipment parameters are standardized in accordance with IEC 61157, and physical therapy equipment parameters are standardized in accordance with IEC 61689. The article analyzes the methods of reproducing ultrasonic pressure in the aqueous medium in the frequency range from 0.5 MHz to 10 MHz, the method for creating the primary standard unit of ultrasonic pressure in the aqueous medium that is the method of reciprocity with two transducers. The mathematical model of the method of reproduction of the unit of ultrasonic pressure is presented, the functional scheme of the standard with the description of work of the basic elements and the general view of the created primary standard are given. The basic requirements for the auxiliary ultrasonic transducer, applied according to the chosen method, are specified separately. The requirements for measuring medium – water – are also given. Experimental studies of the metrological properties of the standard are described and a comparison of the obtained characteristics with the characteristics of the corresponding foreign standards is conducted.