超声实验1 讲义
（说明：实验室里没有下列文档的纸质版）超声波性能表征及其在长度测量和材料性能表征中的初步应用一、实验目的1.掌握了超声波的特点，了解超声波的应用；2.掌握超声波及其探测器的性能表征方法；3.理解利用超声波进行材料性能表征的原理，掌握利用超声波测量固体弹性常数的技术；4.通过超声波折射现象了解弹性波的基本特性和波形转换（选做）。
二、实验仪器JDUT-2型超声波实验仪，示波器。
JDUT-2型超声波实验仪如图1所示，图1中1是超声波实验仪的主体，附件2是斜探头，附件3是试块，附件4是可变角探头，附件5是直探头。
JDUT-2型超声波实验仪只能够调节放大电路的衰减数值。
衰减的单位是分贝，用dB 表示，定义如下：分贝值=20lgA （dB ），其中A 是放大倍数。
衰减器读数与放大器的放大倍数成对数关系。
超声仪衰减器动态范围是96dB ，从0dB 到95dB ；调节步长为1dB 和10dB两种。
示波器可以采用通用型、频率在20兆以上的示波器。
1 42 3 5 图1. JDUT-2型超声波实验仪超声仪示波器图2.仪器连接示意图图2是仪器连接示意图，当采用单探头工作方式时，利用三通线把发射接收接头连接起来，然后与探头连接。
示波器采用外触发工作方式，连接超声仪触发接头与示波器外触发输入口。
分别把信号检波输出和射频输出与示波器第一、第二通道输入口相连，或者根据需要只接其中一种输出方式。
当超声仪采用双探头工作方式时，发射接口和接收接口分别与发射探头和接收探头相连。
在进行实验时，需要适当设置超声波实验仪衰减器的数值和示波器的电压范围与时间范围，使示波器上看到的波形适中。
三、实验原理1.超声波的基本知识超声波是频率在2⨯104Hz~1012Hz的声波。
超声广泛存在于自然界和日常生活中，如老鼠、海豚的叫声中含有超声成分，蝙蝠利用超声导航和觅食；金属片撞击和小孔漏气也能发出超声。
人们研究超声始于1830年，F. Savart曾用一个多齿轮，第一次人工产生了频率为2.4⨯104Hz的超声；1912年Titanic客轮事件后，科学家提出利用超声预测冰山；1916年第一次世界大战期间P. Langevin领导的研究小组开展了水下潜艇超声侦察的研究，为声纳技术奠定了基础；1927年，R. W. Wood 和A. E. Loomis 发表超声能量作用实验报告，奠定功率超声基础；1929年俄国学者Sokolov提出利用超声波良好穿透性来检测不透明体内部缺陷，此后美国科学家Firestone使超声波无损检测成为一种实用技术。
超声波测试把超声波作为一种信息载体，它已在海洋探查与开发、无损检测与评价、医学诊断等领域发挥着不可取代的独特作用。
例如，在海洋应用中，超声波可以用来探测鱼群或冰山、潜艇导航或传送信息、地形地貌测绘和地质勘探等。
在检测中，利用超声波检验固体材料内部的缺陷、材料尺寸测量、物理参数测量等。
在医学中，可以利用超声波进行人体内部器官的组织结构扫描（B超诊断）和血流速度的测量（彩超诊断）等。
在本实验中将学习超声波的产生方法、传播规律和测试原理，通过对固体弹性常数的测量了解超声波在测试方面应用的特点；通过对试块尺寸的测量和人工反射体定位了解超声波在检验和探测方面的应用。
2.超声波的产生及探测某些固体物质，在压力（或拉力）的作用下产生变形，从而使物质本身极化，在物体相对的表面出现正、负束缚电荷，这一效应称为压电效应。
，它可物质的压电效应与其内部的结构有关。
如石英晶体的化学成分是SiO2以看成由+4价的Si离子和-2价O离子组成。
晶体内，两种离子形成有规律的六角形排列，如图3所示。
其中三个正离子组成一个向右的正三角形，正电中心在三角形的重心处。
类似，三个负离子对（六个负离子）组成一个向左的三角形，其负电中心也在这个三角形的重心处。
晶体不受力时，两个三角形重心重合，六角形单元是电中性的。
整个晶体由许多这样的六角形构成，也是电中性的。
图3. 石英晶体的压电效应当晶体沿x方向受一拉力，或沿y方向受一压力，上述六角形沿x方向拉长，使得正、负电中心不重合。
这时六角形单元仍然是电中性的，但是正负电中心不重合，产生电偶极矩p 。
整个晶体中有许多这样的电偶极矩排列，使得晶体极化，左右表面出现束缚电荷。
当外力去掉，晶体恢复原来的形状，极化也消失。
（许多大学物理教材都有关于电极化理论的介绍）由于同样的原因，当晶体沿y 方向受拉力，或沿x 方向受压力，正离子三角形和负离子三角形都被压扁，也造成正、负电中心不重合。
但是这时电偶极矩的方向与x 方向受拉力时相反，晶体的极化方向也相反。
这就是压电效应产生的原因。
当外力沿z 轴方向（垂直于图3中的纸面方向），由于不造成正负电中心的相对位移，所以不产生压电效应。
由此可见，石英晶体的压电效应是有方向性的。
当一个不受外力的石英晶体受电场作用，其正负离子向相反的方向移动，于是产生了晶体的变形。
这一效应是逆压电效应。
还有一类晶体，如钛酸钡（BaTiCO 3），在室温下即使不受外力作用，正负电中心也不重合，具有自发极化现象。
这类晶体也具有压电效应和逆压电效应，它们多是由人工制成的陶瓷材料，又叫压电陶瓷。
本实验中超声波换能器采用的压电材料为压电陶瓷。
用作超声波换能器的压电陶瓷被加工成平面状，并在正反两面分别镀上银层作为电极，这样被称为压电晶片。
当给压电晶片两极施加一个电压短脉冲时,由于逆压电效应，晶片将发生弹性形变而产生弹性振荡, 振荡频率与晶片的声速和厚度有关, 适当选择晶片的厚度可以得到超声频率范围的弹性波, 即图4. 脉冲波的产生(a)直探头 (b)斜探头 1-外壳 2-晶片 3-吸收背衬 4-电极接线 5-匹配电感 6-接插头 7a-保护膜 7b-斜楔 图5直探头和斜探头的基本结构超声波。
在晶片的振动过程中，由于能量的减少，其振幅也逐渐减小，因此它发射出的是一个超声波波包，通常称为脉冲波，如图4所示。
超声波在材料内部传播时，与被检对象相互作用发生散射，散射波被同一压电换能器接收, 由于正压电效应, 振荡的晶片在两极产生振荡的电压, 电压被放大后可以用示波器显示。
在实际应用中，我们经常把超声波换能器称为超声波探头。
实验中，常用的超声波探头有直探头和斜探头两种，其结构如图5所示。
探头通过保护膜或斜楔向外发射超声波；吸收背衬的作用是吸收晶片向背面发射的声波，以减少杂波；匹配电感的作用是调整脉冲波的形状。
一般情况下，采用直探头产生纵波，斜探头产生横波或表面波。
对于斜探头，晶片受激发产生超声波后，声波首先在探头内部传播一段时间后，才到达试块的表面，这段时间我们称为探头的延迟。
对于直探头，一般延迟较小，在测量精度要求不高的情况下，可以忽略不计。
3.超生波的波形和超声波的反射与折射如果晶片内部质点的振动方向垂直于晶片平面，那么晶片向外发射的就是超声纵波。
超声波在介质中传播可以有不同的波型，它取决于介质可以承受何种作用力以及如何对介质激发超声波。
通常有如下三种:纵波波型：当介质中质点振动方向与超声波的传播方向一致时，此超声波为纵波波型。
任何固体介质当其体积发生交替变化时均能产生纵波。
横波波型：当介质中质点的振动方向与超声波的传播方向相垂直时，此种超声波为横波波型。
由于固体介质除了能承受体积变形外，还能承受切变变形，因此，当有剪切力交替作用于固体介质时均能产生横波。
横波只能在固体介质中传播。
表面波波型：是沿着固体表面传播的具有纵波和横波的双重性质的波。
表面波可以看成是由平行于表面的纵波和垂直于表面的横波合成, 振动质点的轨迹为一椭圆，在距表面1/4波长深处振幅最强，随着深度的增加很快衰减，实际上离表面一个波长以上的地方，质点振动的振幅已经很微弱了。
在斜探头中，从晶片产生的超声波为纵波，它通过斜楔使超声波折射到试块内部，同时可以使纵波转换为横波。
实际上，超声波在两种固体界面上发生折射和反射时，纵波可以折射和反射为横波，横波也可以折射和发射为纵波。
超声波的这种现象称为波型转换，其图解如图6所示。
超声波在界面上的反射、折射和波型转换满足如下斯特令折射定律：其中，αL和αS分别是纵波反射角和横波反射角；βL和βS分别是纵波折射角和横波折射角；C1L和C1S分别是第1种介质的纵波声速和横波声速；C2L和C2S分别是第2种介质的纵波声速和横波声速。
在本实验中，还使用了一种可变角探头，如图7所示。
其中探头芯可以旋转，通过改变探头的入射角θ，得到不同折射角的斜探头。
当θ=0时成为直探头。
可以利用该探头观察波型转换的过程。
在斜探头或可变角探头中，有机玻璃斜块或有机玻璃探头芯的声速C小于铝中横波声速CS，而横波声速CS又小于纵波声速CL。
因此，根据公式（2），当α大于：)(sin11LCC-=α (3)时，铝介质中只有折射横波；而当α大于：)(sin12SCC-=α（4）时，铝介质中既无纵波折射，又无横波折射。
我们把α1称为有机玻璃入射到有机玻璃-铝界面上的第一临界角；α2称为第二临界角；图6 超声波的反射、折射和波型转换图7 可变角探头示意图4. 超声波声速与固体弹性常数的关系在各向同性的固体材料中，根据应力和应变满足的虎克定律, 可以求得超声波传播的特征方程：222221t c ∂Φ∂=Φ∇ （6）其中Φ为势函数，c 为超声波传播速度。
当介质中质点振动方向与超声波的传播方向一致时,称为纵波；当介质中质点的振动方向与超声波的传播方向相垂直时，称为横波。
在气体介质中，声波只是纵波。
在固体介质内部, 超声波可以按纵波或横波两种波型传播。
无论是材料中的纵波还是横波, 其速度可表示为：td c = (7) 其中, d 为声波传播距离, t 为声波传播时间。
对于同一种材料, 其纵波波速和横波波速的大小一般不一样，但是它们都由弹性介质的密度、杨氏模量和泊松比等弹性参数决定, 即影响这些物理常数的因素都对声速有影响。
相反, 利用测量超声波速度的方法可以测量材料有关的弹性常数。
固体在外力作用下，其长度沿力的方向产生变形。
变形时的应力与应变之比就定义为杨氏模量，一般用E 表示。
（在杨氏模量测量的实验中有介绍）固体在应力作用下。
沿纵向有一正应变（伸长），沿横向就将有一个负应变（缩短），横向应变与纵向应变之比被定义为泊松比，记做σ，它也是表示材料弹性性质的一个物理量。
在各向同性固体介质中，各种波型的超声波声速为：其中E 为杨氏模量，σ为泊松系数，ρ为材料密度。
相应地，通过测量介质的纵波声速和横波声速，利用以上公式可以计算介质的弹性常数。
计算公式如下：杨氏模量： (10) 泊松系数：)1(2222--=T T σ(11) 其中：SL c c T =，L c 为介质中纵波声速，S c 为介质中横波声速，ρ为介质的密度。
四.仪器的一些备用参数1.JDUT-2型超声波实验仪主要性能指标脉冲形式：负脉冲输出限幅：±5V发射强度：400V有效电压：±2V(射频)，0-2V （检波）发射阻抗：1000Ω使用电源：220V输入阻抗：500Ω使用功率：10W频带宽度：50Hz-7MHz(-3dB)/50Hz-10MHz(-6dB)仪器尺寸：220mm ×220mm ×100mm放大增益： 50dB动态范围： 0dB-95dB ，步长1dB输出阻抗： 50Ω(射频) ， 1000Ω（检波）触发模式：内触发触发输出：TTL电平重复频率： 125Hz,250Hz, 500Hz和1000Hz 可选2. CSK-IB铝试块尺寸图和材质参数单位：毫米；尺寸：R1=30，R2=60，L A=20，H A=20，L B=50，H B=10。
实验一、超声波的产生与传播报告
一般情况下，采用直探头产生纵波，斜探头产生横波或表面波。对于斜探头，晶片受激发产生超声波后，声波首先在探头内部传播一段时间后，才到达试块的表面，这段时间我们称为探头的延迟。对于直探头，一般延迟较小，在测量精度要求不高的情况下，可以忽略不计。
实验一、超声波的产生与传播报告
实验一、超声波的产生与传播
一、实验目的
1．了解超声波产生和接收方法；2．认识超声脉冲波及其特点；
3．理解超声波的反射、折射和波型转换。二、实验原理
某些固体物质，在压力（或拉力）的作用下产生变形，从而使物质本身极化，在物体相对的表面出现正、负束缚电荷，这一效应称为压电效应。当给压电晶片两极施加一个电压短脉冲时,由于逆压效应，晶片将发生弹性形变而产生弹性振荡,振荡频率与晶片的声速和厚度有关,适当选择晶片的厚度可以得到超声频率范围的弹性波,即超声波。由于正压效应,振荡的晶片在两极产生振荡的电压,电压被放大后可以用示波器显示。
2．超声波的反射、折射与波型转换
在斜探头中，从晶片产生的超声波为纵波，它通过斜楔使超声波折射到试块内部，同时可以使纵波转换为横波。实际上，超声波在两种固体界面上发生折射和反射时，纵波可以折射和反射为横波，横波也可以折射和发射为纵波。超声波的这种现象称为波型转换，其图解如图1.5所示。
图1.5超声波的反射、折射和波型转换
超声波在界面上的反射、折射和波型转换满足如下斯特令折射定律：反射：
sinαsinαLsinαS
==
CC1LC1SsinαsinβLsinβS
==
CC2LC2S
（1.3a）
折射：（1.3b）
其中，αL和αS分别是纵波反射角和横波反射角；βL和βS分别是纵波折射角和横波折射角；C1L和C1S分别是第1种介质的纵波声速和横波声速；C2L和C2S分别是第2种介质的纵波声速和横波声速。
超声基础专业知识讲座课件
文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。
文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。
基本物理量
超声波有三个基本物理量，即频率（f）、波长（λ）， 声速（c），它们的关系是：c＝f×λ，或λ＝c/f。
频率为单位时间内质点振动的次数，一般以每秒振动 次数表示，以Hz为单位，每秒振动一次为1Hz。
声速为单位时间波动传播的距离，常用单位为m/s。 人体软组织平均声速为：1540m/s，或近似于是
超声诊断学(Ultrasound diagnostics)研究和应用超声的物理物性， 以某种方式扫查人体、诊断疾病的科学称为超声诊断学
超声检查（ultrasonic examination）指运用超声波原理，对人体 软组织的物理特性、形态结构与某些功能状态作出判断的非创伤性 检查方法
一、超声诊断的物理基础
C2
折射角大于入射角。
θ θ2
文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。
声波的特性－散射（scattering）
散射（scattering） 若界面小于超 声波波长，则声波向物体的四 面八方辐射，产生散射。散射 是多向性的，朝向探头者称为 背向散射，可被探头接收。红 细胞的直径比超声波要小得多， 是一种散射体。红细胞的背向 散射是多普勒超声诊断的基础。
声像图分析
内部回声：器官和肿块的内部回声来自其内部结构的界面反 射和微细结构的散射。
超声检查专题知识讲座培训课件
超声检查专题知识讲座
28
超声检查专题知识讲座
29
超声检查专题知识讲座
30
常见病声像图
• 急性胆囊炎:典型：胆大,壁厚,透声差,常 伴结石。
• 胆囊结石：典型：强光团，声影，能移 动。
肝正常声像图：轮廓清晰，包膜光滑，光点均 匀，弱回声，上界第5～6肋间，斜径不超过 140厘米。管道结构清晰。
脾正常声像图：轮廓清，包膜光滑，弱光点， 均匀分布。厚＜4厘米，上下径＜10～11厘米。
肝硬化、肝脓肿、肝囊肿、肝癌等
超声检查专题知识讲座
20
超声检查专题知识讲座
21
常见病声像图
肝硬化：缩小、表面不平、光点增粗不均 匀，门脉高压等表现，胆囊壁增厚
46
超声检查专题知识讲座
47
超声检查专题知识讲座
48
五、泌尿系统超声诊断
• 正常泌尿系统声像图 肾，膀胱，前列腺
• 常见病声像图 肾结石，肾积水，肾囊肿，肾肿瘤，膀 胱结石，膀胱肿瘤，前列腺增生，前列 腺癌
超声检查专题知识讲座
50
超声检查专题知识讲座
51
超声检查专题知识讲座
52
超声检查专题知识讲座
如果物体的直径与超声波的波长相接 近，超声波将绕过物体而向前传播，即 为绕射
超声检查专题知识讲座
8
（4）．吸收和衰减 由于介质的导热性、粘滞性、内摩擦，
声能被吸收，随着传播距离的增加，声 能被衰减。
超声波的频率越高，粘滞度越大，传 播的距离越长，衰减程度越大
超声检查专题知识讲座
无损检测超声探伤UT基础讲义 (1)
培训教材之理论基础第一章无损检测概述无损检测包括射线检测（RT）、超声检测（UT）、磁粉检测（MT）、渗透检测（PT）和涡流检测（ET）等五种检测方法。
主要应用于金属材料制造的机械、器件等的原材料、零部件和焊缝，也可用于玻璃等其它制品。
射线检测适用于碳素钢、低合金钢、铝及铝合金、钛及钛合金材料制机械、器件等的焊缝及钢管对接环缝。
射线对人体不利，应尽量避免射线的直接照射和散射线的影响。
超声检测系指用A型脉冲反射超声波探伤仪检测缺陷，适用于金属制品原材料、零部件和焊缝的超声检测以及超声测厚。
磁粉检测适用于铁磁性材料制品及其零部件表面、近表面缺陷的检测，包括干磁粉、湿磁粉、荧光和非荧光磁粉检测方法。
渗透检测适用于金属制品及其零部件表面开口缺陷的检测，包括荧光和着色渗透检测。
涡流检测适用于管材检测，如圆形无缝钢管及焊接钢管、铝及铝合金拉薄壁管等。
磁粉、渗透和涡流统称为表面检测。
第二章超声波探伤的物理基础第一节基本知识超声波是一种机械波，机械振动与波动是超声波探伤的物理基础。
物体沿着直线或曲线在某一平衡位置附近作往复周期性的运动，称为机械振动。
振动的传播过程，称为波动。
波动分为机械波和电磁波两大类。
机械波是机械振动在弹性介质中的传播过程。
超声波就是一种机械波。
机械波主要参数有波长、频率和波速。
波长?：同一波线上相邻两振动相位相同的质点间的距离称为波长，波源或介质中任意一质点完成一次全振动，波正好前进一个波长的距离，常用单位为米(m)；频率f：波动过程中，任一给定点在1秒钟内所通过的完整波的个数称为频率，常用单位为赫兹(Hz)；波速C：波动中，波在单位时间内所传播的距离称为波速，常用单位为米/秒（m/s）。
由上述定义可得：C=? f ，即波长与波速成正比，与频率成反比；当频率一定时，波速愈大，波长就愈长；当波速一定时，频率愈低，波长就愈长。
次声波、声波和超声波都是在弹性介质中传播的机械波，在同一介质中的传播速度相同。
超声原理ppt-超声诊断原理及图像分析原则
5、衰减
（衰减为反射、散射及吸收的总和） 衰减与选用的频率及传播的深度成正比
超声原理ppt-超声诊断原理及图像分 析原则
6、多普勒效应（DOPPLER）
超声在探测移动目标时，其回声频率发生变化利用 多普勒效应可检测血管内有无血流，及血流方向和 血流速度
射声束与反射声束在法线的两侧；3，入射角与反射角相等
反射系数：R＝（Z2－Z1）/（Z2＋Z1）
超声原理ppt-超声诊断原理及图像分 析原则
3、折射： 入射声束遇到大界面其两侧介质的传播速度不 同，声束在经过这些组织间的大界面时，产生 声束前进方向的改变。折射角与入射角的正弦 比值与界面两侧的声速比值相等
1. 外形 2. 大小 3. 边缘、边界、壁 4. 支持结构、管道结构
超声原理ppt-超声诊断原理及图像分 析原则
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2023/9/6
超声原理ppt-超声诊断原理及图像分 析原则
超声原理ppt-超声诊断原理及图像分 析原则
➢声影
指在常规DGC正补偿调节后，在组织内病灶后方所演示的 回声低弱后接近无回声平直条状区。声影系声路中具较强 衰减体。 高反射体（如气体）或高吸收系数物体（如骨 骼、结石、疤痕）下方具有声影。
超声原理ppt-超声诊断原理及图像分 析原则
第三节
声像图分类
图像左侧示被检查者的头部结构，图像右侧示 被检查者足侧结构，图像上方为近腹部结构， 下方为近背部结构
超声原理ppt-超声诊断原理及图像分 析原则
➢斜断面
如斜断面接近横Βιβλιοθήκη 面，则以上述横断面为标准； 斜断面近乎纵断面，则以纵断面所示为标准
超声基础知识ppt课件
超声的模式
Line 1 Line 2 Line 3 Line 4 Line 5 Line 6 Line 7 Line 8
Line
1 2 3 4 5 6 7 8
3. M模式： M模式中的M表示运动，M模式通过B模式图象来显示一个取样线，然后在以时 间为轴线的波形图上表示其运动状态。通常M模式用于检测心脏及胎儿的心率。 Transducer Transducer Transducer Transducer
•
•
电子扫描方式
探头的许多基元通过电子控制产生扫描波束并且通过延时线对波束进 行聚焦。
－线阵：用于小器官、血管及术中。 －凸阵：也称弯曲线阵，与线阵的区别在于 基元是弯曲的。用于腹部和妇产科。 特点： • 孔径大 • 近场视野宽 • 旁瓣影响小 特点： • 近、远场视野宽
－相控阵： 相控阵方式是通过连续变换延时线来得到产生超声波束的不同角度。主要用于心脏。
记录设备
探头
DSC
数字扫描转换器
录像机
打印机
彩色打印机
存储
硬盘、磁光盘 图象档案管理
1. 聚焦
名词解释
透镜
聚焦
发散
许多超声设备都有调整聚焦的功能，对感兴趣的 区域进行聚焦，从而使图象分辨率更高，图象更清晰。
超声系统的几种聚焦方式： －只在发射端聚焦（接收端：自动聚焦）：保持较高的帧频 －发射和接收端聚焦：可使图象质量更好，但是帧频很低 常用的聚焦方式：分段聚焦；动态聚焦；连续动态聚焦(CDF） 动态接收聚焦
• 压电效应：是指具有压电特性的材料(陶瓷、石英)
在受到外界压力后，在其受压端面产生电压；在其 端面施加交变电信号时，其端面会产生机械振动， 发出声波。
超声基础知识ppt课件
18
2. 超声成像模式 – B模式 (亮度/辉度 brightness) 图像
B模式表现为亮度指示模式。B模式是一种组合成像模式，它可以把人体内不同的组织类型和界面在图像上显示出来。
19
2. 超声成像模式 – B模式
20
2. 超声成像模式 – B模式
21
2. 超声成像模式 – B模式
22
2. 超声成像模式 – B模式
23
2. 超声成像模式 – B模式
24
2. 超声成像模式 – B模式
25
当超声波遇到朝相同方向运动的目标时, 反射回波是以相对较低的频率返回的
当超声波遇到静止目标时，反射的回波是以相同的频率返回的
当超声波遇到朝相反方向运动的目标时, 反射回波是以相对较高的频率返回的
2. 超声成像模式 – 彩色多普勒效应
35
这幅图象是用彩色来表示平均速率。
通常情况下的超声波束
此区域为 红色, 所以流向超声波束的方向, 方向从左到右
此区域为 蓝色, 所以背向超声波束的方向, 方向从右到左
2. 超声成像模式 – 彩色多普勒效应
36
使用强度来代替速率标识血流的信息。我们称之为能量多普勒 (PDI)。彩色血流是没有角度依赖性的, 而且不会产生混叠。
吸收是声波在人体内传播或反射的过程中，由于体内组织的特性使声能耗失，耗失的能量转换为热能的现象。
1. 超声基础知识
12
频率与灵敏度和衰减性是相关的
能量/声强与灵敏度和衰减性是相关的
回声强度
cm深度
噪声
回声强度
cm深度
无TGC
有TGC
TGC
TGC - Time Gain Compensation 时间增益补偿
超声波讲义检测理论基础
精品
第一章 绪论
1.1超声检测的定义及作用 超声检测一般是指超声波与工件相互作用，就反射、
透射和散射的波进行研究，对工件进行宏观缺陷检测、 几何特性测量、组织结构和力学性能变化的检测和表 征，并进而对其特定应用性进行评价的技术。 特种设备行业中，超声检测通常指宏观缺陷测量和材 料厚度测量。 超声检测是五大常规无损检测技术之一。 作用：实现质量控制、节约原材料、改进工艺、提高 劳动生产率。 设备维护中不可或缺的手段之一。
的速度是340米/秒,只不过它们的频率不同而已 ；超 声波在20 ℃的钢中是5 900米/秒;在铝中的传播速度 为5100米/秒。 2、频率f：单位时间内，超声波在介质中任一给定点 所通过完整波的个数； 3、波长λ：声波在传播时，同一波线上相邻两个相位 相同的质点之间的距离；
2021/1/24
机械波的主要物理量
2021/1/24
1.2.3超声检测方法的分类
1、按原理：脉冲反射法、衍射时差法、穿透法、共 振法
2、按显示方式：A型显示、超声成像显示 3、按波型：纵波法、横波法、表面波法、板波法、
爬波法 4、按探头数目：单探头法、双探头法、多探头法 5、按探头与工件的接触方式：接触法；液浸法、电
磁耦合法 6、按人工干预的程度：手工检测、自动检测
量远大于声波的能量。 4、遇有界面时，将产生反射、折射和波型的转换。利用超声波在
介质中传播时这些物理现象，经过巧妙的设计，使超声检测工作 的灵活性、精确度得以大幅度提高。 5、对人体无害。
2021/1/24
1.2.2超声检测工作原理
原理： 1、声源产生超声波，采用一定方式进入工件 2、超声波在工件中传播，与工件材料和其中缺陷相互作用，传播
超声基础ppt课件
凸阵探头: (Curve probe) 主要主要应用于腹部,妇产科检查. 多以C加频带宽为序号，如C5-2
不同类型的探头
线阵探头: (Linear probe) 主要应用于表浅或小器官检查。 多以L加频带宽为序 号，如L12-5。也可用 探头宽加频率如L1038
声束形成器
晶片
时间延迟环路
信号复合环路
声束形成器
时间延迟环路完成声束聚焦和偏转
脉冲波超声
脉冲回波模式 探头发射脉动的超声波 这些超声波在人体内不同的组织和器官内传播 反射波信号为探头接收并被主机处理 代表了反射信号的图像形成在监视器上
图像的形成
图像由显示线组成 每个显示线和探头的阵子数相关 每幅图像中的显示线越多,线密度越高,图像越细腻,但需要更高的处理能力
强度(Intensity)
声波内任意点在指定时间的能量 也可以为声波的高度所代表
动态范围(Dynamic Range)
最大回波信号强度与最小回波信号强度之比 最小 = 血液的红细胞 最大 = 空气 与组织的界面
动态范围的单位
分贝
强度改变
dB 数
1
0
2
3
4
6
100
20
1,000,000
频率越高, 在人体内的穿透能力越低 频率越低,穿透能力越好
这就是超声成像过程中的挑战!
因此-
高频探头分辨率好,但穿透力差(e.g. CL15-7) 频率低的探头穿透力好但分辨率稍差 (e.g.C5-2)
频 带 宽
频带宽为探头发射频率的范围
5MHz
12 MHz
7.5 MHz
频 带 宽
宽频探头即应用全部发射频率成像的探头 窄频探头在成像过程中只使用部分发射频率成像
超声诊断讲义幻灯(85张)精品PPT课件
1、连续多谱勒 能测高速血流，但 不能分辨深度。
2、脉冲多谱勒 可测量血流速度和 分辨深度，缺点是不能准确测量深部高 速血流。
3、彩色多谱勒 可以直观和动态 显示血流状况，以红蓝黄三种基本色反 映血流方向，颜色的深浅可反映血流速
度，颜色的混合可反映病理湍流。
1、凸阵探头 2、线阵探头 3、扇形探头 4、高频探头 5、腔内探头 6、三维探头
生、假小叶形成的一种弥漫损害的疾病，声像图
变化如下：
（1）肝形态异常。
（2）肝回声增强或粗糙或不均匀，有时可见 结节样回声灶，血吸虫性肝硬化则多呈（花斑状） 多线条回声。
（3）血管异常：肝静脉变细，彩色多谱勒
可呈双峰或带状波改变，波幅降低，门静脉高压
时，门静脉可扩张，血流速降低甚至出现返流，
肝静脉、门静脉也可出现血栓。
反射回声多，在声像图上表现为不均匀的密集增
强回声点，多见于一些肿瘤、葡萄胎、组织纤维
化改变，一些声阻抗差大的正常组织也可呈多反
射，如瓣膜、器官包膜等。
4、少反射型 产生于基本均匀的实性组织
器官中，如肝、脾、子宫等脏器，由于其声学界
面较均匀，反射回声较少，在声像图上表现为均
匀细小的中等强度的回声点。
三、超声检查法
型，等回声型，混合型四类，增强回声型多见，
可出现中心液化，常伴有肝硬化声像图改变。
（3）癌块周围可出现低回声晕。
（4）可伴有门静脉、肝静脉，肝门区或腹
腔转移病灶。
（5）可发现腹水。
（6）彩色多谱勒对占位灶的良恶性有很大
鉴别意义。
三）继发性肝肿瘤 肝脏以外的恶性
肿瘤几乎都可以转移至肝内，其肿块以多
发常见，多表现为偏低回声，边界清楚，