杨平团队在世界上初次一种选用全新的办法——激光外差法
2015-04-02 13:40:34 点击：
最近，杨平团队在世界上初次一种选用全新的办法——激光外差法，树立高频水听器校准设备，将中国高频超声丈量的频率上限由现有基准的5MHz进步到60MHz，为超声运用供给规范更高、精度更准的“尺子”。
为填补中国高频水听器校准短板，满意公司、医疗、高端制作等职业展开需要，中国计量院选用互易技能和激光外差技能树立了一种高频水听器校准设备。该技能使高频超声频率上限进步12倍，为中国超声运用供给规范更高、精度更准的“尺子”。
医院的B超、血管心脏等脏器的超声查看，工业中超声探伤、要害零部件的超声无损查看。超声，在咱们的出产生活中运用广泛。那么，超声查看的精确度和分辩力是靠啥来保障的呢？怎样才能进步呢？这即是中国计量院力声所杨平团队当前研究作业的重要内容。
大家习气大将频率高于20kHz的声波称为超声波，超声因其指向性好，穿透才能较强，易于取得较会集的声能，被广泛运用于医学确诊、医治以及工业查看等范畴。在医学影像范畴，超声设备尤其是B超，因其无创、无痛、便利、直观，已成为运用量最大、频次最高、触及人群最广的设备之一。中国是全球最大的超声确诊设备出产和运用国，超声设备年产值到达百亿元；在工业查看范畴，超声查看也是最主要的无损查看技能之一。要害设备查看，飞行器要害部件、半导体职业中高纯度溅射靶材等高端制作业的产品质量操控都离不开超声查看。
在影响超声确诊设备安全评估、功能评估的很多要素中，高频水听器是最为要害的器材。杨平介绍说，高频水听器其实即是一种在水里能听见声响的高频传感器，能将水里的超声信号接纳并转化为电信号。高频水听器的灵敏度精确与否，关于保障超声确诊设备的安全性、超声医治设备的剂量精确性至关重要，关于断定超声换能器也即是大家常说的超声探头参数、制订查看方案、定量评估查看效果尤为重要。
在实践运用中，超声确诊、查看的分辩力与介质中的波长密切有关，一般来说，波长越小，频率越高，超声波查看的分辩才能越高。如1MHz的超声波在人体中的波长大约为1.5mm，而10MHz的超声波在人体内波长大约为0.15mm，理论上可将查看的空间分辩率进步10倍。
为了得到更高的确诊及查看分辩力，当前用于眼科、肌肤及血管内成像等查看的超声确诊设备作业频率已到达40MHz乃至60MHz，因而相应地对高频水听器校准频率规模提出了越来越高的需要。但中国原有的高频水声基准频率规模为0.5MHz-5MHz，其频率规模已不能满意国内超声有关公司的溯源需要，更不能满意医用超声、高端装备制作等职业的展开需要。中国高端的高频水听器、超声换能器根本都要到国外去溯源，不但本钱高，而且每次都需要几个月乃至一年的时刻，严峻制约了有关工业的展开。
为此，杨平团队于2009开始了该方面的研究。经过努力，课题组选用互易技能和激光外差技能两种办法别离树立了中国高频水听器校准设备，其间高达60MHz的激光外差校准才能为世界上初次展开。课题组使用激光外差技能展开的高频水听器校准才能，频率规模为5MHz~60MHz，丈量不断定度优于16%(k=2)，校准频率规模及不断定度水平步入世界第一梯队。“原理准确，办法可行，效果牢靠，不断定度水平到达世界先进水平。”专家判定定见如是评估道。
杨平介绍说，经过薄膜水听器的比对，课题效果的技能水平与此方面公认技能才能最高的英国、德国“齐头并进”。同时，激光外差技能比英国、德国当前选用的激光零差技能具有明显的技能优势，主要体现在：丈量高频声压的信息更丰厚，声压的上限更高，各种系统效应影响较小，批改带来的不断定度较小等。此外，该技能有望为高强度聚焦超声场中的焦点声压丈量供给可行的技能手段。
业界专家表明，高频水听器校准及超声换能器声场形态参数丈量才能的树立，为中国医用超声、飞机制作、半导体靶材制作等工业供给频率更高、量值更准的丈量校准效劳，为其设备研制、质量操控供给愈加精准的技能支持。
为填补中国高频水听器校准短板，满意公司、医疗、高端制作等职业展开需要，中国计量院选用互易技能和激光外差技能树立了一种高频水听器校准设备。该技能使高频超声频率上限进步12倍，为中国超声运用供给规范更高、精度更准的“尺子”。
医院的B超、血管心脏等脏器的超声查看，工业中超声探伤、要害零部件的超声无损查看。超声，在咱们的出产生活中运用广泛。那么，超声查看的精确度和分辩力是靠啥来保障的呢？怎样才能进步呢？这即是中国计量院力声所杨平团队当前研究作业的重要内容。
大家习气大将频率高于20kHz的声波称为超声波，超声因其指向性好，穿透才能较强，易于取得较会集的声能，被广泛运用于医学确诊、医治以及工业查看等范畴。在医学影像范畴，超声设备尤其是B超，因其无创、无痛、便利、直观，已成为运用量最大、频次最高、触及人群最广的设备之一。中国是全球最大的超声确诊设备出产和运用国，超声设备年产值到达百亿元；在工业查看范畴，超声查看也是最主要的无损查看技能之一。要害设备查看，飞行器要害部件、半导体职业中高纯度溅射靶材等高端制作业的产品质量操控都离不开超声查看。
在影响超声确诊设备安全评估、功能评估的很多要素中，高频水听器是最为要害的器材。杨平介绍说，高频水听器其实即是一种在水里能听见声响的高频传感器，能将水里的超声信号接纳并转化为电信号。高频水听器的灵敏度精确与否，关于保障超声确诊设备的安全性、超声医治设备的剂量精确性至关重要，关于断定超声换能器也即是大家常说的超声探头参数、制订查看方案、定量评估查看效果尤为重要。
在实践运用中，超声确诊、查看的分辩力与介质中的波长密切有关，一般来说，波长越小，频率越高，超声波查看的分辩才能越高。如1MHz的超声波在人体中的波长大约为1.5mm，而10MHz的超声波在人体内波长大约为0.15mm，理论上可将查看的空间分辩率进步10倍。
为了得到更高的确诊及查看分辩力，当前用于眼科、肌肤及血管内成像等查看的超声确诊设备作业频率已到达40MHz乃至60MHz，因而相应地对高频水听器校准频率规模提出了越来越高的需要。但中国原有的高频水声基准频率规模为0.5MHz-5MHz，其频率规模已不能满意国内超声有关公司的溯源需要，更不能满意医用超声、高端装备制作等职业的展开需要。中国高端的高频水听器、超声换能器根本都要到国外去溯源，不但本钱高，而且每次都需要几个月乃至一年的时刻，严峻制约了有关工业的展开。
为此，杨平团队于2009开始了该方面的研究。经过努力，课题组选用互易技能和激光外差技能两种办法别离树立了中国高频水听器校准设备，其间高达60MHz的激光外差校准才能为世界上初次展开。课题组使用激光外差技能展开的高频水听器校准才能，频率规模为5MHz~60MHz，丈量不断定度优于16%(k=2)，校准频率规模及不断定度水平步入世界第一梯队。“原理准确，办法可行，效果牢靠，不断定度水平到达世界先进水平。”专家判定定见如是评估道。
杨平介绍说，经过薄膜水听器的比对，课题效果的技能水平与此方面公认技能才能最高的英国、德国“齐头并进”。同时，激光外差技能比英国、德国当前选用的激光零差技能具有明显的技能优势，主要体现在：丈量高频声压的信息更丰厚，声压的上限更高，各种系统效应影响较小，批改带来的不断定度较小等。此外，该技能有望为高强度聚焦超声场中的焦点声压丈量供给可行的技能手段。
业界专家表明，高频水听器校准及超声换能器声场形态参数丈量才能的树立，为中国医用超声、飞机制作、半导体靶材制作等工业供给频率更高、量值更准的丈量校准效劳，为其设备研制、质量操控供给愈加精准的技能支持。
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