冶金热工基础及机械设备知识培训讲座

冶金热工基础及设备材料教研室散料输送设备1散料是指各种堆积在一起的块状物料、颗粒物料和粉末物料。1

散料输送设备散料的性质粒度（块度）是表示散料颗粒大小，以颗粒的最大线长度表示。一般分五类：(2)堆积密度及堆积重度。堆积密度(堆密度)是指散料在松散的堆积状态下所占据的单位体积的质量，单位为t／m3

。堆积重度(简称准重度)是指散料在松散的堆积状态下所占据的单位体积的重量．单位是kN／m3根据散料堆密度的大小，散料分为三级：(3)堆积角（休止角或自然坡角）散料在平面上自然形成的散料堆表面与水平面的最大夹角。按堆积角的大小，散料可分为四类：(4)磨琢性。指散料在输送过程中，与输送设备接触表面磨损的性质、程度。散料的磨琢性与散料品种、粒度、硬度和表面形状等有关。(5)含水率。散料中除本身的结晶水之外。还有来自空气中吸入的收湿水和充满散料颗粒间的表面水。收湿水和表面水的质量与干燥散料的质量之比称为

含水率(湿度)。(6)粘性。散料与其相接触的物体表面粘附的性质。

(7)温度。凡未说明温度的散料，其温度等于环境温度。散料还有其他一些性质，如腐蚀性、毒性、可燃性等。有色金属散料的特点如下：(1)粒度大小不一，要么大块，要么粉料；

(2)含水范围广，要么是浓泥浆，要么不含水；(3)粘度大，如烟尘、浓泥；(4)温度较高，如烧结块温度高于4000C。1.2冶金散料输送的特点及输送设备类型A冶金散料输送的特点:(1)输送、给料的设备类型多，输送线路复杂。

(2)高温热料及时输送。(3)必须避免环境污染和保证操作人员的身体健康。B冶金散料输送量的计算C冶金散料输送设备的类型D冶金散料输送设备的选择选择散料输送设备和给料设备的原则是：散料温度优先考虑，散料尺寸定型、成本定类，综合考虑其他因素。1.3机械输送设备1.3.1链式输送机A

刮板输送机利用在牵引构件(如链条)上固定的刮板，将被输送的物料由各个刮板一小堆—小堆地沿着料槽移送，以实现连续输送。组成：通用型刮板输送机是由牵引件、承载构件、槽体、驱动装置、张紧装置、装料及卸料装置以及机座等部分组成的。刮板输送机的特点:（1）结构简单，运行可靠，维修方便，可实现封闭输送和热物料输送。（2)装料和卸料方便，位置布置灵活。这种输送机可用来输送各种粉末状、小颗粒和块状的流动性较好的散料，如煤、干粉、热炉灰和熔渣等。由于输送机运动时．刮板链条紧贴槽底滑行，输送物料会出现挤压破碎现象。一般用来输送具有低磨琢性和自润性的物料。刮板磨损较大，刮板输送机的长度一般为50—60m，最长不超过200m，输送量为150—200t/h。B

埋刮板输送机：在封闭断面的壳体内，利用物料的内摩擦力大于外摩擦力的性质，借助于运动着的刮板链条连续输送散状物料。输送物料时，刮板链条全埋于物料中。·

组成：主要由料槽、刮板链条、头部驱动装置及装料、卸料装置等。在机构上与刮板输送机的不同之处，主要是料槽和刮板链条。埋刮板输送机特点：结构简单，机体紧凑，安装、维修方便，设备造价相对较低；可实现单机水平、倾斜和垂直输送以及多机组合成各种特殊形式的输送；输送机槽全封闭，密闭输送性能好，适用于输送多尘、有毒、挥发性强的物料，也可输送高温物料；刮板链条和槽底磨损严重，尤其是在弯曲区段(由水平到倾斜或由倾斜到水平)，槽底的磨损更加严重。输送速度难以提高，输送能力受到限制；对于双链牵引的埋刮板输送机，由于两根链条磨损的不均匀性，易导致刮板链条的歪扭；对输送的物料要求严格，一般仅用于输送粉尘状、小颗粒及小块状等物料；有色金属冶金工厂常用埋刮板输送机来输送干精矿、烟尘、烧结块及其返料，也可以输送其他物料。C

斗式提升机:在胶带或链牵引件上，均匀的安装着若干料斗用来连续运送物料的运输设备。主要用于垂直连续输送散状物料。·

组成：由牵引带、料斗、张紧装置、机壳及装卸装置构成。料斗类型:有深斗、浅斗和尖角形三种类型。深度小，斗口宽，易卸料，可用于较湿和较黏物料的输送。、装料多，较难卸用于干燥、易撒落物料。斗的侧壁延伸到底板外，使成为挡边，卸料时，物

料沿着前一个斗的挡边和底板所形成的导槽卸出。装料方式：分掏取式和喂入式两种。掏取式喂入式三种卸料方式：离心式卸料：适用于粒状较小而且磨损性小的物料；重力式卸料：适用于提升大块状、比重大、磨损性大和易碎的物料。离心式卸料导轮式重力卸料导槽式重力卸料三种卸料方式：离心重力式卸料：适用黏度较大、纤维状物料或潮湿不易甩出的物料。斗式提升机的缺点是维护费用高，维修不易，经常需停车检修。因此对需24h连续操作的场合必须考虑备用措施，安装两台同样设备交替使用。1.3.2

槽式输送机A

螺旋输送机:借助螺旋旋转使物料在金属料槽内沿轴线方向移动。适用物料：松散的粉状或小颗粒状需要密封运送的干湿物料。构造：由轴、叶片、机壳、端轴承、中间轴承和端板等组成。叶片：实体、带式、浆型。机壳：槽身、端板、盖板、进出料口。螺旋结构:螺旋形状螺旋输送机的特点优点：构造简单，横截面尺寸小，制造成本低，密封性好，操作安全方便，而且便于改变加料和卸料位置。缺点：输送过程中物料易过粉碎，输送机零部件磨损较重，动力消耗大，输送长度较小(小于40m)，输送能力较低，倾斜输送时倾角小于20°。B

振动输送机:利用振动技术使承载构件产生定向振动，推动物料前进以达到输送或给料的目的。1.3.3带式输送机带式输送机是由挠性输送带作为物料的承载构件和牵引构件，在水平方向和倾角不大的倾斜方向来输送散粒物料。适用物料：松散干湿物料、颗粒及成件制品。原理：利用一根封闭的环形带，绕在相距一定距离的2个鼓轮上，带由主动轮带动运行，物料在带上靠摩擦力随带前进，到另一端卸料。结构：主要由封闭的输送带、传动滚筒、改向滚筒、张紧装置、清扫器及驱动装置等组成。1.输送带橡胶带由若干层纤维帆布作为带芯，层与层之间用橡胶加以粘合而成的，其上下、左右附有橡胶保护层。帆布带芯是交代承受拉力的主要部分，而橡胶保护层的主要作用是防止磨损及腐蚀。钢带采用低碳钢制成，其厚度一般为0.6~1.5mm，宽度在650mm以下。钢带的强度高，不易伸长，耐高温，因而常用于烘烤设备中。钢丝网带强度高、耐高温。由于有网孔，故多用于边输送边进行固液分离的场合。2.托辊功能：承托运输带及物料的重量型式：两种上托辊（承载段托辊）下托辊（空载段托辊）根据被输送物料的种类及输送带的形式，上托辊分为平行托辊和槽形托辊。上下托辊3.鼓轮：卸料端为主动轮，上料端为从动轮，其作用是拉紧胶带和转向胶带。4.张紧装置作用：是给胶带一定张力，防止胶带在鼓轮上打滑。常用的张紧装置有两种。型式：螺旋式－－利用螺杆拉(压)力重锤式－－利用悬垂重物的重力5.加料装置6.卸料装置物料可在输送带末端自由落下，不需卸料器。也可用挡板在中途卸料。7.清扫器为了清除卸料后仍粘附在输送带上的粉状物料，要安装清扫器。一般输送带的工作面用弹簧清扫器。非工作面用刮板清扫器。弹簧清扫器的原理，它利用弹簧的压力，将橡胶刮板紧紧贴附在滚筒部位的胶带上，起到清扫的作用。功能：水平输送、倾斜输送。形式：固定式、移动式。特点：输送量大，动力消耗少，连续运转，工作平稳，输送距离大。带式输送机的特点1.4气力输送设备气力输送利用气流的能量，使粉状物料沿管道移动。一、气力输送的分类：按气源的动力学特点分为吸气输送与压气输送。按气流中固体颗粒的浓度分为稀相输送、浓相输送和超浓相输送。三种气力输送在冶金生产中均有不同程度的使用。a.吸气输送利用真空泵，使系统造成一定真空，将物料吸入管中，经分离器，使空气与物料分开，排到指定的地点。特点：1、适用于将几处的物料送往一个卸料点。2、排料处需装有密封性较好的排料器。3、压力小，需管路较粗。。4、输送距离较短，且动力消耗较大。密所b.压气输送这种输送方式是风机用风将物料压送于管路中，经分离器将物料送到指定地点。特点：1、适用于将物料由一处送往几处。2、适用于大容量、长距离输送。3、在加料处要有密封较好的加料器。4、与吸引式相比所需单径细。c.混合式气力输送装置它综合了吸引式和压送式的优点：既可从几处吸取物料，又可把物料同时输送到几处，且输送的距离较长。其缺点：带粉粒的空气要通过风机，使工作条件变差，同时整个装置的结构较复杂。1.4.1稀相气力输送当气流中颗粒浓度在0.05以下，固-气混合系统的孔隙率q大于0.95时，称为稀相气力输送。稀相气力输送的主要设备是喷射泵，压缩空气直接作用于物料的单个颗粒上。使物料呈沸腾状态。特点：固气比低，压缩空气耗量大，动力消耗大，而且物料流速快，致使管道磨损严重、维修费用高、物料破损率高。ua为管道中气流速度；us为进入管道中物料颗粒的速度；Pi-Pj为水平输送压力降；L为水平输送距离。对于进入管道中速度为2m/s的物料颗粒，颗粒在B点开始沉积到管子的底部，而在沉积层的高度相与在沉积层以上的混合物之间达成平衡。这种相当于B点的极限气体操作速度，称为颗粒的沉积速度u沉。在B点，摩擦阻力急剧地增大，然后随着气体速度的进一步下降而稳步上升。1.水平管道内的稀相气力输送2.垂直管道内的稀相气力输送当气流压力等于颗粒重力时，颗粒不会从气流中下落而处于悬浮状态。气流在这个压力下的操作速度，称为极限速度。当气流操作速度大于极限速度时，固体颗粒才有可能升起。以缓慢的加速度向上运动。3.撞击效应与旋转效应当各种尺寸颗粒以较高浓度运动时．如按最大颗粒选择气流速度，则小颗粒将以较大速度运动，结果小颗粒将撞击大颗粒使其运动速度加速，这种现象称为撞击现象。在垂直气流中，颗粒因各种原因以不同的速度旋转。任何颗粒都具有两个主要断面，即具有最大和最小正面阻力的断面。因此，对任何颗粒都有两个极限下落速度，即u限小和u限大。如气体的操作速度低于u限大但高于u限小，则颗粒将处于不稳定状态。当其大的断面与气流重合时，就要上升；但当其小的断面与气流重合时，就要下落。只有当颗粒旋转时，才能达到稳定状态。物料的旋转由各种因素决定(气流不均匀、颗粒相互撞击、与壁撞击)。当颗粒尺寸越小，上升速度越大时，颗粒的旋转速度越高。4.气力稀相输送中的压力降压力降由三部分组成，即由位压头变化引起的静压头变化，固体颗粒的动能增量以及混合物与管壁之间的摩擦阻力损失。水平管道的摩擦阻力损失：垂直管道的摩擦阻力损失：垂直管道的提升压力损失：4管道出口的压力损失P：可以取300—500Pa。气力输送设备的压力损失P：对于仓式泵取12-18KPa，5对于螺旋泵取10-18KPa。·气力输送总压力损失：1.4.2浓相气力输送当气流中颗粒浓度在0.05以上，固-气混合系统的孔隙率为0.05﹤q﹤0.95时，称为浓相气力输送。1.浓相气力输送中的压力降特性如图,这种流态化的连续料流不可能保持在较长的水平输送管段中。同时每条ΔP-L曲线均具有抛物线的形状特征：2.栓流式浓相气力输送技术原理水平管道内气体吹动固体颗粒的砂丘移动状态示意图当固体颗粒在水平管道内以砂丘形式移动时，水平管道两端的压力差最小。如果水平管道采用套管式，输送管中的部分气流将进入内管流动。单管栓流式浓相输送脉动发生器单管浓相输送是在一根管内．通过脉动发生器把料柱切成气柱与料柱相间的形式进行输送。图右下角的气刀，控制脉冲气流来形成栓状。一旦管道内物料堵塞，管内压力就会增高，当管内压力大于定值,设置在管道上的压力传感器将发出信号，控制电磁阀的动作，并通过电磁阀控制气动蝶阀的开关，从而实现输送管道的自动排堵功能。4.单管、双管式浓相气力输送技术性能比较克服了单管输送在相同情况下难排通输送管道的缺点，所以双管式浓相输送技术比单管交浓相输送技术运行性能更优越。5.浓相气力输送的管道磨损管道磨损的计算主要依据瑞士阿里莎(ALESA)公司提供的管道磨损公式：6.浓相气力输送的特点(1)固气比高，输送压力低，减少了压缩空气用量，输送能耗低。

(2)气流速度小，对管道的磨损小，维修费用低；(3)输送距离远，可达1000m。(4)输送线路灵活，可以垂直输送，也可水平输送。1.4.3超浓相气力输送指气流输送管道中固体浓度高于0.05，且有明显固气相界面的输送，为广义流态化。原理:超浓相输送时，颗粒移动由平衡料柱高处流向平衡料柱低处。靠透过帆布的气流吹动固体颗粒,使颗粒在管内滑动或滚动，由气流的带动在静压强驱动下移动，固气间有明显的相界面。“风动溜槽”:铝电解生产中的风动溜槽工作原理，氧化铝颗粒被透过帆布的低压气流吹动，使颗粒在管内流动，在静压强驱动下移动。超浓相输送的特点：(1)体系为水平或倾角很小的输送，输送距离长时需要中继站；

(2)物流速度设备磨损小，寿命长，维修费低；(3)固气比高，输送相同固体所需的压缩气体少，动力消耗系统排风自成体系;(4)独立完成粉体输送，无机械运动：

(5)输送的粉体摩擦破碎少，粉尘率低。给料设备是一种比较短的输送设备，用在储仓、筒仓或料斗的底部排出物料，将物料联运至输送机，或用来调节进入加工设备的物料量。选择原则：被处理物料的物性和特点、物料的储存方式、给料能力。1.5给料设备A带式给料机是一种比较短的带式输送机，通常安装在储仓卸料口下方，承受料仓压力。一般输送带是水平的，而且支撑在短间距的托辊上或光滑的衬板上。按照储仓排料口结构形式及带式给料机与储仓的配置关系，带式给料机分为普通带式给料机与仓压式带式给料机，(a)普通式；

（b）仓压式1—储仓；2一调节压门B

板式给料机优点：给料能力大，给料均匀，结构强度大，耐冲击，能输送大块状物料，能耐大的料仓料柱压力；缺点：设备重量大，占地空间大，投资大，维修工作量大，能耗大，运输费用高。C

槽式往复给料机优点：结构简单，投资小，维护、运行费用低，物料适应范围广，块状、粉状、高温物料均可输。缺点：给料均匀性差，给料量较小，易产生漏料，槽体磨损较快。D

圆盘给料机优点：结构简单，坚固耐用，给料均匀，给料量易调节，操作方便，适用的物料范围广。缺点：投资费用较高，物料与槽盘易粘结。E螺旋给料机优点是：结构简单，外廓尺寸小，易于密封，适用于易污染物料的给料，维修简单。缺点：能耗大，处理量小，工作部件磨损较大，适应的物料范围较窄，对物料会产生破碎作用。F星形给料机优点是结构简单，外廓尺寸小，密封性好，物量易于调节，操作方便。缺点是适用的物料范围较窄，给料量是波动的。G

电磁振动给料机优点：结构简单．操作维修方便功耗小，给料均勾，给料量可方便地调节。缺点：对输送物料的要求较严，排料的精度不高：H惯性振动给料机优点：输送高温物料，给料均匀，给料量可方便地调节，生产能力大,输送的物料粒度大。缺点：结构较复杂，维修费用较大。作业题：冶金工厂的散料有哪些性质？试述浓相输送和超浓相输送的原理和特点？冶金工厂有哪些散料输送设备？第3讲

医学超声成像技南方医术科术大学汇报人姓名主要内容超声成像基本原理——超声回波法医学超声设备的分类超声诊断仪的主要参数7/5/2023医学超声仪器原理讲义72Part

.01超声成像基本原理——超声回波法超声回波法把几兆赫至几十兆赫的高频声脉冲发射到生物体内，再接收反射波（回波），这种方法称为超声脉冲回波法。脉冲宽度：几微秒脉冲间隔：几百微秒（接收放大器处理回波的时间）脉冲回波法最早较早是应用于雷达和声纳。回波时间t、探测距离L的关系，c为声速7/5/2023医学超声仪器原理讲义747/5/2023医学超声仪器原理讲义757/5/2023医学超声仪器原理讲义76超声回医学波超声仪器法原理讲示义

意图7/5/202377仪器基本框图发射通道：时钟电路（同步脉冲发生器）、发射器（高频脉冲发生器）、换能器（探头）接收通道：接收换能器、射频放大器（RFA）、7/5检/2023

波及抑制电路、视频医学超声放仪器原大理讲义器（UFA）78Part

.022医学超声设备的分类A型超声A型超声诊断仪因其回声显示采用幅度调制

(Amplitude

Modulation)而得名。A型显示是超声诊断仪最基本的一种显示方式，即在阴极射线管(CRT)荧光屏上，以横坐标代表被探测物体的深度，纵坐标代表回波脉冲的幅度，故由探头(换能器)定点发射获得回波所在的位置可测得人体脏器的厚度、病灶在人体组织中的深度以及病灶的大小。根据回波的其他一些特征，如波幅和波密度等，7/5还/2023

可在一定程度上对病医学超声灶仪器原进理讲义行定性分析。807/5/2023医学超声仪器原理讲义81由于A型显示的回波图，只能反映局部组织的回波信息，不能获得在临床诊断上需要

的解剖图形，且诊断的准确性与操作医师

的识图经验关系很大，因此其应用价值已

渐见低落，即使在国内，A型超声诊断仪也很少生产和使用了。7/5/2023医学超声仪器原理讲义82M型超声7/5/2023医学超声仪器原理讲义83M型超声成像诊断仪适用于对运动脏器，如心脏的探查。由于其显示的影像是由运动回波信号对显示器扫描线实行辉度调制，并按时间顺序展开而获得一维空间多点运动时序（motion-time）图，故称之为M型超声成像诊断仪，其所得的图像也叫做超声心动图。7/5/2023医学超声仪器原理讲义847/5/2023医学超声仪器原理讲义85M型超声诊断仪发射和接收工作原理与A型有些相似，不同的是其显示方式。对于运动脏器，由于各界面反射回波的位置及信号大小是随时间而变化的，如果仍用幅度调制的A型显示方式进行显示，所显示波形会随时间而改变，得不到稳定的波形图。因此，M型超声诊断仪采用辉度调制的方法，使深度方向所有界面反射回波用亮点形式在显示器垂直扫描线上显示出来，随着脏器的运动，垂直扫描线上的各点将发生位置上的变动，定时地采样这些回波并使之按时间先后逐行在屏上显示出来。图中可以看出，由于脏器的运动变化，活动曲线的间隔亦随之发生变化，如果脏器中某一界面是867/5静/2023

止的，活动曲线将变医学超声为仪器原水理讲义平直线。7/5/2023医学超声仪器原理讲义87M型超声诊断仪对人体中的运动脏器，如心脏、胎儿胎心、动脉血管等功能的检查具有优势，并可进行多种心功能参数的测量，如心脏瓣膜的运动速度、加速度等。但M型显示仍不能获得解剖图像，它不适用于对静态脏器的诊查。7/5/2023医学超声仪器原理讲义88B型超声7/5/2023医学超声仪器原理讲义89为了获得人体组织和脏器解剖影像，继A型超声诊断仪应用于临床之后，B型、P型、BP型、C型和F型超声成像仪又先后问世，由于它们的一个共同特点是实现了对人体组织和脏器的断层显示，通常将这类仪器称为超声断层扫描诊断仪。虽然B型超声成像诊断仪因其成像方式采用辉度调制(Brightness

Modulation)而得名，其影像所显

示的却是人体组织或脏器的二维超声断层图(或称

剖面图)，对于运动脏器，还可实现实时动态显示。7/5/2023医学超声仪器原理讲义907/5/2023医学超声仪器原理讲义91C型超声C型扫查，又称C型显示，“特定深度扫查”

(constant

depth

mode)。与B型扫查一样都是辉度调制的二维切面象显示方式，所不同的是B型扫查所获得的是超声波束扫查平面本身的切面象，即纵向切面象。可惜由于C型扫查的灵敏度较低，显象速度不易提高，使C型扫查技术的发展受到制。7/5限/2023医学超声仪器原理讲义

927/5/2023医学超声仪器原理讲义937/5/2023医学超声仪器原理讲义94D型超声D型超声成像诊断仪也即超声多普勒诊断仪，它是利用声学多普勒原理，对运动中的脏器和血液所反射回波的多普勒频移信号进行检测并处理，转换成声音、波形、色彩和辉度等信号，从而显示出人体内部器官的运动状态。超声多普勒诊断仪主要分为3种类型：即连续式超声多普勒(continuous

wave

doppler)成像诊断仪脉冲式超声多普勒(pulsed

wave

doppler)成像诊断仪实时二维彩色超声多普勒血流成像(color

doppler7/5/202395flow

image)诊断仪。医学超声仪器原理讲义F型超声96F型扫查，又称F型显示。它与C型扫进原理上是相似的。区别仅在于：在扫查一幅图像的过程中，

C型扫查平面距探头的深度是不变的，而F型扫查面距探头的深度是一变量，不是一个常量。根据成像需要可作相应变动，从而可获得7/5斜/2023

面、曲面的

F

型医图学超声仪像器原理讲义7/5/2023医学超声仪器原理讲义97P型超声7/5/2023医学超声仪器原理讲义98又称P型显示，它可视为一种持殊的B型显示，超声换能器置于圆周的中心，径向旋转扫查线与显示器上的径向扫描线作同步的旋转。主要适用于对肛门、直肠内肿瘤、食道癌及子宫颈癌的检查，亦可用于对尿道、膀胱的检查。P型超声诊断仪所使用的探头称为径向扫描探头，如尿道探头，直肠探头都属于径向扫描探头。扫

描时探头置于体腔内，如食道、胃或直肠等。7/5/2023医学超声仪器原理讲义997/5/2023医学超声仪器原理讲义100Part

.013超声诊断仪的主要参数主要参数7/5/2023医学超声仪器原理讲义102表征超声诊断仪性能的参数，从大的方面可分为三类，这就是：声系统参数

图像特性参数

电气特性参数在众多的参数中，我们只讨论其中几个主

要参数。声系统参数：声输出的强度、总功率等；

超声场的时频特性，如波型、持续时间、脉冲重复频率、脉冲形状、频率、脉冲带宽等；

声场分布特性，如换能器类型、波束形状、聚焦特性、景深等。7/5/2023医学超声仪器原理讲义103图像特性参数：分辨力；位置记录精度；深度测量精度；帧频；存贮器的容量；图像处理能力。7/5/2023医学超声仪器原理讲义104电气特性参数：灵敏度；增益及TGC指标；压缩特性及动态范围；显示器的动态范围；系统的带宽等。7/5/2023医学超声仪器原理讲义105Part

.02几个主要参数动态范围显示信号的最大水平与最小水平的比称为动态范围(Dynamic

Range,DR)，DR描述了信号幅度变化的大小，一般用分贝[dB]值表示。式中：Umax—信号最大值，Umin

—信号最小7/5/20值23107医学超声仪器原理讲义生物组织的声界面特性，组织吸收（超声衰减）特性及探测深度决定了信号的动态范围7/5/2023医学超声仪器原理讲义108因此动态范围DR通常由两个部分组成：声界面特性（声阻抗差）所确定的信号幅度变化（SDR）超声在组织传播过程中衰减所引起的信号幅度变化，超声传播衰减取决于组织特性（超声衰减系数

）与传播距离（L）由此超声回波总动态范围可写为：DR

=

2 L

+

SDR对动态范围的影响因素7/5/2023医学超声仪器原理讲义109超声在生物组织中传播所产生的全部回波；

超声发射功率、接受放大器的等效输入噪声；终端显示装置的动态范围；动态压缩方法时间增益控制——补偿传输衰减幅度增益控制——使有用信号相对压缩线形范围线性范围，一般指的是仪器中放大器线性范围，它给出放大器输入信号和输出信号之间成线性关系的区域。即Uo

=

KUi线性关系也用分贝值来表示式中：Umax—信号最大值，Umin

—信号最小值，可7/5/202见3线性放大器的线性医学范超声仪围器原理讲即义

是动态范围1107/5/2023医学超声仪器原理讲义111当输出信号的最大幅度保持不变时，输入信号的线性范围将随着K值的减小而增大。7/5/2023医学超声仪器原理讲义112分辨率7/5/2023医学超声仪器原理讲义113分辨力指成像系统能分辨空间尺寸的能力，即能把两点区分开来的最短距离。超声显像仪的分辨力是衡量其质量好坏的最重要的指标，分辨力越高，越能显示出脏器的细小结构。7/5/2023医学超声仪器原理讲义114超声成像的分辨力有横向分辨力和纵向分辨力之分。前者是指垂直于超声脉冲束方向上的分辨力，后者是沿波束轴方向上的分辨力。这两种分辨力的大小差别很大，纵向分辨力总是优于横向分辨力。而且，垂直于波束轴的两个维上的横向分辨力也往往不同。影响横向分辨力和纵向分辨力的因素各不相同，7/5/2023医学超声仪器原理讲义115横向分辨力又称侧向分辨力，它表示区分处于声束轴垂直的平面上的两个物体的能力。超声波束直径尺寸直接影响横向分辨力，波束直径越细，能分辨的尺度越小，横向分辨力越高。7/5/2023医学超声仪器原理讲义116影响横向分辨率的因素显示荧光点尺寸的影响波束直径尺寸的影响

动态范围的影响7/5/2023医学超声仪器原理讲义1177/5/2023医学超声仪器原理讲义1187/5/2023医学超声仪器原理讲义119仪器的图像质量主要取决于横向分辨力。横向分辨力好，图像细腻，小结构就能显示清楚。横向分辨力主要由换能器的尺寸、形状、发射频率、聚焦等因素决定。当显示屏光点尺寸较大时，也会影响横向分辨力。此外，随着深度的增加，脉冲频谱中的各种频率成分的衰减情况也不同，这个因素也潜在地影响着横向分辨力。现代化的显像仪横向分辨力可优于2mm。7/5/2023医学超声仪器原理讲义120纵向分辨力又称轴向分辨力或距离分辨力，表示在声束轴线方向上对相邻两回声点的分辨力。纵向分辨力与发射超声频率有关，因为声波的纵向分辨力理论极限为声波的半波长。频率越高，波长越短。纵向分辨力与超声脉冲的持续时间有关，脉冲持续时间越短，即脉冲越窄，纵向分辨力越高。超声脉冲持续时间与发射电脉冲宽度及换能器阻7/5尼/2023

有关。医学超声仪器原理讲义

121影响纵向分辨率的因素脉冲宽度的影响增益大小的影响7/5/2023医学超声仪器原理讲义1227/5/2023医学超声仪器原理讲义1237/5/2023医学超声仪器原理讲义124色散吸收对横向、纵向分辨率的影响7/5/2023医学超声仪器原理讲义125吸收与频率的关系——频率越高，吸收越强；频谱中心向低频偏移；波束变宽；前沿变坏；理想的情况下，工作频率越高，分辨率越高；生物组织的平均衰减系数接近1dB/cm·MHz；频率3MHz—深度20

cm—衰减60dB，94%频率10MHz—深度20

cm—衰减200dB，99.5%在大多数情况下，最佳工作频率就是超声波穿透深度不超过200个波长时就能达到被探测脏器的

那个频率；例如：频率为3MHz时，波长是0.51mm它能够像。7/5形/2023

成102mm深处组织的医学良超声仪好器原理讲图义126带宽7/5/2023127医学超声仪器原理讲义工作频率超声诊断仪的工作频率，根据两个方面因素作最佳的选择。首先，从分辨力的角度说，增高频率，可以改善分辨力。频率越高，波长越短，则波束的指向性越好（近场距离大，而发散角小），横向和纵向分辨力都能提高。其次，从穿透深度的角度来看，工作频率越高，则衰减成正比地增加，必然使探测深度减小。若7/5要/2023

求较大的穿透深度，医学超声就仪器原得理讲义取较低的工作频率。128因此，在设计中不得不在工作深度与频率之间取合理的折衷。比如眼科应用中，所要求深度小，可以用高频率以提高分辨力，一般用10MHz。而

要穿透较大深度（如腹腔）时，则只能取较低工作频率。通用B型超声诊断仪的工作频率一般在

3.5MHz，有些诊断仪配有多种不同频率的的需要。7/5探/2023

头以满足不同检医查学超声仪深器原理讲度义129常用超声诊断仪的超声频率；动态范围分辨率(波长mm)频率(MHz)10dB1.520dB2.530dB3.010.253.754.52.50.91.51.850.450.750.910学0.2750.3750.45作用距离（穿透深度）指仪器发射的超声波束可以穿透并能显示出回声图像的被测介质深度。超声医学成像系统的作用距离，通常要满足处于相当深度上的各种器官的成像需要，如腹部成像就需要有20cm的工作距离，而用于眼球的深度为

10cm。影响作用距离的主要因素是脉冲信号在传播途中的衰减，这是由于组织的吸收、反射、折射、散射等原因引起的。7/5/2023

医学超声仪器原理讲义

131要提高仪器的探测深度，有三个方面的途径。

降低工作频率。但降低工作频率，则分辨力也随之降低，这是一个限制。

提高接收机的灵敏度和扩大动态范围，使能接收较远距离的微弱的反射信号，但这要受到换能器噪声的限制，信噪比极限对诊断超声的最大穿透深度上的限制为300个波长左右。

加大发射功率，使远距离的微小声阻抗差也能产生较强反射，从而使更远距离的病灶也能被探测到，但要考虑安全剂量的限制。考虑到各方面的指医标学超声，仪器原理应讲义合理选取作用距离。1327/5