冶金熱工基礎(chǔ)及機(jī)械設(shè)備知識培訓(xùn)講座

冶金熱工基礎(chǔ)及設(shè)備材料教研室散料輸送設(shè)備1散料是指各種堆積在一起的塊狀物料、顆粒物料和粉末物料。1

散料輸送設(shè)備散料的性質(zhì)粒度（塊度）是表示散料顆粒大小，以顆粒的最大線長度表示。一般分五類：(2)堆積密度及堆積重度。堆積密度(堆密度)是指散料在松散的堆積狀態(tài)下所占據(jù)的單位體積的質(zhì)量，單位為t／m3

。堆積重度(簡稱準(zhǔn)重度)是指散料在松散的堆積狀態(tài)下所占據(jù)的單位體積的重量．單位是kN／m3根據(jù)散料堆密度的大小，散料分為三級：(3)堆積角（休止角或自然坡角）散料在平面上自然形成的散料堆表面與水平面的最大夾角。按堆積角的大小，散料可分為四類：(4)磨琢性。指散料在輸送過程中，與輸送設(shè)備接觸表面磨損的性質(zhì)、程度。散料的磨琢性與散料品種、粒度、硬度和表面形狀等有關(guān)。(5)含水率。散料中除本身的結(jié)晶水之外。還有來自空氣中吸入的收濕水和充滿散料顆粒間的表面水。收濕水和表面水的質(zhì)量與干燥散料的質(zhì)量之比稱為

含水率(濕度)。(6)粘性。散料與其相接觸的物體表面粘附的性質(zhì)。

(7)溫度。凡未說明溫度的散料，其溫度等于環(huán)境溫度。散料還有其他一些性質(zhì)，如腐蝕性、毒性、可燃性等。有色金屬散料的特點(diǎn)如下：(1)粒度大小不一，要么大塊，要么粉料；

(2)含水范圍廣，要么是濃泥漿，要么不含水；(3)粘度大，如煙塵、濃泥；(4)溫度較高，如燒結(jié)塊溫度高于4000C。1.2冶金散料輸送的特點(diǎn)及輸送設(shè)備類型A冶金散料輸送的特點(diǎn):(1)輸送、給料的設(shè)備類型多，輸送線路復(fù)雜。

(2)高溫?zé)崃霞皶r輸送。(3)必須避免環(huán)境污染和保證操作人員的身體健康。B冶金散料輸送量的計(jì)算C冶金散料輸送設(shè)備的類型D冶金散料輸送設(shè)備的選擇選擇散料輸送設(shè)備和給料設(shè)備的原則是：散料溫度優(yōu)先考慮，散料尺寸定型、成本定類，綜合考慮其他因素。1.3機(jī)械輸送設(shè)備1.3.1鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)A

刮板輸送機(jī)利用在牽引構(gòu)件(如鏈條)上固定的刮板，將被輸送的物料由各個刮板一小堆—小堆地沿著料槽移送，以實(shí)現(xiàn)連續(xù)輸送。組成：通用型刮板輸送機(jī)是由牽引件、承載構(gòu)件、槽體、驅(qū)動裝置、張緊裝置、裝料及卸料裝置以及機(jī)座等部分組成的。刮板輸送機(jī)的特點(diǎn):（1）結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠，維修方便，可實(shí)現(xiàn)封閉輸送和熱物料輸送。（2)裝料和卸料方便，位置布置靈活。這種輸送機(jī)可用來輸送各種粉末狀、小顆粒和塊狀的流動性較好的散料，如煤、干粉、熱爐灰和熔渣等。由于輸送機(jī)運(yùn)動時．刮板鏈條緊貼槽底滑行，輸送物料會出現(xiàn)擠壓破碎現(xiàn)象。一般用來輸送具有低磨琢性和自潤性的物料。刮板磨損較大，刮板輸送機(jī)的長度一般為50—60m，最長不超過200m，輸送量為150—200t/h。B

埋刮板輸送機(jī)：在封閉斷面的殼體內(nèi)，利用物料的內(nèi)摩擦力大于外摩擦力的性質(zhì)，借助于運(yùn)動著的刮板鏈條連續(xù)輸送散狀物料。輸送物料時，刮板鏈條全埋于物料中。·

組成：主要由料槽、刮板鏈條、頭部驅(qū)動裝置及裝料、卸料裝置等。在機(jī)構(gòu)上與刮板輸送機(jī)的不同之處，主要是料槽和刮板鏈條。埋刮板輸送機(jī)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，機(jī)體緊湊，安裝、維修方便，設(shè)備造價(jià)相對較低；可實(shí)現(xiàn)單機(jī)水平、傾斜和垂直輸送以及多機(jī)組合成各種特殊形式的輸送；輸送機(jī)槽全封閉，密閉輸送性能好，適用于輸送多塵、有毒、揮發(fā)性強(qiáng)的物料，也可輸送高溫物料；刮板鏈條和槽底磨損嚴(yán)重，尤其是在彎曲區(qū)段(由水平到傾斜或由傾斜到水平)，槽底的磨損更加嚴(yán)重。輸送速度難以提高，輸送能力受到限制；對于雙鏈牽引的埋刮板輸送機(jī)，由于兩根鏈條磨損的不均勻性，易導(dǎo)致刮板鏈條的歪扭；對輸送的物料要求嚴(yán)格，一般僅用于輸送粉塵狀、小顆粒及小塊狀等物料；有色金屬冶金工廠常用埋刮板輸送機(jī)來輸送干精礦、煙塵、燒結(jié)塊及其返料，也可以輸送其他物料。C

斗式提升機(jī):在膠帶或鏈牽引件上，均勻的安裝著若干料斗用來連續(xù)運(yùn)送物料的運(yùn)輸設(shè)備。主要用于垂直連續(xù)輸送散狀物料?！?/p>

組成：由牽引帶、料斗、張緊裝置、機(jī)殼及裝卸裝置構(gòu)成。料斗類型:有深斗、淺斗和尖角形三種類型。深度小，斗口寬，易卸料，可用于較濕和較黏物料的輸送。、裝料多，較難卸用于干燥、易撒落物料。斗的側(cè)壁延伸到底板外，使成為擋邊，卸料時，物

料沿著前一個斗的擋邊和底板所形成的導(dǎo)槽卸出。裝料方式：分掏取式和喂入式兩種。掏取式喂入式三種卸料方式：離心式卸料：適用于粒狀較小而且磨損性小的物料；重力式卸料：適用于提升大塊狀、比重大、磨損性大和易碎的物料。離心式卸料導(dǎo)輪式重力卸料導(dǎo)槽式重力卸料三種卸料方式：離心重力式卸料：適用黏度較大、纖維狀物料或潮濕不易甩出的物料。斗式提升機(jī)的缺點(diǎn)是維護(hù)費(fèi)用高，維修不易，經(jīng)常需停車檢修。因此對需24h連續(xù)操作的場合必須考慮備用措施，安裝兩臺同樣設(shè)備交替使用。1.3.2

槽式輸送機(jī)A

螺旋輸送機(jī):借助螺旋旋轉(zhuǎn)使物料在金屬料槽內(nèi)沿軸線方向移動。適用物料：松散的粉狀或小顆粒狀需要密封運(yùn)送的干濕物料。構(gòu)造：由軸、葉片、機(jī)殼、端軸承、中間軸承和端板等組成。葉片：實(shí)體、帶式、漿型。機(jī)殼：槽身、端板、蓋板、進(jìn)出料口。螺旋結(jié)構(gòu):螺旋形狀螺旋輸送機(jī)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡單，橫截面尺寸小，制造成本低，密封性好，操作安全方便，而且便于改變加料和卸料位置。缺點(diǎn)：輸送過程中物料易過粉碎，輸送機(jī)零部件磨損較重，動力消耗大，輸送長度較小(小于40m)，輸送能力較低，傾斜輸送時傾角小于20°。B

振動輸送機(jī):利用振動技術(shù)使承載構(gòu)件產(chǎn)生定向振動，推動物料前進(jìn)以達(dá)到輸送或給料的目的。1.3.3帶式輸送機(jī)帶式輸送機(jī)是由撓性輸送帶作為物料的承載構(gòu)件和牽引構(gòu)件，在水平方向和傾角不大的傾斜方向來輸送散粒物料。適用物料：松散干濕物料、顆粒及成件制品。原理：利用一根封閉的環(huán)形帶，繞在相距一定距離的2個鼓輪上，帶由主動輪帶動運(yùn)行，物料在帶上靠摩擦力隨帶前進(jìn)，到另一端卸料。結(jié)構(gòu)：主要由封閉的輸送帶、傳動滾筒、改向滾筒、張緊裝置、清掃器及驅(qū)動裝置等組成。1.輸送帶橡膠帶由若干層纖維帆布作為帶芯，層與層之間用橡膠加以粘合而成的，其上下、左右附有橡膠保護(hù)層。帆布帶芯是交代承受拉力的主要部分，而橡膠保護(hù)層的主要作用是防止磨損及腐蝕。鋼帶采用低碳鋼制成，其厚度一般為0.6~1.5mm，寬度在650mm以下。鋼帶的強(qiáng)度高，不易伸長，耐高溫，因而常用于烘烤設(shè)備中。鋼絲網(wǎng)帶強(qiáng)度高、耐高溫。由于有網(wǎng)孔，故多用于邊輸送邊進(jìn)行固液分離的場合。2.托輥功能：承托運(yùn)輸帶及物料的重量型式：兩種上托輥（承載段托輥）下托輥（空載段托輥）根據(jù)被輸送物料的種類及輸送帶的形式，上托輥分為平行托輥和槽形托輥。上下托輥3.鼓輪：卸料端為主動輪，上料端為從動輪，其作用是拉緊膠帶和轉(zhuǎn)向膠帶。4.張緊裝置作用：是給膠帶一定張力，防止膠帶在鼓輪上打滑。常用的張緊裝置有兩種。型式：螺旋式－－利用螺桿拉(壓)力重錘式－－利用懸垂重物的重力5.加料裝置6.卸料裝置物料可在輸送帶末端自由落下，不需卸料器。也可用擋板在中途卸料。7.清掃器為了清除卸料后仍粘附在輸送帶上的粉狀物料，要安裝清掃器。一般輸送帶的工作面用彈簧清掃器。非工作面用刮板清掃器。彈簧清掃器的原理，它利用彈簧的壓力，將橡膠刮板緊緊貼附在滾筒部位的膠帶上，起到清掃的作用。功能：水平輸送、傾斜輸送。形式：固定式、移動式。特點(diǎn)：輸送量大，動力消耗少，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，工作平穩(wěn)，輸送距離大。帶式輸送機(jī)的特點(diǎn)1.4氣力輸送設(shè)備氣力輸送利用氣流的能量，使粉狀物料沿管道移動。一、氣力輸送的分類：按氣源的動力學(xué)特點(diǎn)分為吸氣輸送與壓氣輸送。按氣流中固體顆粒的濃度分為稀相輸送、濃相輸送和超濃相輸送。三種氣力輸送在冶金生產(chǎn)中均有不同程度的使用。a.吸氣輸送利用真空泵，使系統(tǒng)造成一定真空，將物料吸入管中，經(jīng)分離器，使空氣與物料分開，排到指定的地點(diǎn)。特點(diǎn)：1、適用于將幾處的物料送往一個卸料點(diǎn)。2、排料處需裝有密封性較好的排料器。3、壓力小，需管路較粗。。4、輸送距離較短，且動力消耗較大。密所b.壓氣輸送這種輸送方式是風(fēng)機(jī)用風(fēng)將物料壓送于管路中，經(jīng)分離器將物料送到指定地點(diǎn)。特點(diǎn)：1、適用于將物料由一處送往幾處。2、適用于大容量、長距離輸送。3、在加料處要有密封較好的加料器。4、與吸引式相比所需單徑細(xì)。c.混合式氣力輸送裝置它綜合了吸引式和壓送式的優(yōu)點(diǎn)：既可從幾處吸取物料，又可把物料同時輸送到幾處，且輸送的距離較長。其缺點(diǎn)：帶粉粒的空氣要通過風(fēng)機(jī)，使工作條件變差，同時整個裝置的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。1.4.1稀相氣力輸送當(dāng)氣流中顆粒濃度在0.05以下，固-氣混合系統(tǒng)的孔隙率q大于0.95時，稱為稀相氣力輸送。稀相氣力輸送的主要設(shè)備是噴射泵，壓縮空氣直接作用于物料的單個顆粒上。使物料呈沸騰狀態(tài)。特點(diǎn)：固氣比低，壓縮空氣耗量大，動力消耗大，而且物料流速快，致使管道磨損嚴(yán)重、維修費(fèi)用高、物料破損率高。ua為管道中氣流速度；us為進(jìn)入管道中物料顆粒的速度；Pi-Pj為水平輸送壓力降；L為水平輸送距離。對于進(jìn)入管道中速度為2m/s的物料顆粒，顆粒在B點(diǎn)開始沉積到管子的底部，而在沉積層的高度相與在沉積層以上的混合物之間達(dá)成平衡。這種相當(dāng)于B點(diǎn)的極限氣體操作速度，稱為顆粒的沉積速度u沉。在B點(diǎn)，摩擦阻力急劇地增大，然后隨著氣體速度的進(jìn)一步下降而穩(wěn)步上升。1.水平管道內(nèi)的稀相氣力輸送2.垂直管道內(nèi)的稀相氣力輸送當(dāng)氣流壓力等于顆粒重力時，顆粒不會從氣流中下落而處于懸浮狀態(tài)。氣流在這個壓力下的操作速度，稱為極限速度。當(dāng)氣流操作速度大于極限速度時，固體顆粒才有可能升起。以緩慢的加速度向上運(yùn)動。3.撞擊效應(yīng)與旋轉(zhuǎn)效應(yīng)當(dāng)各種尺寸顆粒以較高濃度運(yùn)動時．如按最大顆粒選擇氣流速度，則小顆粒將以較大速度運(yùn)動，結(jié)果小顆粒將撞擊大顆粒使其運(yùn)動速度加速，這種現(xiàn)象稱為撞擊現(xiàn)象。在垂直氣流中，顆粒因各種原因以不同的速度旋轉(zhuǎn)。任何顆粒都具有兩個主要斷面，即具有最大和最小正面阻力的斷面。因此，對任何顆粒都有兩個極限下落速度，即u限小和u限大。如氣體的操作速度低于u限大但高于u限小，則顆粒將處于不穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)其大的斷面與氣流重合時，就要上升；但當(dāng)其小的斷面與氣流重合時，就要下落。只有當(dāng)顆粒旋轉(zhuǎn)時，才能達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。物料的旋轉(zhuǎn)由各種因素決定(氣流不均勻、顆粒相互撞擊、與壁撞擊)。當(dāng)顆粒尺寸越小，上升速度越大時，顆粒的旋轉(zhuǎn)速度越高。4.氣力稀相輸送中的壓力降壓力降由三部分組成，即由位壓頭變化引起的靜壓頭變化，固體顆粒的動能增量以及混合物與管壁之間的摩擦阻力損失。水平管道的摩擦阻力損失：垂直管道的摩擦阻力損失：垂直管道的提升壓力損失：4管道出口的壓力損失P：可以取300—500Pa。氣力輸送設(shè)備的壓力損失P：對于倉式泵取12-18KPa，5對于螺旋泵取10-18KPa?！饬斔涂倝毫p失：1.4.2濃相氣力輸送當(dāng)氣流中顆粒濃度在0.05以上，固-氣混合系統(tǒng)的孔隙率為0.05﹤q﹤0.95時，稱為濃相氣力輸送。1.濃相氣力輸送中的壓力降特性如圖,這種流態(tài)化的連續(xù)料流不可能保持在較長的水平輸送管段中。同時每條ΔP-L曲線均具有拋物線的形狀特征：2.栓流式濃相氣力輸送技術(shù)原理水平管道內(nèi)氣體吹動固體顆粒的砂丘移動狀態(tài)示意圖當(dāng)固體顆粒在水平管道內(nèi)以砂丘形式移動時，水平管道兩端的壓力差最小。如果水平管道采用套管式，輸送管中的部分氣流將進(jìn)入內(nèi)管流動。單管栓流式濃相輸送脈動發(fā)生器單管濃相輸送是在一根管內(nèi)．通過脈動發(fā)生器把料柱切成氣柱與料柱相間的形式進(jìn)行輸送。圖右下角的氣刀，控制脈沖氣流來形成栓狀。一旦管道內(nèi)物料堵塞，管內(nèi)壓力就會增高，當(dāng)管內(nèi)壓力大于定值,設(shè)置在管道上的壓力傳感器將發(fā)出信號，控制電磁閥的動作，并通過電磁閥控制氣動蝶閥的開關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)輸送管道的自動排堵功能。4.單管、雙管式濃相氣力輸送技術(shù)性能比較克服了單管輸送在相同情況下難排通輸送管道的缺點(diǎn)，所以雙管式濃相輸送技術(shù)比單管交濃相輸送技術(shù)運(yùn)行性能更優(yōu)越。5.濃相氣力輸送的管道磨損管道磨損的計(jì)算主要依據(jù)瑞士阿里莎(ALESA)公司提供的管道磨損公式：6.濃相氣力輸送的特點(diǎn)(1)固氣比高，輸送壓力低，減少了壓縮空氣用量，輸送能耗低。

(2)氣流速度小，對管道的磨損小，維修費(fèi)用低；(3)輸送距離遠(yuǎn)，可達(dá)1000m。(4)輸送線路靈活，可以垂直輸送，也可水平輸送。1.4.3超濃相氣力輸送指氣流輸送管道中固體濃度高于0.05，且有明顯固氣相界面的輸送，為廣義流態(tài)化。原理:超濃相輸送時，顆粒移動由平衡料柱高處流向平衡料柱低處?？客高^帆布的氣流吹動固體顆粒,使顆粒在管內(nèi)滑動或滾動，由氣流的帶動在靜壓強(qiáng)驅(qū)動下移動，固氣間有明顯的相界面?！帮L(fēng)動溜槽”:鋁電解生產(chǎn)中的風(fēng)動溜槽工作原理，氧化鋁顆粒被透過帆布的低壓氣流吹動，使顆粒在管內(nèi)流動，在靜壓強(qiáng)驅(qū)動下移動。超濃相輸送的特點(diǎn)：(1)體系為水平或傾角很小的輸送，輸送距離長時需要中繼站；

(2)物流速度設(shè)備磨損小，壽命長，維修費(fèi)低；(3)固氣比高，輸送相同固體所需的壓縮氣體少，動力消耗系統(tǒng)排風(fēng)自成體系;(4)獨(dú)立完成粉體輸送，無機(jī)械運(yùn)動：

(5)輸送的粉體摩擦破碎少，粉塵率低。給料設(shè)備是一種比較短的輸送設(shè)備，用在儲倉、筒倉或料斗的底部排出物料，將物料聯(lián)運(yùn)至輸送機(jī)，或用來調(diào)節(jié)進(jìn)入加工設(shè)備的物料量。選擇原則：被處理物料的物性和特點(diǎn)、物料的儲存方式、給料能力。1.5給料設(shè)備A帶式給料機(jī)是一種比較短的帶式輸送機(jī)，通常安裝在儲倉卸料口下方，承受料倉壓力。一般輸送帶是水平的，而且支撐在短間距的托輥上或光滑的襯板上。按照儲倉排料口結(jié)構(gòu)形式及帶式給料機(jī)與儲倉的配置關(guān)系，帶式給料機(jī)分為普通帶式給料機(jī)與倉壓式帶式給料機(jī)，(a)普通式；

（b）倉壓式1—儲倉；2一調(diào)節(jié)壓門B

板式給料機(jī)優(yōu)點(diǎn)：給料能力大，給料均勻，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大，耐沖擊，能輸送大塊狀物料，能耐大的料倉料柱壓力；缺點(diǎn)：設(shè)備重量大，占地空間大，投資大，維修工作量大，能耗大，運(yùn)輸費(fèi)用高。C

槽式往復(fù)給料機(jī)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，投資小，維護(hù)、運(yùn)行費(fèi)用低，物料適應(yīng)范圍廣，塊狀、粉狀、高溫物料均可輸。缺點(diǎn)：給料均勻性差，給料量較小，易產(chǎn)生漏料，槽體磨損較快。D

圓盤給料機(jī)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，堅(jiān)固耐用，給料均勻，給料量易調(diào)節(jié)，操作方便，適用的物料范圍廣。缺點(diǎn)：投資費(fèi)用較高，物料與槽盤易粘結(jié)。E螺旋給料機(jī)優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單，外廓尺寸小，易于密封，適用于易污染物料的給料，維修簡單。缺點(diǎn)：能耗大，處理量小，工作部件磨損較大，適應(yīng)的物料范圍較窄，對物料會產(chǎn)生破碎作用。F星形給料機(jī)優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，外廓尺寸小，密封性好，物量易于調(diào)節(jié)，操作方便。缺點(diǎn)是適用的物料范圍較窄，給料量是波動的。G

電磁振動給料機(jī)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單．操作維修方便功耗小，給料均勾，給料量可方便地調(diào)節(jié)。缺點(diǎn)：對輸送物料的要求較嚴(yán)，排料的精度不高：H慣性振動給料機(jī)優(yōu)點(diǎn)：輸送高溫物料，給料均勻，給料量可方便地調(diào)節(jié)，生產(chǎn)能力大,輸送的物料粒度大。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，維修費(fèi)用較大。作業(yè)題：冶金工廠的散料有哪些性質(zhì)？試述濃相輸送和超濃相輸送的原理和特點(diǎn)？冶金工廠有哪些散料輸送設(shè)備？第3講

醫(yī)學(xué)超聲成像技南方醫(yī)術(shù)科術(shù)大學(xué)匯報(bào)人姓名主要內(nèi)容超聲成像基本原理——超聲回波法醫(yī)學(xué)超聲設(shè)備的分類超聲診斷儀的主要參數(shù)7/5/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義72Part

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波及抑制電路、視頻醫(yī)學(xué)超聲放儀器原大理講義器（UFA）78Part

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的解剖圖形，且診斷的準(zhǔn)確性與操作醫(yī)師

的識圖經(jīng)驗(yàn)關(guān)系很大，因此其應(yīng)用價(jià)值已

漸見低落，即使在國內(nèi)，A型超聲診斷儀也很少生產(chǎn)和使用了。7/5/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義82M型超聲7/5/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義83M型超聲成像診斷儀適用于對運(yùn)動臟器，如心臟的探查。由于其顯示的影像是由運(yùn)動回波信號對顯示器掃描線實(shí)行輝度調(diào)制，并按時間順序展開而獲得一維空間多點(diǎn)運(yùn)動時序（motion-time）圖，故稱之為M型超聲成像診斷儀，其所得的圖像也叫做超聲心動圖。7/5/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義847/5/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義85M型超聲診斷儀發(fā)射和接收工作原理與A型有些相似，不同的是其顯示方式。對于運(yùn)動臟器，由于各界面反射回波的位置及信號大小是隨時間而變化的，如果仍用幅度調(diào)制的A型顯示方式進(jìn)行顯示，所顯示波形會隨時間而改變，得不到穩(wěn)定的波形圖。因此，M型超聲診斷儀采用輝度調(diào)制的方法，使深度方向所有界面反射回波用亮點(diǎn)形式在顯示器垂直掃描線上顯示出來，隨著臟器的運(yùn)動，垂直掃描線上的各點(diǎn)將發(fā)生位置上的變動，定時地采樣這些回波并使之按時間先后逐行在屏上顯示出來。圖中可以看出，由于臟器的運(yùn)動變化，活動曲線的間隔亦隨之發(fā)生變化，如果臟器中某一界面是867/5靜/2023

止的，活動曲線將變醫(yī)學(xué)超聲為儀器原水理講義平直線。7/5/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義87M型超聲診斷儀對人體中的運(yùn)動臟器，如心臟、胎兒胎心、動脈血管等功能的檢查具有優(yōu)勢，并可進(jìn)行多種心功能參數(shù)的測量，如心臟瓣膜的運(yùn)動速度、加速度等。但M型顯示仍不能獲得解剖圖像，它不適用于對靜態(tài)臟器的診查。7/5/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義88B型超聲7/5/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義89為了獲得人體組織和臟器解剖影像，繼A型超聲診斷儀應(yīng)用于臨床之后，B型、P型、BP型、C型和F型超聲成像儀又先后問世，由于它們的一個共同特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了對人體組織和臟器的斷層顯示，通常將這類儀器稱為超聲斷層掃描診斷儀。雖然B型超聲成像診斷儀因其成像方式采用輝度調(diào)制(Brightness

Modulation)而得名，其影像所顯

示的卻是人體組織或臟器的二維超聲斷層圖(或稱

剖面圖)，對于運(yùn)動臟器，還可實(shí)現(xiàn)實(shí)時動態(tài)顯示。7/5/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義907/5/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義91C型超聲C型掃查，又稱C型顯示，“特定深度掃查”

(constant

depth

mode)。與B型掃查一樣都是輝度調(diào)制的二維切面象顯示方式，所不同的是B型掃查所獲得的是超聲波束掃查平面本身的切面象，即縱向切面象。可惜由于C型掃查的靈敏度較低，顯象速度不易提高，使C型掃查技術(shù)的發(fā)展受到制。7/5限/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義

927/5/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義937/5/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義94D型超聲D型超聲成像診斷儀也即超聲多普勒診斷儀，它是利用聲學(xué)多普勒原理，對運(yùn)動中的臟器和血液所反射回波的多普勒頻移信號進(jìn)行檢測并處理，轉(zhuǎn)換成聲音、波形、色彩和輝度等信號，從而顯示出人體內(nèi)部器官的運(yùn)動狀態(tài)。超聲多普勒診斷儀主要分為3種類型：即連續(xù)式超聲多普勒(continuous

wave

doppler)成像診斷儀脈沖式超聲多普勒(pulsed

wave

doppler)成像診斷儀實(shí)時二維彩色超聲多普勒血流成像(color

doppler7/5/202395flow

image)診斷儀。醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義F型超聲96F型掃查，又稱F型顯示。它與C型掃進(jìn)原理上是相似的。區(qū)別僅在于：在掃查一幅圖像的過程中，

C型掃查平面距探頭的深度是不變的，而F型掃查面距探頭的深度是一變量，不是一個常量。根據(jù)成像需要可作相應(yīng)變動，從而可獲得7/5斜/2023

面、曲面的

F

型醫(yī)圖學(xué)超聲儀像器原理講義7/5/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義97P型超聲7/5/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義98又稱P型顯示，它可視為一種持殊的B型顯示，超聲換能器置于圓周的中心，徑向旋轉(zhuǎn)掃查線與顯示器上的徑向掃描線作同步的旋轉(zhuǎn)。主要適用于對肛門、直腸內(nèi)腫瘤、食道癌及子宮頸癌的檢查，亦可用于對尿道、膀胱的檢查。P型超聲診斷儀所使用的探頭稱為徑向掃描探頭，如尿道探頭，直腸探頭都屬于徑向掃描探頭。掃

描時探頭置于體腔內(nèi)，如食道、胃或直腸等。7/5/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義997/5/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義100Part

.013超聲診斷儀的主要參數(shù)主要參數(shù)7/5/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義102表征超聲診斷儀性能的參數(shù)，從大的方面可分為三類，這就是：聲系統(tǒng)參數(shù)

圖像特性參數(shù)

電氣特性參數(shù)在眾多的參數(shù)中，我們只討論其中幾個主

要參數(shù)。聲系統(tǒng)參數(shù)：聲輸出的強(qiáng)度、總功率等；

超聲場的時頻特性，如波型、持續(xù)時間、脈沖重復(fù)頻率、脈沖形狀、頻率、脈沖帶寬等；

聲場分布特性，如換能器類型、波束形狀、聚焦特性、景深等。7/5/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義103圖像特性參數(shù)：分辨力；位置記錄精度；深度測量精度；幀頻；存貯器的容量；圖像處理能力。7/5/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義104電氣特性參數(shù)：靈敏度；增益及TGC指標(biāo)；壓縮特性及動態(tài)范圍；顯示器的動態(tài)范圍；系統(tǒng)的帶寬等。7/5/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義105Part

.02幾個主要參數(shù)動態(tài)范圍顯示信號的最大水平與最小水平的比稱為動態(tài)范圍(Dynamic

Range,DR)，DR描述了信號幅度變化的大小，一般用分貝[dB]值表示。式中：Umax—信號最大值，Umin

—信號最小7/5/20值23107醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義生物組織的聲界面特性，組織吸收（超聲衰減）特性及探測深度決定了信號的動態(tài)范圍7/5/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義108因此動態(tài)范圍DR通常由兩個部分組成：聲界面特性（聲阻抗差）所確定的信號幅度變化（SDR）超聲在組織傳播過程中衰減所引起的信號幅度變化，超聲傳播衰減取決于組織特性（超聲衰減系數(shù)

）與傳播距離（L）由此超聲回波總動態(tài)范圍可寫為：DR

=

2 L

+

SDR對動態(tài)范圍的影響因素7/5/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義109超聲在生物組織中傳播所產(chǎn)生的全部回波；

超聲發(fā)射功率、接受放大器的等效輸入噪聲；終端顯示裝置的動態(tài)范圍；動態(tài)壓縮方法時間增益控制——補(bǔ)償傳輸衰減幅度增益控制——使有用信號相對壓縮線形范圍線性范圍，一般指的是儀器中放大器線性范圍，它給出放大器輸入信號和輸出信號之間成線性關(guān)系的區(qū)域。即Uo

=

KUi線性關(guān)系也用分貝值來表示式中：Umax—信號最大值，Umin

—信號最小值，可7/5/202見3線性放大器的線性醫(yī)學(xué)范超聲儀圍器原理講即義

是動態(tài)范圍1107/5/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義111當(dāng)輸出信號的最大幅度保持不變時，輸入信號的線性范圍將隨著K值的減小而增大。7/5/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義112分辨率7/5/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義113分辨力指成像系統(tǒng)能分辨空間尺寸的能力，即能把兩點(diǎn)區(qū)分開來的最短距離。超聲顯像儀的分辨力是衡量其質(zhì)量好壞的最重要的指標(biāo)，分辨力越高，越能顯示出臟器的細(xì)小結(jié)構(gòu)。7/5/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義114超聲成像的分辨力有橫向分辨力和縱向分辨力之分。前者是指垂直于超聲脈沖束方向上的分辨力，后者是沿波束軸方向上的分辨力。這兩種分辨力的大小差別很大，縱向分辨力總是優(yōu)于橫向分辨力。而且，垂直于波束軸的兩個維上的橫向分辨力也往往不同。影響橫向分辨力和縱向分辨力的因素各不相同，7/5/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義115橫向分辨力又稱側(cè)向分辨力，它表示區(qū)分處于聲束軸垂直的平面上的兩個物體的能力。超聲波束直徑尺寸直接影響橫向分辨力，波束直徑越細(xì)，能分辨的尺度越小，橫向分辨力越高。7/5/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義116影響橫向分辨率的因素顯示熒光點(diǎn)尺寸的影響波束直徑尺寸的影響

動態(tài)范圍的影響7/5/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義1177/5/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義1187/5/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義119儀器的圖像質(zhì)量主要取決于橫向分辨力。橫向分辨力好，圖像細(xì)膩，小結(jié)構(gòu)就能顯示清楚。橫向分辨力主要由換能器的尺寸、形狀、發(fā)射頻率、聚焦等因素決定。當(dāng)顯示屏光點(diǎn)尺寸較大時，也會影響橫向分辨力。此外，隨著深度的增加，脈沖頻譜中的各種頻率成分的衰減情況也不同，這個因素也潛在地影響著橫向分辨力?，F(xiàn)代化的顯像儀橫向分辨力可優(yōu)于2mm。7/5/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義120縱向分辨力又稱軸向分辨力或距離分辨力，表示在聲束軸線方向上對相鄰兩回聲點(diǎn)的分辨力?？v向分辨力與發(fā)射超聲頻率有關(guān)，因?yàn)槁暡ǖ目v向分辨力理論極限為聲波的半波長。頻率越高，波長越短?？v向分辨力與超聲脈沖的持續(xù)時間有關(guān)，脈沖持續(xù)時間越短，即脈沖越窄，縱向分辨力越高。超聲脈沖持續(xù)時間與發(fā)射電脈沖寬度及換能器阻7/5尼/2023

有關(guān)。醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義

121影響縱向分辨率的因素脈沖寬度的影響增益大小的影響7/5/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義1227/5/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義1237/5/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義124色散吸收對橫向、縱向分辨率的影響7/5/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義125吸收與頻率的關(guān)系——頻率越高，吸收越強(qiáng)；頻譜中心向低頻偏移；波束變寬；前沿變壞；理想的情況下，工作頻率越高，分辨率越高；生物組織的平均衰減系數(shù)接近1dB/cm·MHz；頻率3MHz—深度20

cm—衰減60dB，94%頻率10MHz—深度20

cm—衰減200dB，99.5%在大多數(shù)情況下，最佳工作頻率就是超聲波穿透深度不超過200個波長時就能達(dá)到被探測臟器的

那個頻率；例如：頻率為3MHz時，波長是0.51mm它能夠像。7/5形/2023

成102mm深處組織的醫(yī)學(xué)良超聲儀好器原理講圖義126帶寬7/5/2023127醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義工作頻率超聲診斷儀的工作頻率，根據(jù)兩個方面因素作最佳的選擇。首先，從分辨力的角度說，增高頻率，可以改善分辨力。頻率越高，波長越短，則波束的指向性越好（近場距離大，而發(fā)散角?。瑱M向和縱向分辨力都能提高。其次，從穿透深度的角度來看，工作頻率越高，則衰減成正比地增加，必然使探測深度減小。若7/5要/2023

求較大的穿透深度，醫(yī)學(xué)超聲就儀器原得理講義取較低的工作頻率。128因此，在設(shè)計(jì)中不得不在工作深度與頻率之間取合理的折衷。比如眼科應(yīng)用中，所要求深度小，可以用高頻率以提高分辨力，一般用10MHz。而

要穿透較大深度（如腹腔）時，則只能取較低工作頻率。通用B型超聲診斷儀的工作頻率一般在

3.5MHz，有些診斷儀配有多種不同頻率的的需要。7/5探/2023

頭以滿足不同檢醫(yī)查學(xué)超聲儀深器原理講度義129常用超聲診斷儀的超聲頻率；動態(tài)范圍分辨率(波長mm)頻率(MHz)10dB1.520dB2.530dB3.010.253.754.52.50.91.51.850.450.750.910學(xué)0.2750.3750.45作用距離（穿透深度）指儀器發(fā)射的超聲波束可以穿透并能顯示出回聲圖像的被測介質(zhì)深度。超聲醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的作用距離，通常要滿足處于相當(dāng)深度上的各種器官的成像需要，如腹部成像就需要有20cm的工作距離，而用于眼球的深度為

10cm。影響作用距離的主要因素是脈沖信號在傳播途中的衰減，這是由于組織的吸收、反射、折射、散射等原因引起的。7/5/2023

醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義

131要提高儀器的探測深度，有三個方面的途徑。

降低工作頻率。但降低工作頻率，則分辨力也隨之降低，這是一個限制。

提高接收機(jī)的靈敏度和擴(kuò)大動態(tài)范圍，使能接收較遠(yuǎn)距離的微弱的反射信號，但這要受到換能器噪聲的限制，信噪比極限對診斷超聲的最大穿透深度上的限制為300個波長左右。

加大發(fā)射功率，使遠(yuǎn)距離的微小聲阻抗差也能產(chǎn)生較強(qiáng)反射，從而使更遠(yuǎn)距離的病灶也能被探測到，但要考慮安全劑量的限制?？紤]到各方面的指醫(yī)標(biāo)學(xué)超聲，儀器原理應(yīng)講義合理選取作用距離。1327/5