糧食加工機(jī)械設(shè)備的國(guó)內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展概論

糧食加工設(shè)備的國(guó)內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展

國(guó)內(nèi)糧食加工設(shè)備技術(shù)現(xiàn)狀歷史現(xiàn)狀技術(shù)情況

國(guó)外糧食加工設(shè)備技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展歷史技術(shù)設(shè)備現(xiàn)狀發(fā)展方向目

錄1、國(guó)內(nèi)糧食加工設(shè)備技術(shù)現(xiàn)狀歷史:公元前已使用碾子和石磨，1637年碾米工藝初步完善；上世紀(jì)初引入美國(guó)的大機(jī)器，在上海、無(wú)錫建立工業(yè)

化面粉和米的生產(chǎn)車(chē)間；建國(guó)50年代,學(xué)習(xí)引進(jìn)蘇聯(lián)的技術(shù)和設(shè)備；60-70年代制訂完成了米面加工的規(guī)程和設(shè)備工藝參數(shù)，清理設(shè)備試驗(yàn)設(shè)計(jì)生產(chǎn)；80年代,國(guó)家對(duì)米面設(shè)備選型定型標(biāo)準(zhǔn)化，投資引進(jìn)和消化了國(guó)外的主要加工設(shè)備和生產(chǎn)線,國(guó)內(nèi)糧機(jī)設(shè)計(jì)和制造水平有了較大的提高，整體技術(shù)達(dá)到20世紀(jì)國(guó)際80-90年代的技術(shù)水平。歷史21世紀(jì)初，2005年以后糧食設(shè)備加工企業(yè)普遍重視了加工裝備的提高，數(shù)控加工及成型設(shè)備、激光、等離子等切割設(shè)備增加，制造水平大大提高，產(chǎn)品質(zhì)量和精度有了保證。裝備技術(shù)?數(shù)控機(jī)床?加工中心糧食加工設(shè)備現(xiàn)狀：通過(guò)技術(shù)消化吸收、創(chuàng)新和企業(yè)的努力，國(guó)內(nèi)的糧食加工設(shè)備已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際的

先進(jìn)水平，一些面粉、米、油脂設(shè)備已

經(jīng)大量出口到東南亞,非洲,南美洲,俄羅斯等國(guó)家。振動(dòng)篩比重去石機(jī)回轉(zhuǎn)（旋振）篩著水（擦麥）設(shè)備清粉機(jī)高平方篩磨粉機(jī)?粉碎（顆粒）機(jī)配粉系統(tǒng)米機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)水平設(shè)計(jì):目前主要以傳統(tǒng)設(shè)計(jì)為多，在滿

足基本功能的情況下，偏重于技術(shù)；經(jīng)驗(yàn)和驗(yàn)證性分析多；設(shè)計(jì)局限在

結(jié)構(gòu)和零件上；經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的成分多。關(guān)鍵設(shè)備采用了基于計(jì)算機(jī)的3維設(shè)計(jì)、仿真設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)。目前一些較大的企業(yè)引入了數(shù)控車(chē)、銑、折彎?rùn)C(jī)床、加工中心，激光切割和部分先進(jìn)制造技術(shù),保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。而大部分企業(yè)目前還停留在傳統(tǒng)裝備的制造水平，特別是一些小企業(yè)。制造:2、國(guó)外糧食加工設(shè)備技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展歷史：公元三世紀(jì)在德國(guó)發(fā)現(xiàn)有利用軸和燈籠式小齒輪組成的機(jī)械裝置，由畜力牽引的磨粉機(jī)；1834年，蘇黎士的一個(gè)工程師設(shè)計(jì)了平行的且有一定速差輥?zhàn)拥哪シ蹤C(jī)；1882年在意大利開(kāi)始生產(chǎn)平篩設(shè)備；1896年在日本設(shè)計(jì)生產(chǎn)了米機(jī)；上個(gè)世紀(jì)50年代氣力輸送技術(shù)在美國(guó)使用。國(guó)外的糧食加工設(shè)備主要集中在歐洲的意大利、瑞士、德國(guó)和英國(guó),亞洲的日本，還有美國(guó)。如Buhler、Ocrim、Golfetto、Satake、Alapala等這些國(guó)家生產(chǎn)的設(shè)備,遍布全世界。目前他們的水平代表著世界最先進(jìn)的技術(shù)水平?，F(xiàn)狀:主要的糧食設(shè)備生產(chǎn)公司：意大利的Ocrim、GBS(Golfetto、Berga、Sangati)瑞士的Ｂuhler日本的Ｓatake美國(guó)的Great

WesternManufacturing土耳其的Ugur、Alapala主要設(shè)備瑞士buhler意大利ocrim去石機(jī)意大利GBS振動(dòng)篩磨粉機(jī)高方篩（輕量化）清粉機(jī)設(shè)計(jì)：全部采用CAD,優(yōu)化設(shè)計(jì),可靠性設(shè)計(jì),綠色設(shè)計(jì),人機(jī)工程,系統(tǒng)設(shè)計(jì),造型設(shè)計(jì)等。制造:全部采用CAM,CNC控制機(jī)床,激光切割,激光焊接。此外:Ocrim公司的關(guān)鍵設(shè)備通過(guò)Internet實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷和服務(wù);Sortex公司和Vibronet公司觸摸屏顯示控制和在線溫度,濕度,流量和蛋白測(cè)量;

GBS公司的真空著水系統(tǒng);

Buhler公司的工藝過(guò)程全部空氣濾清和溫度,壓力調(diào)節(jié)技術(shù)。設(shè)計(jì)技術(shù)情況分析：歐洲的糧食機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)嚴(yán)格按照歐盟的食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)糧食加工設(shè)備，要求使用的材料、涂料必須符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上避免有死角，減少殘留物。所有的設(shè)備設(shè)計(jì)要求使用維修方便，便于拆卸和安裝，建立了嚴(yán)格的維修保養(yǎng)制度。□安全衛(wèi)生、使用維修方便大量使用塑料和高分子材料，提高衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，降低設(shè)備的重量，實(shí)現(xiàn)輕量化?！跣虏牧系氖褂盟芰虾Y格不銹鋼篩筒□模塊化設(shè)計(jì)模塊化的高方平篩模塊化的磨輥組合體組合集成提高設(shè)備的產(chǎn)量，減少占地面積□組合集成技術(shù)組合清粉機(jī)組合振動(dòng)清理篩建立了能源管理系統(tǒng)；WinCos能源管理可通過(guò)監(jiān)控能源達(dá)到促進(jìn)節(jié)能。該方法適用于各種谷物加工到整套倉(cāng)儲(chǔ)工廠和散裝物料儲(chǔ)存技術(shù)。優(yōu)化負(fù)荷管理，可通過(guò)全面監(jiān)控能耗來(lái)優(yōu)化能源使用，從而實(shí)現(xiàn)防止達(dá)到峰值功率并降低成本的目的

WinCos能源管理通過(guò)其趨勢(shì)功能及智能評(píng)估和報(bào)

告功能在工廠分析方面提供支持□節(jié)能降耗WinCos產(chǎn)品追溯系統(tǒng)可精確記錄產(chǎn)品的生產(chǎn)和交付過(guò)程。此模塊集成于WinCos的自動(dòng)化功能中，可成功應(yīng)用于谷物制粉和糧食儲(chǔ)運(yùn)以及飼料和生物燃料加工。自動(dòng)追溯功能可記錄生產(chǎn)過(guò)程的每個(gè)步驟，通過(guò)這種方式可始終準(zhǔn)確追溯所有所用原料的來(lái)源和加工過(guò)程?？勺匪菪阅K將所有信息儲(chǔ)存在一個(gè)集中式數(shù)據(jù)庫(kù)中，可顯著降低對(duì)物流帳戶的要求。用戶始終能夠確定生產(chǎn)過(guò)程中的異常點(diǎn)，從而立即介入并采取適當(dāng)措施?！醍a(chǎn)品追溯制度□新技術(shù)裝備的開(kāi)發(fā)□新功能的擴(kuò)展使用首先應(yīng)該將設(shè)備的安全衛(wèi)生提到重要的位置，提高設(shè)備的衛(wèi)生水平；創(chuàng)新是國(guó)家發(fā)展的戰(zhàn)略要求，將創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)作為設(shè)計(jì)制造的根本，創(chuàng)新開(kāi)發(fā)新型的糧食機(jī)械設(shè)備，滿足糧食工業(yè)發(fā)展的需要；采用新的設(shè)計(jì)制造技術(shù)和分析手段，加強(qiáng)基礎(chǔ)理論研究；開(kāi)發(fā)節(jié)能降耗的加工設(shè)備，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展；在滿足設(shè)備基本功能的前提下，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化設(shè)計(jì)和制造；創(chuàng)新經(jīng)營(yíng)理念，在注重產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，為使用方和產(chǎn)品應(yīng)提供更好的服務(wù)，實(shí)現(xiàn)共贏。3、發(fā)展方向感謝第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(lèi)超聲診斷儀的主要參數(shù)6/21/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義39Part

.01超聲成像基本原理——超聲回波法超聲回波法把幾兆赫至幾十兆赫的高頻聲脈沖發(fā)射到生物體內(nèi)，再接收反射波（回波），這種方法稱(chēng)為超聲脈沖回波法。脈沖寬度：幾微秒脈沖間隔：幾百微秒（接收放大器處理回波的時(shí)間）脈沖回波法最早較早是應(yīng)用于雷達(dá)和聲納?；夭〞r(shí)間t、探測(cè)距離L的關(guān)系，c為聲速6/21/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義416/21/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義426/21/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義43超聲回醫(yī)學(xué)波超聲儀器法原理講示義

意圖6/21/202344儀器基本框圖發(fā)射通道：時(shí)鐘電路（同步脈沖發(fā)生器）、發(fā)射器（高頻脈沖發(fā)生器）、換能器（探頭）接收通道：接收換能器、射頻放大器（RFA）、6/2檢1/2023

波及抑制電路、視頻醫(yī)學(xué)超聲放儀器原大理講義器（UFA）45Part

.022醫(yī)學(xué)超聲設(shè)備的分類(lèi)A型超聲A型超聲診斷儀因其回聲顯示采用幅度調(diào)制

(Amplitude

Modulation)而得名。A型顯示是超聲診斷儀最基本的一種顯示方式，即在陰極射線管(CRT)熒光屏上，以橫坐標(biāo)代表被探測(cè)物體的深度，縱坐標(biāo)代表回波脈沖的幅度，故由探頭(換能器)定點(diǎn)發(fā)射獲得回波所在的位置可測(cè)得人體臟器的厚度、病灶在人體組織中的深度以及病灶的大小。根據(jù)回波的其他一些特征，如波幅和波密度等，6/2還1/2023

可在一定程度上對(duì)病醫(yī)學(xué)超聲灶儀器原進(jìn)理講義行定性分析。476/21/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義48由于A型顯示的回波圖，只能反映局部組織的回波信息，不能獲得在臨床診斷上需要

的解剖圖形，且診斷的準(zhǔn)確性與操作醫(yī)師

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

漸見(jiàn)低落，即使在國(guó)內(nèi)，A型超聲診斷儀也很少生產(chǎn)和使用了。6/21/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義49M型超聲6/21/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義50M型超聲成像診斷儀適用于對(duì)運(yùn)動(dòng)臟器，如心臟的探查。由于其顯示的影像是由運(yùn)動(dòng)回波信號(hào)對(duì)顯示器掃描線實(shí)行輝度調(diào)制，并按時(shí)間順序展開(kāi)而獲得一維空間多點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)序（motion-time）圖，故稱(chēng)之為M型超聲成像診斷儀，其所得的圖像也叫做超聲心動(dòng)圖。6/21/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義516/21/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義52M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(duì)于運(yùn)動(dòng)臟器，由于各界面反射回波的位置及信號(hào)大小是隨時(shí)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(huì)隨時(shí)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(lái)，隨著臟器的運(yùn)動(dòng)，垂直掃描線上的各點(diǎn)將發(fā)生位置上的變動(dòng)，定時(shí)地采樣這些回波并使之按時(shí)間先后逐行在屏上顯示出來(lái)。圖中可以看出，由于臟器的運(yùn)動(dòng)變化，活動(dòng)曲線的間隔亦隨之發(fā)生變化，如果臟器中某一界面是536/2靜1/2023

止的，活動(dòng)曲線將變醫(yī)學(xué)超聲為儀器原水理講義平直線。6/21/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義54M型超聲診斷儀對(duì)人體中的運(yùn)動(dòng)臟器，如心臟、胎兒胎心、動(dòng)脈血管等功能的檢查具有優(yōu)勢(shì)，并可進(jìn)行多種心功能參數(shù)的測(cè)量，如心臟瓣膜的運(yùn)動(dòng)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(duì)靜態(tài)臟器的診查。6/21/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義55B型超聲6/21/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義56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(wèn)世，由于它們的一個(gè)共同特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了對(duì)人體組織和臟器的斷層顯示，通常將這類(lèi)儀器稱(chēng)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(chēng)

剖面圖)，對(duì)于運(yùn)動(dòng)臟器，還可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示。6/21/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義576/21/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義58C型超聲C型掃查，又稱(chēng)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?？上в捎贑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6/2限1/2023

制。醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義

596/21/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義606/21/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義61D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(duì)運(yùn)動(dòng)中的臟器和血液所反射回波的多普勒頻移信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)并處理，轉(zhuǎn)換成聲音、波形、色彩和輝度等信號(hào)，從而顯示出人體內(nèi)部器官的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。超聲多普勒診斷儀主要分為3種類(lèi)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(shí)二維彩色超聲多普勒血流成像(color

doppler626/21/2023

flow

image)診斷儀。醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義F型超聲63F型掃查，又稱(chēng)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(guò)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(gè)常量。根據(jù)成像需要可作相應(yīng)變動(dòng)，從而可獲得6/2斜1/2023

面、曲面的F型醫(yī)圖學(xué)超聲儀像器原理講義6/21/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義64P型超聲6/21/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義65又稱(chēng)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(duì)肛門(mén)、直腸內(nèi)腫瘤、食道癌及子宮頸癌的檢查，亦可用于對(duì)尿道、膀胱的檢查。P型超聲診斷儀所使用的探頭稱(chēng)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(shí)探頭置于體腔內(nèi)，如食道、胃或直腸等。6/21/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義666/21/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義67Part

.013超聲診斷儀的主要參數(shù)主要參數(shù)6/21/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義69表征超聲診斷儀性能的參數(shù)，從大的方面可分為三類(lèi)，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(gè)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(chǎng)的時(shí)頻特性，如波型、持續(xù)時(shí)間、脈沖重復(fù)頻率、脈沖形狀、頻率、脈沖帶寬等；

聲場(chǎng)分布特性，如換能器類(lèi)型、波束形狀、聚焦特性、景深等。6/21/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義70圖像特性參數(shù)：分辨力；位置記錄精度；深度測(cè)量精度；幀頻；存貯器的容量；圖像處理能力。6/21/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義71電氣特性參數(shù)：靈敏度；增益及TGC指標(biāo)；壓縮特性及動(dòng)態(tài)范圍；顯示器的動(dòng)態(tài)范圍；系統(tǒng)的帶寬等。6/21/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義72Part

.02幾個(gè)主要參數(shù)動(dòng)態(tài)范圍顯示信號(hào)的最大水平與最小水平的比稱(chēng)為動(dòng)態(tài)范圍(Dynamic

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

—信號(hào)最小6/21/2值02374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(cè)深度決定了信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍6/21/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義75因此動(dòng)態(tài)范圍DR通常由兩個(gè)部分組成：聲界面特性（聲阻抗差）所確定的信號(hào)幅度變化（SDR）超聲在組織傳播過(guò)程中衰減所引起的信號(hào)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(dòng)態(tài)范圍可寫(xiě)為：DR

=

2 L

+

SDR對(duì)動(dòng)態(tài)范圍的影響因素6/21/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義76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(dòng)態(tài)范圍；動(dòng)態(tài)壓縮方法時(shí)間增益控制——補(bǔ)償傳輸衰減幅度增益控制——使有用信號(hào)相對(duì)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(hào)和輸出信號(hào)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(lái)表示式中：Umax—信號(hào)最大值，Umin

—信號(hào)最小值，可6/21/20見(jiàn)23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(dòng)態(tài)范圍776/21/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義78當(dāng)輸出信號(hào)的最大幅度保持不變時(shí)，輸入信號(hào)的線性范圍將隨著K值的減小而增大。6/21/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義79分辨率6/21/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義80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(kāi)來(lái)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)。6/21/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義81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(gè)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，6/21/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義82橫向分辨力又稱(chēng)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(gè)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。6/21/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義83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(dòng)態(tài)范圍的影響6/21/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義846/21/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義856/21/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義86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(shí)，也會(huì)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(gè)因素也潛在地影響著橫向分辨力。現(xiàn)代化的顯像儀橫向分辨力可優(yōu)于2mm。6/21/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義87縱向分辨力又稱(chēng)軸向分辨力或距離分辨力，表示在聲束軸線方向上對(duì)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(zhǎng)。頻率越高，波長(zhǎng)越短。縱向分辨力與超聲脈沖的持續(xù)時(shí)間有關(guān)，脈沖持續(xù)時(shí)間越短，即脈沖越窄，縱向分辨力越高。超聲脈沖持續(xù)時(shí)間與發(fā)射電脈沖寬度及換能器阻6/2尼1/2023

有關(guān)。醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義

88影響縱向分辨率的因素脈沖寬度的影響增益大小的影響6/21/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義896/21/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義906/21/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義91色散吸收對(duì)橫向、縱向分辨率的影響6/21/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義92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(guò)200個(gè)波長(zhǎng)時(shí)就能達(dá)到被探測(cè)臟器的

那個(gè)頻率；例如：頻率為3MHz時(shí)，波長(zhǎng)是0.51mm它能夠像。6/2形1/2023

成102mm深處組織的醫(yī)學(xué)良超聲儀好器原理講圖義93帶寬6/21/202394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(gè)方面因素作最佳的選擇。首先，從分辨力的角度說(shuō)，增高頻率，可以改善分辨力。頻率越高，波長(zhǎng)越短，則波束的指向性越好（近場(chǎng)距離大，而發(fā)散角?。?，橫向和縱向分辨力都能提高。其次，從穿透深度的角度來(lái)看，工作頻率越高，則衰減成正比地增加，必然使探測(cè)深度減小。若6/2要1/2023

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。95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(shí)，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。6/2探1/2023

頭以滿足不同檢醫(yī)查學(xué)超聲儀深器原理講度義96常用超聲診斷儀的超聲頻率；動(dòng)態(tài)范圍分辨率(波長(zhǎng)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(cè)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(hào)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。6/21/2023

醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義

98要提高儀器的探測(cè)深度，有三個(gè)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(gè)限制。

提高接收機(jī)的靈敏度和擴(kuò)大動(dòng)態(tài)范圍，使能接收較遠(yuǎn)距離的微弱的反射信號(hào)，但這要受到換能器噪聲的限制，信噪比極限對(duì)診斷超聲的最大穿透深度上的限制為300個(gè)波長(zhǎng)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(cè)到，但要考慮安全劑量的限制。6/21/2023

考慮到各方面的指醫(yī)標(biāo)學(xué)超聲，儀器原理應(yīng)講義合理選取作用距離。99脈沖重復(fù)頻率6/21/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義100指脈沖工作方式超聲儀器每秒鐘重復(fù)發(fā)射超聲脈沖的次數(shù)，即探頭激勵(lì)脈沖的頻率。重復(fù)頻率主要取決于所需探測(cè)的最大深度以及掃描的回掃時(shí)間。設(shè)最大深度L=20cm，超聲速度c=1540/s，則探測(cè)最大深度所需時(shí)間為2L/c，最大重復(fù)頻率為：6/21/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義101重復(fù)頻率過(guò)高，會(huì)造成多重界面的重復(fù)反射而互相干擾，使回波圖形混亂和模糊。通常選用頻率在50~2000Hz之間。M型超聲多采用1000次/s，脈沖持續(xù)時(shí)間1.5微秒。斷層顯像儀為了提高幀頻，選用3000Hz6/21/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義102幀頻6/21/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義103成像系統(tǒng)每秒鐘可以成像的幀數(shù)稱(chēng)為幀頻。動(dòng)畫(huà)顯示：畫(huà)面幀頻必須達(dá)到一定的數(shù)目電視------30幀/秒電影------24幀/秒通常幀頻>10幀/秒，為實(shí)時(shí)成像系統(tǒng)；幀頻<1