医用B型超声源输出声功率测量结果不确定度

　　1测量方法

　　依据JJC639一1998《医用超声诊断仪超声源》检定规程，采用辐射力法测量声功率本文以BC7一100型声功率计，测量型号为EUB一200医用B型超声诊断仪的声功率为例进行讨论。检定时室温t=23℃

　　2数学模型

　　超声声功率是直接从声功率计上读取的，考虑到环境温度和全反射靶面的法线与声束传播方向夹角变化带来的影响，声功率的实测值可表示为:

　　3方差和传播系数

　　超声波在两种媒质界面上产生辐射压力F，把这个力转换成读数M，设转换因子为Fg，则有:

　　在一定条件下超声功率与辐射力有如下关系:

　　由上述两个式子:

　　4计算分f标准不确定

　　4.1标准的不确定度u(M)

　　(1)声功率计的不确定度u(M1)

　　上级证书给出声功率计的不确定度为10%，是按k=2得，于是:

　　(2)声功率计示值引起的不确定度u(M2)

　　在相同条件下独立重复6次测量，得测量平均值Pm=3.5mW，其重复性实验标准不确定度为0.175mW，平均值标准不确定度:

　　(3)量化土0.5个字引起的不确定度u( M3)

　　这里0.5个字相应为0.05mW，取为均匀分布，于是:

　　4.2声速随温度的变化引起的不确定度u(v)

　　一定媒质声速的变化由温度变化引起。根据经验公式(这里只考虑数值运算):

　　u1=△v/v=0.5%，则由水温变化引起的声速的变化误差为:

　　1491.5m/sx0.5%=7.5m/s, 1491.5m/s为水中声速。

　　设为均匀分布，

　　4.3偏离45°角的e值引起的不确定度u(8)

　　偏离45°角的变化是由于对靶的加工不够精细和安装位置不准确所致，取其限差 θ=1°，分布为三角分布，可靠性为25%。

　　5合成标准不确定度

　　6有效自由度

　　7相对扩展不确定度

　　根据p=95%, veff=27，查t分布表得:t0.95(27)=2.06，即:kp=2.06扩展不确定度为:U 95=kuc=2.06x0.51mW≈1.05mW

　　U95re1=1.05/10=11%

　　8报告

　　由于医用B型超声诊断仪的输出声功率是在相同条件下独立重复6次测量，测量平均值为3.5mW,因此，医用B型超声诊断仪的输出声功率及其相对扩展不确定度为:

　　Pm=3.5mW; U95rel=11% k=2.06