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3B SCIENTIFIC PHYSICS U10010 Manuel De L'utilisateur

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3B SCIENTIFIC® PHYSICS
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U10010 Ultraschall-Echoskop und Zubehör
Bedienungsanleitung
6/04 ALF
1
2
34 5
bu
bt
bs
br
bq
bp
bo
Sicherheitshinweise
Lesen Sie vor Inbetriebnahme des Ultraschallgerätes
und des Zubehörs die folgenden Hinweise zu Ihrer ei-
genen sowie zur Betriebssicherheit des Gerätes gründ-
lich durch.
Die Öffnungsschlitze am Gerät dienen der Ventilation
und sollten unbedingt freigehalten werden, um einer
Überhitzung des Gerätes vorzubeugen. Es wird emp-
fohlen, die am Gerät vorhandenen Aufstellfüße zu be-
nutzen.
Achten Sie darauf, dass die auf dem Gerät angegebe-
nen Spannungswerte und Absicherungen bei der Strom-
versorgung eingehalten werden.
Versuchen Sie niemals, Gegenstände durch die Öffnun-
gen am Gerät einzuführen, da es zu Kurzschlüssen oder
Stromschlägen kommen kann.
Verwenden Sie zum Anschluss an die Buchsen „PRO-
BE" nur die von der Firma 3B Scientific GmbH mit-
gelieferten Ultraschallwandler. Vorsicht, am Sende-
wandler können Spannungsimpulse bis 300 V anlie-
gen.
Alle Rechte sind der 3B Scientific GmbH vorbehalten. Kein Teil dieses Handbuchs darf in irgendeiner Form ohne die
Genehmigung der 3B Scientific GmbH reproduziert oder verarbeitet, vervielfältigt oder verbreitet werden.
Die 3B Scientific GmbH haftet nicht für Schäden infolge von Fehlgebrauch sowie Reparaturen und Abänderungen,
die von dritter, nicht von der 3B Scientific GmbH autorisierter Seite, vorgenommen werden.
PHYSICS
PHYSICS
PHYSICS
PHYSICS
6
bn
bm
bl
9
1
Einsatzpunkt der LAV
2
Anstiegsteilheit der LAV
3
Breite der LAV
4
Schwellwert der LAV
5
Sendeleistung
6
Empfangsverstärkung
7
Netzteil
8
Netzschalter
9
Empfängereinheit
7
bl
Sondenanschluss im Refexionsmodus
bzw. Empfänger im Transmissionsmodus
bm
Umschalter Reflexions-/ Transmissionsmodus
8
bn
Sondenanschluss Sender im Transmissionsmodus
bo
Sendereinheit
bp
Taktgebereinheit (LAV)
bq
Anschlussbuchsen Oszilloskop
br
Signalausgang A-Scan (NF-Signal)
bs
Signalausgang (HF-Signal)
bt
Signalausgang Triggersignal
bu
Signalausgang LAV-Rampe
Achtung es handelt sich um ein Laborgerät, kein
Medizinprodukt! Die Schallsonden sind nicht an Per-
sonen oder anderen Lebewesen anzuwenden.
Inhaltverzeichnis
1.
Einführung ........................................... 2
2.
Komponenten ....................................... 2
2.1.
U10010 ......................................................... 2
2.2.
Ultraschallwandler ....................................... 2
2.3.
Zubehör ........................................................ 2
Transversalwellen U10020 ............................ 2
2.3.5. Reflexionsplatte U10025 ............................... 3
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Manuels Connexes pour 3B SCIENTIFIC PHYSICS U10010

Sommaire des Matières pour 3B SCIENTIFIC PHYSICS U10010

  • Page 1: Table Des Matières

    3B SCIENTIFIC 3B SCIENTIFIC 3B SCIENTIFIC® PHYSICS PHYSICS PHYSICS PHYSICS 3B SCIENTIFIC 3B SCIENTIFIC PHYSICS ® U10010 Ultraschall-Echoskop und Zubehör Bedienungsanleitung Einsatzpunkt der LAV 6/04 ALF Anstiegsteilheit der LAV Breite der LAV Schwellwert der LAV 34 5 Sendeleistung Empfangsverstärkung Netzteil Netzschalter Empfängereinheit...

  • Page 2: Komponenten

    Darstellung des manuellen 2.1. Bedienelemente Ultraschall-Echoskop U10010 B-Bildes. Zur Untersuchung des Auflösungsvermögens Bei dem Gerät U10010 handelt es sich um ein Ultra- werden sowohl die 1 MHz-Wandler als auch die 4 MHz- schall-A-Bild-Gerät mit einem Ausgang für reinen Im- Wandler benötigt.

  • Page 3: Gerätesatz Longitudinalwellen- Und Transversalwellen U10020

    2.3.2. Gerätesatz Longitudinalwellen- und Transver- salwellen in Kunststoff sowie zur Bestimmung der elas- salwellen U10020 tischen Konstanten, wie Schermodul, Elastizitätsmo- Zur Untersuchung der Ausbreitung von Longitudinal- dul und Poissonzahl von POM. und Transversalwellen (Scherwellen) in Festkörpern sowie zur Bestimmung der elastischen Konstanten 2.3.5.

  • Page 4: Menüfunktionen

    Die Skalierung der Zeitachse (Laufzeitmessung) ist um- die Differenz zwischen dem grünen und roten Marker schaltbar auf Entfernung (Tiefenmessung) [Tasten: angezeigt. Links unten wird der eingestellte Sendepegel „Zeit“/“Tiefe“]. Die zur Berechnung notwendige Anga- und die aktuelle Grundverstärkung angezeigt. Rechts be der Ausbreitungsgeschwindigkeit kann über den unten kann die Amplitude der Empfangsspannung an Menüpunkt Einstellungen vorgenommen werden der Position des Mauszeigers abgelesen werden (Mitte...

  • Page 5: Bestimmung Der Frequenz Des Verwendeten Wandlers

    4.3. Longitudinale Schallgeschwindigkeit in Probenkörpern An Probenkörpern verschiedenen Materials wird eine Ultraschallsonde angekoppelt und in Reflektion die Laufzeit zwischen Aussendung des Impulses und Auf- treffen des an einer Grenzschicht entstehenden Echos gemessen (siehe Abbildung unten). Aus der Kenntnis der Entfernung s zwischen Wandler und Körpergrenze sowie der gemessenen Laufzeit t lässt sich die longitu- dinale Schallgeschwindigkeit c nach...

  • Page 6: Schallschwächung In Flüssigkeiten

    Es sollte in allen Fällen darauf geachtet werden, dass Messungen an Breite und Länge eliminiert sich der die Verstärkungseinstellungen möglichst identisch sind, Gefäßwandeinfluss) und im Programm eingetragen, um reproduzierbare Messergebnisse zu erhalten. können die Entfernungen des Reflektors vom Wandler Daher sollten zwei nicht allzu weit auseinander lie- direkt in der Software (Einstellung Tiefe) abgelesen gende Dicken gewählt werden.

  • Page 7: Laufzeitabhängige Verstärkung (Lav)

    4.7. Laufzeitabhängige Verstärkung (LAV) Die in 4.6 verwendete Platte kann auch dazu genutzt werden, die besonders in der Medizin genutzte Funk- tion der laufzeitabhängigen Verstärkung zu demonst- rieren. Dazu können Anstieg, Schwelle und Einsatz der LAV so variiert werden, dass die einzelnen Echos alle gleich groß...

  • Page 8: Frequenzabhängigkeit Im Auflösungsvermögen

    4.8 Frequenzabhängigkeit im Auflösungsvermögen An zwei nahe beieinander gelegenen kleinen Fehlstel- len eines speziellen Probekörpers (siehe Abschnitt 4.9.) kann das frequenzabhängige Auflösungsvermögen de- monstriert werden. Dazu werden die Fehlstellen mit einer 1 MHz–Sonde und einer 4 MHz-Sonde untersucht und die Trennbarkeit der Fehlstellen im Amplitudensignal ver- glichen.

  • Page 9: Transmissionskoeffizient Und Transversale Schallgeschwindigkeit

    Das M-Modus-Bild entspricht prinzipiell einem s-t-Di- Da die Transmission der Transversalwelle für einen agramm, so dass Bewegungsgeschwindigkeiten aus Durchgangswinkel von 45° durch die Platte am größ- dem Anstieg ermittelt werden können. ten ist, lässt sich aus dem Maximum der transversalen Amplitudenkurve der dazugehörende Einfallswinkel Φ...

  • Page 10: Kombination Von B-Bild Und A-Scan - Werkstoffprüfung

    360°, Teilung 5° POM-Platte: 70 x 45 x 10 mm 5. Technische Details Abmessungen: 104 x 75 x 50 mm 5.1 Ultraschall-Echoskop U10010 5.8. Reflexionsplatte U10025 Frequenzbereich: 1 MHz bis 5 MHz Abmessungen: 80 x 40 x 10 mm Messbetrieb:...
  • Page 11 Components .........12 ing this ultrasonic device and its accessories. 2.1. U10010 Ultrasonic echoscope controls ..12 The slits in the device are for ventilation and must not 2.2. Ultrasonic transducers........ 12 be covered to avoid overheating of the equipment. We 2.2.1.

  • Page 12: Introduction

    2.1. Ultrasonic echoscope controls U10010 tances from the surface of the block. The U10010 echoscope is an ultrasonic A-image de- vice with an output for pure pulse echo operation and 2.3.2. Equipment set for longitudinal and transverse...

  • Page 13: With Protractor Scale

    of time-dependent amplitude measurement with individual echoes analyzed. The result is a shifting of moveable reflector. the median frequency to lower frequencies since the Ultrasound is first passed vertically through a body higher frequency components are more strongly at- under test placed in a trough filled with water. Only tenuated.

  • Page 14: Menu Functions

    The constant updating of the A image can be suspended 3.2. Menu functions (Freeze) by using the "Stop" button and restarted us- File Print Form Prints the window ing the "Start button". When the image is frozen, the (form) to the FFT button becomes active.

  • Page 15: Determining The Frequency Of The Transducer In Use

    4.2. Determining the frequency of the transducer and the edge of the body allows the longitudinal speed in use of sound c to be calculated from the measured time t From the initial echo of the transducer or from a lightly as follows damped reflection, it is possible to determine the dis- tance between two maxima in the high-frequency sig-...

  • Page 16: Attenuation Of Sound In Fluids

    Unfortunately, in most bodies and fluids there is a large scattering component to the attenuation coefficient. Since scattering is dependent on the ratio of the wave- length to the size of the scattering object, this can lead to wide variations in the frequency dependence of the attenuation arising from (4).
  • Page 17 The rise time, threshold and start point of the ampli- fier can all be adjusted so that the individual echoes all appear to be of equal magnitude. The time-depend- ent amplifier thus compensates for the attenuation in the material. Variations in width and point of action can emphasize areas at different depths or even filter certain depths out.

  • Page 18: Frequency Dependence Of Resolution

    4.8 Frequency dependence of resolution The software converts the amplitude scan into a two- Two small discontinuities situated close together in a dimensional brightness display. specially manufactured test body (see section 4.9) can be used to demonstrate the frequency dependence of resolution.
  • Page 19 The M-mode image basically corresponds to a displace- Since the transmission of transverse waves through the ment-time graph, so that the speed of movement can plate is greatest at a transmission angle of 45°, the be determined from the rise time. maximum in the transverse amplitude curve may be used to determine the angle of incidence Φ...

  • Page 20: Combination Of B Image And A Scan - Testing Of Materials

    360°, with 5° divisions 5. Technical details POM plate: 70 x 45 x 10 mm Dimensions: 104 x 75 x 50 mm 5.1 Ultrasonic echoscope U10010 Frequency range: 1 MHz to 5 MHz 5.8. Reflection plate U10025 Measuring mode: can be switched between...
  • Page 21 ® 3B SCIENTIFIC PHYSIK ... going one step further MANUEL DE L’UTILISATEUR 04/04 ALF Echographe ultrasonore U10010 et accessoires...
  • Page 22 Recommandations en matière de sécurité Pour votre sécurité et celle de l’appareil à échographie, veuillez lire attentivement les recommandations suivantes avant la mise en marche de l’appareil et des accessoires. Les grilles situées sur l’appareil servent à sa ventilation. Ne rien placer devant ces dernières de manière à...
  • Page 23 Sommaire Introduction Composants 2.1. Eléments de commande de l’échographe ultrasonore U10010 2.2. Transducteurs ultrasonores 2.2.1. Transducteur ultrasonore 1MHz U10015 2.2.2. Transducteur ultrasonore 4 MHz U10017 2.3. Accessoires 2.3.1. Solide en polyacrylique avec orifices U10027 2.3.2. Jeu de mesure des ondes longitudinales et transverses U10020 2.3.3.

  • Page 24: Introduction

    2 Composants 2.1. Eléments de commande de l’échographe ultrasonore U10010 Le U10010 est un échographe ultrasonore à présentation « A » doté d’une sortie uniquement destinée au mode Echo par impulsions, ainsi que d’une sortie supplémentaire et d’un commutateur pour le fonctionnement de 2 sondes ultrasonores permettant la mesure de la transmission ultrasonore.

  • Page 25: Transducteurs Ultrasonores

    Puissance de départ de l’ATP Pente de l’ATP Amplitude de l’ATP Seuil de l’ATP Puissance d’émission Gain d’amplification Alimentation Interrupteur d’alimentation Unité du récepteur Connexion des sondes en mode Réflexion ou du récepteur en mode Transmission Commutateur mode Réflexion/Transmission Connexion des sondes de l’émetteur en mode Transmission Unité...

  • Page 26: Transducteur Ultrasonore 4 Mhz U10017

    2.2.2. Transducteur ultrasonore 4 MHz U10017 Pour les examens nécessitant une résolution maximale en profondeur avec une faible profondeur de pénétration, disque piézocéramique de 16 mm dans un boîtier métallique scellé, adaptation acoustique à l’eau, un câble de 1 m doté d’une fiche à enclenchement rapide codée par la fréquence.

  • Page 27: Plaque D'aluminium Avec Cadran U10022

    2.3.3. Plaque d’aluminium avec cadran U10022 Accessoire optionnel du jeu de mesure des ondes longitudinales et transverses pour l’étude de l’excitation d’ondes transverses dans les métaux et pour la détermination des constantes élastiques, comme le module de rigidité, le module d’élasticité et le coefficient de Poisson de l’aluminium ;...
  • Page 28 de l’écran montre le signal en présentation A, la position actuelle du marqueur (ligne verticale rouge et verte), la fréquence du transducteur ultrasonore de réception relié et le mode actuel (Réflexion/écho par impulsions ou Transmission/exposition aux ultrasons). Les marqueurs peuvent être positionnés à l’aide de la souris (l’activation de la fonction de décalage entraîne la modification du curseur de la souris).

  • Page 29: Fonctions De Menu

    réglables en cliquant avec la souris sur les touches fléchées au centre de l’écran. La touche "Voll" (entier) permet de désactiver la fonction Zoom. Avec la touche "100"/"200", il est possible de commuter la zone faisant l’objet des mesures (temps de propagation et/ou profondeur maximale) sur 100 µs ou 200 µs. Les touches "A"[présentation A], "HF"...

  • Page 30: Détermination De La Fréquence Du Transducteur Utilisé

    schéma ci-dessous montre une capture d’écran de l’interface logicielle. La partie supérieure montre le signal de mesure, la partie inférieure indique les réglages relatifs à l’ATP. 4.2. Détermination de la fréquence du transducteur utilisé La fonction Zoom permet de déterminer, à partir de l’écho initial du transducteur ou d’une réflexion faiblement atténuée, l’écart temporel entre deux maxima de l’oscillation du signal Haute fréquence.

  • Page 31: Atténuation Sonore Dans Les Échantillons Solides

    Temps Vitesse Matériau écoulé ∆t Taille ∆s acoustique ∆c longitudinale [µs] [µs] [mm] [m/s] [m/s] Polyacryli Barre 1 84,1 112,9 2685 Barre 2 112,5 0,6 151,0 2684 Longueur du bloc 111,3 0,4 150,0 2695 Largeur 30,3 40,2 2653 Hauteur 59,4 79,8 2687 Valeur de la...

  • Page 32: Atténuation Sonore Dans Les Liquides

    Dans l’équation ci-dessus, A correspond à l’amplitude définie pour l’échantillon de taille x et A à celle de l’échantillon de taille x . Le facteur 1/2 dans la formule (3) provient du dédoublement de la voie empruntée par le son en mode Echo par impulsions et disparaît en mode Transmission (émetteur et récepteur séparés).

  • Page 33: Atténuation Liée À La Fréquence

    L’utilisation d’un programme externe permet d’obtenir le coefficient d’atténuation α à l’aide du fit d’une fonction exponentielle d’après l’équation (3) au niveau de la courbe de mesure ou de le simplifier grâce à un fit linéaire si l’on applique la fonction (3) à (6) : α...

  • Page 34: Amplification Liée Au Temps De Propagation

    Etant donné qu’une série d’échos multiples se forme dans le cas de surfaces planes et d’un transducteur disposé sur un plan, les fréquences des différentes impulsions de l’écho peuvent être étudiées à l’aide de la TFR intégrée au programme. Le schéma ci-dessous propose le signal de mesure enregistré...

  • Page 35: Influence De La Fréquence Sur La Résolution

    départ de l'ATP de telle sorte que les différents échos soient tous du même ordre de grandeur. L'ATP permet alors de compenser l’atténuation s’opérant dans le matériau. En outre, diverses zones situées plus profondément sont rehaussées, d’autres étouffées, en faisant varier l’amplitude et la puissance de départ. Le schéma ci- dessous propose un exemple.

  • Page 36: Présentation B Produite Manuellement

    Les lacunes sont explorées à l’aide d’une sonde de 1 MHz et d’une sonde de 4 MHz, et la séparabilité des lacunes est comparée dans le signal d’amplitude. Les schémas suivants présentent les signaux d’amplitude des deux mesures, le schéma du haut proposant la mesure effectuée avec la sonde de 1 MHz et le schéma du bas la mesure opérée à...

  • Page 37: Mode Temps/Mouvement (Mode M)

    ombres acoustiques). 4.10. Mode Temps/Mouvement (Mode M) Dans ce qu’on appelle le Mode M, les reflets ultrasonores peuvent être représentés sur des couches-limites en mouvement. Ce mode est par exemple utilisé pour des échocardiographies pour l’examen des valvules. Le mouvement des valvules peut être simulé...
  • Page 38 Etant donné que l’onde acoustique transverse est issue d’un cisaillement et que sa vitesse est inférieure à celle de l’onde longitudinale, on obtient les résultats suivants (dans le cas du polyacrylique) : Angle d’incidence 0 : uniquement pic de l’onde acoustique longitudinale avec réflexions multiples potentielles Angle réduit (<=10°) : les réflexions multiples disparaissent, l’amplitude diminue Angle entre 10 et 30°...

  • Page 39: Combinaison Des Présentations B Et Scan A - Vérification Des Matériaux

    1450 m/s. Avec un degré de résolution plus élevé pour l’angle, il serait certainement possible de parvenir à une précision supérieure. La distinction "amplitude longitudinale" et "amplitude transverse" est possible en raison de la différence de temps de propagation résultant des vitesses acoustiques fortement dissemblables.

  • Page 40: Caractéristiques Techniques

    Scan A de deux côtés, les coordonnées exactes des lacunes sont communiquées et enregistrées. 5. Caractéristiques techniques 5.1 Echographe à ultrasons U10010 Domaine de fréquences : 1 MHz à 5 MHz Mode de mesure : commutable entre Echo par impulsions et Transmission Signal d’émission :...

  • Page 41: Plaque Réflectrice U10025

    Cadran : 360°, gradué tous les 5° Plaque POM : 70 x 45 x 10 mm Dimensions : 104 x 75 x 50 mm 5.8. Plaque réflectrice U10025 Dimensions : 80 x 40 x 10 mm 5.9. Jeu de trois cylindres U10026 40 mm x 40 mm ∅...

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