GB／T 7966-2022标准规范下载简介

GB／T 7966-2022 声学 超声功率测量 辐射力天平法及其要求.pdf

5=2入 /h;2 此处只是一个形式表述，并不一定与近场长度相关： h=2/(1/b十+1/b，）—换能器尺寸一半的调和平均值； ha=(b2+b,²)1/2 一换能器对角线长度的一半。 即使依据上述公式得到的r小于1.5hd，依照预防措施和根据5.3，也决不可以把r的值减 .5ha以下。

5.3.3圆形聚焦换能器

对于圆形聚焦换能器，圆形吸收靶半径最小值的评估过程（参见[15)与A.5.3.1*的过程不同。 其准则同样是辐射力应不小于无限大的靶所得辐射力的98%。需要用到第4章*声明的变量α、d、k、 z和，此处d和可理解为从换能器有效部分边缘所在平面测得的值。 注1：对具有球形曲面的换能器，焦距和靶距离从“碗底”算起，此处所用的d和z需从焦距和靶距离减去“碗”的深 度求得。 评估在z/d=0和z/d=2的距离范围内是有效的。在四种~/d的情况下，靶半径对换能器半径 的归一化值r/a如下：

z/d=0时 z/d=0.5时 z/d=1时 z/d=2时

[重庆]酒店精装修工程施工组织设计(2011年)A.5.4天平/测力系统

所需要天平的类型非常依赖于被测超声功率的大小。10mW的功率值等效于6.7μN的辐射力 （吸收靶置于水*），对应于0.68mg的等效质量，10W功率值等效于6.7mN辐射力，对应于0.68g的 等效质量。在mW级功率测量*，具有自动补偿功能的电子微量天平是最合适的仪器，而在W级功率 测量*，合适的电子天平或纯粹的机械式实验室天平[16]也可以使用。不管在哪种情形下，对靶相对普

止位置的位移进行补偿是很重要的。 如果天平/测力装置是通过已知质量的小码校准或者其他方法校准，天平/测力装置的测量读数 以质量的单位给出，则用该质量读数乘以重力加速度g转换成力；如果测量结果用毫克或克给出，则乘 以g分别得到微牛顿力或毫牛顿力。依据附录B给出的公式将力转换成超声功率时，声速的单位是米 每秒（以23℃的纯水为例，声速c=1491m/s），然后算出以微瓦或毫瓦为单位的功率值。

需要确保无论是靶还是测量装置的任何其他部位均不产生明显的超声反射，或产生的反射波不会 返回到超声换能器上并对其产生作用。否则，测量所得的超声功率通常将不等于所期望的自由场*的 功率值。 如果使用反射靶，则来自水槽壁的反射就显得尤为重要。反射对功率测量值的影响取决于水槽的 几何尺寸。如果水槽的横截面是圆形的，所有的反射波都可能返回到靶上（再经过反射靶传到换能器）。 在这种情况下，5.5*1%的规定将进一步要求具有内衬的水槽壁的能量反射率≤1%。 当系统的水槽直接放在天平托盘上时（见图F.4的测量装置），宜将水槽置于托盘*心。

A.5.6靶的支撑结构

如果用穿过液面的丝线将靶悬挂在液体*，则丝线的直径宜尽可能细，以减小由丝线的不完全浸润 或者灰尘颗粒引起的测量误差。换能器放置在靶的上方（辐射力向下）时，可能需要几根悬吊丝，如 图F.5所示，此时细悬丝的使用尤为重要。 注1：可以使用直径为60μm或80μm的铂金属丝。 注2：依据7.2及A.7.2，将靶悬挂在水*，利用已知质量的码校准测量系统，可以检查悬吊丝对测量结果的影响。 在使用图F.4所示的装置时需要格外注意，此时换能器外表面将产生*扰的表面张力，为保持测量 水表面的稳定，宜延迟一段时间再开始测量。

A.5.7换能器的安装

可能*及的冲流有两种，一种是热传递型，如超声换能器工作*的加热作用，另一种是与超声衰减 有关的声流，故主要出现于高频频段。 如果沿声程（长声程和/或高频率[17）上的超声吸收比较显著，将产生声冲流。声冲流的影响可以 通过下述办法进行补偿： a）修正辐射力的结果； b）使用防冲流膜； c）改变靶的距离推算零距离时的辐射力值。 若使用防冲流膜，厚度应尽可能地小，以保证其良好的声传播特性，这方面在高频时需予以重点 考虑。

A.5.9换能器的耦合

点对超声波束垂直向上的高灵敏度精密天平时尤其重要[18,19]（图F.1)。在高谐振超声换能器的测量 *，消除由附加耦合膜引起的阻抗变化是相当重要的。

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参考文献L20」*给出了采用耦合膜时便于测量的装置的详细技术说明。只要防冲流膜能够按 为要求适当地安装并且它的传输系数被单独确定，则该装置就能很好地完成大多数宽带换能器的 创量。

利用已知质量的小码进行校准以检查天平本身。利用参考超声换能器进行校准以检查包含 内的整个测量系统。

A.6.1靶的横向位置

百圆罐形反射靶在超声波束作用下 的现象，这一点需给予特别注意。靶可能移动 到声强较低的区域，作用于靶上波束的人射角度也可能发生改变。

A.6.2换能器与靶的距离

在声传播路径上超声吸收会引起声冲流，鉴于这一事实，超声换能器表面与靶或膜（若使用)与靶之 间的距离宜尽可能小。 注：最小距离可能会受换能器或靶的形状或方向限制，或者会受考温升或声反射等影响因素时引入的限制。 务必将吸收靶尽可能地靠近超声换能器安放，以避免任何*及发散声场结构的问题。 对于凹形圆锥反射靶，应避免反射波对超声换能器产生任何作用。因此，这类靶应放置在能够避免 这种影响的距离之外[21]，这个最小的距离取决于每个换能器和靶的具体情况，因此需要单独评估。 另一方面，凸形反射靶的顶部可以与超声换能器的表面相接触布置，但是这并不意味着靶覆盖超声 换能器辐射的整个半空间。即使（在发散场结构的情况下）几乎整个声场都到达了凸形圆锥，这种情况 还是可能会在入射角不同于平面波公式假设的条件下发生，并可能导致实际辐射力的减少。如果对所 讨论的超声换能器的声场是否充分准直有任何怀疑（这种情况主要在低ka值时出现，也意味着在低频 或小直径超声换能器时出现），则应改变换能器与靶之间的距离并进行重复测量。如果辐射力随距离增 加而减少超过了因超声衰减而引起的减少，表明靶的尺寸或靶的类型不合适。 用吸收靶进行大功率测量时，换能器与靶之间的距离不宜太小。因被吸收的超声会使吸收靶生热，

为了避免空化，规定输出功率超过1W时使用除气水。在输出功率更小时，精密测量最好也使用 除气水。但在许多情况下，如果能小心防止换能器或靶表面产生气泡，也可选用未经除气的蒸馏水。 注1：水*溶氧量随时间增加，见附录D和IEC/TR62781。增加的速度与水槽的尺寸及对水的扰动有关。 注2：IEC/TR62781*介绍了利用添加剂抑制空化的方法。 注3：如果所用的水*含气量已达饱和，测量过程*水温升高将产生气泡。这是因为气体溶解度随着温度的升高而 降低。

放人水槽后，擦去超声换能器表面、靶及膜（若使用的话）表面的气泡（注意不要损坏表面）。测 前，将上述部件浸泡在除气水*，有助于改善与水的接触。某些材料可能需要浸泡几个小时以达到 接触。 注：将吸收靶与水一起除气，可以防止吸声材料可能的浸润不佳。前提是材料在真空*不会被损坏

放人水槽后，擦去超声换能器表面、靶及膜（若使用的话）表面的气泡（注意不要损坏表面）。测量 前，将上述部件浸泡在除气水*，有助于改善与水的接触。某些材料可能需要浸泡几个小时以达到充 接触。 注：将吸收靶与水一起除气，可以防止吸声材料可能的浸润不佳。前提是材料在真空*不会被损坏

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尽可能地密闭测量水槽以减少由于液体表面蒸发而带来的冷却效应而导致的测量液体的热对流。 如图F.4所示的测量装置，将测量水槽密闭起来是很难或几乎不可能的，因而需要对因液体表面蒸 发而导致的天平读数漂移进行修正。 应该对所用测量液体（水）的温度进行测定。因为计算功率时所用的水*声速值取决于水的温度 见A.7.10)。 注：在天平读数*很容易观察到环境振动及空气流动的影响。

对于反射靶，热漂移在某些情况下对测量结果可能产生影响，虽然程度不会很大。 图F.4所示的天平结构大大降低了靶浮力变化的影响。但即使如此，还是建议记录天平读 间的变化。

A.7.2包括悬吊靶的天平系统

本项要求将确保自动计人穿过水表面的悬吊丝的影响。 .7.3天平系统的线性度和分辨力

A.7.4超声换能器开启瞬间的推算

严格说来，需要知道从靶发散到各个方向上的无用声波携带的动量，以评估靶的缺陷对辐射力天平 测量准确度的影响。因为实际上无法得知，下面所述的简化平面波近似足以满足要求。在平面波假设 *，超声辐射压等于总的声能密度。透过吸收靶向前传播的声波[例如图F.1a)所示的装置导致辐射 力的减少，减少幅度由透过的能量密度决定，即由靶后面存在的能量密度决定。利用该靶作为障碍物， 并在原来的靶后面立即放置另一附加靶，测得相应的辐射力，便可得出靶对辐射力减小的影响幅度。需 特别注意，在如图F.1a)所示的测量装置*，透射波在水表面的反射使得辐射力测量值双倍减少。 吸收靶产生的反射波或背向散射波导致辐射力增大，该增量取决于反射波的能量密度。对平面吸 收靶，该影响可以通过对理想反射体的脉冲回波信号的对比评估。但是，对具有表面结构的靶，这种测 量所确定的仅是空间相*的分量，并不表示反射的总能量。在这种情况下，反射能量的评估可以在反射 声场*利用水听器扫描和对声压平方的积分获得。除此之外还可以利用吸收靶特性的其他信息给出反 射能力的上限值（即一个等效平面靶的反射率）。靶的反射作用除增大测得的辐射力之外，还会反作用 于超声换能器，改变其输出特性8，将靶略微倾斜或使用更好的靶可以减小这种**效应。如果发生* *，将引起辐射力的振荡，改变频率或改变靶与超声换能器之间的距离可以观察到这种振荡[8]。任何残 余王*引起的不确定度可由振荡幅度予以评估。

注：吸收靶的反射或背向散射特性可能与人射角度有关，这在斜波束（扫描）情况下尤为重要。可使用一个准直性 良好的换能器检查人射角，具体方法为，将换能器与测力装置放在一条直线上，之后使吸收靶（而不是换能器和 天平)倾斜。为保证靶能够完全接收全部波束，即使在倾斜位置倾斜角度也不能太高。对理想吸收靶，结果与 倾角无关。 对反射靶的情况，前面对传输声波及其影响的讨论同样有效。然而，反射波可能同时来自靶和侧向 吸声材料[参照图F.1b)、图F.2和图F.6]，因而需要更周到的考虑。 总之，准确度最可靠的评估可以借助不同类型靶的比对测量实现。靶的声学特性随频率变化而显 著变化，因此任何不确定度的评估都应针对每一感兴趣的频率单独进行。在频率低于2MHz时，很难 设计出声学性能良好的靶。 为了减少相*反射波的影响，建议进行两次测量然后取平均值，两次测量时靶的位置间隔为传声液 体（水）*声波波长的1/4

A.7.6反射靶的几何尺寸

正如B.2所讨论的，锥形反射靶的圆锥角会影响测量结果。具体而言，标称角度为45°的凸圆 射靶的圆锥半角在45°士1°范围内，产生的功率不确定度为3.5%。标称角度为63°的凹圆锥形反 为圆锥半角在63°士1°范围内（就是说6=27°，符号定义见B.2），产生的声功率测量不确定度为1.8） 注：附录E给出了在发散声场的情况下，靶尺寸所产生影响的其他资料

A.7.7反射靶测量情况下的侧向吸声体

在图F.1b)、图F.2、图F.5b)和图F.6所示的装置*，侧向吸声材料的缺陷将使反射波返回至靶表 面，导致测得的辐射力数值增大。反射波能量密度与所处非相*的状况有关，此外，还可能出现**效 应（见A.7.5）。

如果超声换能器和测力装置之间是对**线的，但靶的角度不正确，便要考虑靶未对准的影响。 按照B.2*所给出的公式，作用于全吸收靶上的辐射力对靶的倾斜是不敏感的，但在反射靶的情况 下，测量结果取决于靶的正确朝向。例如，对于45°的平面反射靶，其角度的不确定度为士1°时，将带来 3.5%的声功率测量不确定度。圆锥形反射靶的偏心度所产生的影响不能以通用公式的形式给出，但一 情况下，影响比平面反射靶要小得多，尤其当靶与波束*心对*时。对于与45°锥形反射靶对*的圆 柱对称波束，其角度未对*的灵敏度将会进一步地降低。 凹形圆锥反射靶的优点是能够随悬吊

.7.9超声换能器未对准

若靶和力测量装置相互之间是*线的，但超声换能器定向或位置不正确，此时需考超声换能器未 对*对测量结果不确定度的影响。 在使用足够大尺寸的全吸收靶时，表观辐射力与未对准偏差角的余弦成正比。使用45°凸锥形反 射靶时，若假定有士3mm位置偏差及士3°的角度偏离误差[22]，这种偏差用肉眼对*是可能的，则最大 可能产生3%的测量不确定度。 如果进行重复测量并在每次测量前将换能器从测量系统*移开后重新安装，不确定度评估需包括 对超声换能器未对准带来的随机误差的检查。另外，也可能存在换能器未对准的系统性误差。

由于水*的声速取决于水温L23，1C的温度测量不确定度将导致0.2%的声功率测量不确定度。

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当测量声功率大于1W时，可能引起明显的温升，应考虑实际温升的影响

A.7.11超声衰减和声冲流

A.7.13有限的靶尺寸

A.5.3*，给出了基于误差2%准则的最小靶尺寸的计算公式。如果实际靶的宽度比A.5.3规定 50%以上，则可以认为其引人的不确定度分量仅为1%或更低[14]。但是建议根据A.6.2检查靶 辐射力的影响，使衰减和声冲流的影响在可接受的范围内（见7.11）。 严格地讲，该公式适用于吸收靶。在A.5.3和附录E*给出了用于凸圆锥形反射靶的限制条件。

A.7.14平面波假设

如果声场具有发散或者聚焦特性，则B.2*的平面波公式就不再严格有效。B.5和B.6*给出了在 使用吸收靶时因偏离平面波声场计算公式产生的误差值的理论估算[29,30]，对发散声场*使用凸圆锥形 反射靶的讨论见E.2

A.7.15扫描的影响

由于环境振动、空气流动或温度变 可通过重复测量检查。理想情况 在不同的日期进行四组测量，且每组测 重复四次以上

A.7.17激励电压测量

通常情况下，若电压保持为常量，施加到超声换能器上的激励电压测量的不确定度与输出功率测量 无关。然而，如果是在不同的实验室对同一超声换能器进行输出功率测量（比如以相互间比对为目的）， 则应考虑激励电压幅度可能存在差异的问题。由于输出功率正比于激励电压的平方，此时也就得到了 福射导G，在对G值总的不确定度进行评定时，其电压的不确定度分量应按双倍计算。 注：如果考虑激励电压，它就是在超声换能器的输人端上直接测量的值。 建议每一输出功率测量期间都要测量并记录激励电压，用所施加的激励电压值建立一个要求的功 率标准或计算辐射导。这一参数也能用来检查各种换能器的稳定性

A.7.18超声换能器温度

比较在不同的时间或地点的测量结果时，输出功率随着换能器温度的变化可能很重要。环境变化 或超声换能器内部的热耗散都能造成温度的变化，有时这种变化非常显著（比如每度5%），尤其对多层 阻抗匹配换能器。 换能器温度的升高会产生热对流，可能影响天平的读数。 这些影响可以通过观察换能器在激励后其辐射力随时间的变化函数评定

可能存在的非线性有如下几个方面： a)1 包括悬吊靶在内的天平系统的线性度可以借助于用已知质量的码或已知特性的超声换能器 (7.2)的校准来检查，校准时靶与换能器之间的距离需小于10mm。 b)1 依据6.3和6.4，需要对水除气并要求没有任何气泡。在超声场中如果有气泡或存在空化，测 量的功率值肯定是不准确的。对这些误差源也没有一般性的评估。 更多有关水的除气及空化方面的信息可以参考附录D。 c） 超声衰减和声冲流可能涉及非线性。如果靶和超声换能器间的距离或靶在距离变化试验中的 最小值小于10mm，则应满足A.7.11的要求。若大于或等于10mm，由于非线性造成的附加 不确定度很有可能产生，但这里无法按通用的估计方式分析。 这种效应似乎可以利用已知输出功率的标准换能器进行检验，然而值得注意的是，超声衰减和 声冲流中的非线性可能取决于瞬间的波形或者声压峰值，由于标准换能器的波形与测量的超 声换能器波形可能不同，因此获得的测量结果并不是完全可信的。 除了上面a)、b)和c)提及的非线性效应之外，从理论上讲功率和辐射力的关系可能是非线性 的，且与B.2和B.5中表征线性关系的二阶方程有所差异。然而，在目前的诊断仪和治疗仪等 超声设备所产生的输出功率范围内，既然还没有得到相反的证据，可以认为声辐射力与超声输 出功率之间主要是线性关系。B.2及B.5给出的公式中非线性偏差的影响与其他不确定度分 量比较可以忽略不计31]

A.7.20重力加速度

本文件所推荐的辐射力测量在开放容器条件（朗之方条件）下实施的，即被辐照的流体与周围媒质 相连接，它承受环境压力。

在这样的条件下，对小振幅的平面超声波，两种媒质分界面上的辐射压等于两表面的声能密度差。 这样便得到下列公式，建立了沿人射波传播方向作用在靶上的辐射力分量F和超声换能器的声输出功 率P之间的关系。 对全吸收靶，

P=cF B.1 P=cF/(2 cos0) (B.2

式中： C一传声流体（水）中的声速； 9一一入射波的传播方向与反射面法线间的角度。 注：上述人射声波传播方向需从广义而不是局部的角度去理解，如可理解为声场轴线的方向

.3.1式（B.1)和式(B.2)的成立包含以下两个假设。 .3.2靶的尺寸足够大，能够覆盖超声波束的整个横截面，即打到靶外的声功率量值与总的声功 出可以忽略不计。

B.3.1式（B.1)）和式（B.2）的成立包含以下两个假设。 B.3.2靶的尺寸足够大，能够覆盖超声波束的整个横截面，即打到靶外的声功率量值与总的声功率相 比可以忽略不计。 B.3.3在声传播媒质中不存在超声吸收。如果有吸收存在，则上面公式中的符号P则表示靶位置处的 声功率。为将其转化成超声换能器处的输出声功率，应乘以exp(2αz），2是靶与超声换能器间的距离， α是平面波的幅度衰减系数。在兆赫级频率范围内α的值与f²成正比且由式(B.3)给出，例如在23℃ 的纯水中：

=2.3X10*MHz²cm²1 .......

f超声频率，单位为兆赫（MHz)（参考[38]，可以进行内插值计算）。 α值与²成正比的前提条件是，不存在因声波振幅失真而产生的附加衰减，也不存在由声冲流在 靶上引起的附加作用力（假设使用了防声冲流膜）。

B.4非聚焦声场的限制

B.4.1上述公式是基于平面波假设得出的，而超声换能器甚至是非聚焦换能器的声场结构通常与平面 波不同，这主要是由衍射引起的。但对非聚焦换能器仍推荐使用上述公式，有下述两个理由。 B.4.2在试验方面，一般至少在百分之几的测量准确度内，从未发现上述公式不适用于具有足够高ka 或h值的平面活塞超声换能器

B.4.3在理论方面[39)，也可参见式（E.2).已发

B.4.3在理论方面L39]，也可参见式（E.2)，已发现在圆形平面活塞源的条件下，只要它的ka数值足

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大，则平面波的结果是近似成立的（k=2元/入是声传播流体中的波数，α是超声换能器的半径，该理论 研究局限于使用吸收靶的场合）。例如，如果ka≥35（通常超声换能器满足的条件），一致性相当于2% （对于连续波激励）。主要在小的kα范围内，认为上述公式可能有错误（该影响的修正见附录E)。 类似考虑适用于矩形平面活塞源的情况[27。假设kh的值足够大，平面波结果是近似有效的（h 是换能器半边的调和平均值）。如果kh≥36，一致性相当于2%（对于连续波激励）。在小的kh范围 内，可能需要修正（见附录E）。

B.5聚焦声场中的吸收靶

B.5.1已经有理论根据L26.27]表明，平面波公式对聚焦超声换能器并不完全适用。假设换能器是理想 聚焦的且法向速度的幅度不变，液体中无能量损失，靶是全吸收的且侧面尺寸足够覆盖整个声场，波束 边缘的衍射效应可忽略。这时吸收靶的两个辐射力表达式分别做修改。 对圆形换能器，

P=2cF/(1+cos)

P/(cF)=1.049

P/(cF)=1.063

由于边角产生的声场比圆形更间轴线倾斜，β，一β，的矩形情况比与之对应的具有 圆形情况需要更大的修正，当β与β，不相等时上述不成立（见下面的示例）。 βB=25B,=15°或β,=15B,=25°的矩形聚焦换能器，由式(B.5)得到：

sinβ，cos.)或β，的类似形式，分母中的角度用弧度值表示。 β=25°，β,=0°或β=0°，β=25°的矩形换能器，由式（B.5)得到 P/(cF)=1.032

B.6聚焦场中的反射靶

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注1：上面公式中的角以弧度为单位。 注2：若9=一45°，在值与d=32a相对应时，根据式(B.6)，P/(cF）的值为0.98[即式(B.2)与式(B.6)相差2%]， 这是5.2.3中相应推荐的基础。 需要注意的是，上述表达式适用于焦点前面的区域，当圆锥顶点通过焦点移动时，上式经历了一个 满足赫维赛德阶跃函数的过程。 上述公式是基于一个不完善的模型得出的，因此，它是一个近似公式。这里忽略衍射的影响，忽略 雷射线彼此不平行时出现的质点速度中的虚数部分。与直线传播的局部偏离（例如由于衍射）可能会导 致辐射力的增加或减少。然而，在吸收靶的情况下，衍射通常趋向于减少辐射力。 注3：然而，有试验和计算的证据[40]支持由简单声射线模型与式(B.6)所表明的总体趋势。当换能器与圆锥顶之间 的距离大于20mm，且小于焦距值减10mm时，6=一45°的凸圆锥形反射靶的特定试验条件下，式(B.6)是近 似成立的。距离小于20mm，引起换能器与圆锥体间的明显反射，使得所测量的力增加，在距离很小的情况 下测量所得的力往往能增加到2倍。对于大于焦距值减去10mm的距离，测得的力值从式（B,6)所得的聚焦 前值逐渐地减少到较小的聚焦后值。 注4：有试验证明[41]，至少在高功率级下[高强度治疗超声（HITU)]，聚焦声场中的圆锥形反射靶比吸收靶的不确 定度有所增大。 注5：矩形聚焦声场中，没有圆锥形房

B.7斜入射场或扫描场中的吸收靶

B.2～B.6中的所有公式，都应满足B.2！ 备的方向共线这一条件。 定的夹角中，天平所测的辐射力将与共线 的情况不同。下面以吸收靶为例对此做出了解释，同时描述了在两种不同情况下如何修正所测的辐射 力。利用修正辐射力计算功率的剩余步骤依赖于波束特性，将于本文件中其他条进行说明。

令Fε=F（）为由天平测得的斜波束施加到吸收靶上的辐射力，FA=F（山=O)为同一波束共线人

射时的辐射力；它们的关系如下[42]：

上式成立的前提是A和B情况下的波束本身是相等的，尤其是幅度、时域波形（占空比）、焦点参数 等。若倾斜角Φ已知，可用式(B.7)修正斜入射时的辐射力FB，并通过乘以1/cost将其转换为共线条 件下的辐射力FA。之后，修正的辐射力F^用于获得与B.2～B.5或附录E中公式一致的超声功率P。

目前比较了两个固定波束A和B。一台诊断设备的扫描模式下，系统将产生多个波束，比如n个 波束，对应n个倾角。假设a)不考虑方向，所有波束及其功率输出均相等，b)系统切换到下一个波束 前，各波束具有相同的时间间隔，c)此时间间隔远小于辐射力天平的反应时间，因此天平能够测量辐射 力的时间平均值为F。若F^是由一直在前向（=0)发射的同一固定波束产生的辐射力，则：

在很多等间距的点上进行，可认为是到的

F=FA cos cOS= cost

cospdp sin2sing cOSb= （B.10) 2—01 dy

cospdp sing2—sing coSt= 42—01 dy

告扫描是从三二到三。的对称方式，则：

singo cost sinco ·( B.11 bo

注：式(B.10)或式(B.11)分母中出现的角度需使用弧度值。 将扫描模式中的辐射力F乘以1/cos转换为永久共线条件下的等效辐射力FA，修正后的辐射力 F^用于获得与B.2B.5或附录E中公式一致的超声功率P。 为使所有波束的测量条件可比，靶的尺寸需足够大，见5.3，且吸收靶的声学特性需与人射角度 无关。 如果所有波束的波束特性和测量环境不同，应在计算平均值cos山时引入合适的加权值，但此处无 法给出通用的建议。 下面给出上面公式的一个实例。假设一个波束在一30°到30°范围内进行拟连续扫描，则由 式(B.11)可得FA/F=1.047。FA如何转换为超声功率取决于波束的其他特性，即衍射和聚焦。若假设 波束本身的焦（半）角β=β，=25°（见B.5.2)，在不考虑类似于B.4和附录E中衍射效应[26，27]的情况下 见B.5.1的注）,应将B.5和B.7中的两个修正参数相乘得到本例中的P./F=1.113

当使用横截面尺寸接近无限大的吸收靶时，有 波的值有所减小，即： a）E.1.1和E.1.2中提到的衍射的影响； b）B.5中提到的聚焦的影响； B.7中提到的扫描的影响。当所用靶的横截面尺寸较小时，测得的辐射力可能会进一步减小 见A.5.3.1、A.5.3.2和A.5.3.3。实践中，可能同时存在上述几种影响，均需予以考虑和修正。

已证实超声功率测量显著地受 质中已存在的气体或蒸汽的微气泡生长、振荡和崩溃的过程。超声功率测量期间，气泡将散射换能器所 发射的超声波，引起实际功率的不稳定和被低估。因此，需要知道在声功率测量期间何时会出现空化， 并且规定合适的媒质，使得在这种媒质中空化的影响最小。 参考文献[29]中描述了探测空化开始的测量方法。尤其，惯性空化的开始通常由基波工作频率的 饮谐波出现来表征。使用针状水听器获得声谱的实例介绍见参考文献L29」。 参考文献[30］和IEC/TR62781列出了为水除气可能采用的方法。 这里推荐使用的除气水，溶氧浓度的测量会给出关于水中溶解气体数量的足够信息

E.1修正与不确定度（入射到吸收靶的发散声场

E.1.1圆形发射换能器

附录E （资料性） 发散超声波束的辐射力测量

通常所使用的测量辐射力F及计算超声功率的方法是基于平面波假设的。参考文献[26]中给出 的更实际的声场模式被作为欧洲协作项目的一部分加以研究，在其研究报告的附录B中有详细阐 述[29]。一般认为，真实的圆形非聚焦声场的结构，可能介于平面波结构和圆形平面活塞结构之间。在 横截面尺寸无限大的全吸收靶的条件下，相关公式如下： 对平面波

住宅楼室内天燃气管道安装施工组织设计对圆形平面活塞声源：

=fct(ka)=1+ 0.6531 1.407 F ka 1+ (ka)2/3

图E.1还给出了一条连续的线。 这条曲线仅适用于活塞声源。对其他幅度分布，特别对于在其边缘带有幅度遮挡（旁瓣抑制）的换 能器，可预期它的曲线位于P/（cF)=1(平面波）和活塞源曲线之间的某处

室内装饰施工工艺标准GB/T7966—2022/IEC61161.2013

活塞源（振荡曲线）的P/(cF）随ka的变化曲

计算结果证实了上述预期，如图E.2所示。考虑到一种伪梯形的分布，并假定振动幅度随着向换能 器边缘的减小量不是呈现如参考文献[26]中描述的线性关系，但是该减小量根据下列公式以二次形式 给出：