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及輸送設(shè)備類型A冶金散料輸送的特點:(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:（1）結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，維修方便，可實現(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：結(jié)構(gòu)簡單，機(jī)體緊湊，安裝、維修方便，設(shè)備造價相對較低；可實現(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)運送物料的運輸設(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)的缺點是維護(hù)費用高，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)的特點優(yōu)點：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：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：輸送量大，動力消耗少，連續(xù)運轉(zhuǎn)，工作平穩(wěn)，輸送距離大。帶式輸送機(jī)的特點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。特點：1、適用于將幾處的物料送往一個卸料點。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。特點：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：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：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：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點的極限氣體操作速度，稱為顆粒的沉積速度u沉。在B點，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動，結(jié)果小顆粒將撞擊大顆粒使其運動速度加速，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。·氣力輸送總壓力損失：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，所以雙管式濃相輸送技術(shù)比單管交濃相輸送技術(shù)運行性能更優(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(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：(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)獨立完成粉體輸送，無機(jī)械運動：

(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、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：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：設(shè)備重量大，占地空間大，投資大，維修工作量大，能耗大，運輸費用高。C

槽式往復(fù)給料機(jī)優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，投資小，維護(hù)、運行費用低，物料適應(yīng)范圍廣，塊狀、粉狀、高溫物料均可輸。缺點：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：結(jié)構(gòu)簡單，堅固耐用，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：投資費用較高，物料與槽盤易粘結(jié)。E螺旋給料機(jī)優(yōu)點是：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：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：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：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：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：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，維修費用較大。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？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

.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間）脈沖回波法最早較早是應(yīng)用于雷達(dá)和聲納?；夭〞r間t、探測距離L的關(guān)系，c為聲速7/5/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義747/5/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義757/5/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義76超聲回醫(yī)學(xué)波超聲儀器法原理講示義

意圖7/5/202377儀器基本框圖發(fā)射通道：時鐘電路（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）、7/5檢/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）78Part

.022醫(yī)學(xué)超聲設(shè)備的分類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)定點發(fā)射獲得回波所在的位置可測得人體臟器的厚度、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，7/5還/2023

可在一定程度上對病醫(yī)學(xué)超聲灶儀器原進(jìn)理講義行定性分析。807/5/2023醫(yī)學(xué)超聲儀器原理講義81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

的識圖經(jīng)驗關(guān)系很大，因此其應(yīng)用價值已

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動臟器，如心臟的探查。由于其顯示的影像是由運動回波信號對顯示器掃描線實行輝度調(diào)制，并按時間順序展開而獲得一維空間多點運動時序（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形式在顯示器垂直掃描線上顯示出來，隨著臟器的運動，垂直掃描線上的各點將發(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是實現(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)，對于運動臟器，還可實現(xiàn)實時動態(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?？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的分辨力。縱向分辨力與發(fā)射超聲頻率有關(guān)，因為聲波的縱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?。?，橫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