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IEC 61828
Edition 2.0 2020-12
INTERNATIONAL
STANDARD
NORME
INTERNATIONALE
colour
inside
Ultrasonics – Transducers – Definitions and measurement methods
regarding focsusing for the transmitted fields
Ultrasons – Transducteurs – Définitions et méthodes de mesure
pour la focalisation des champs transmis
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IEC 61828
Edition 2.0 2020-12
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INTERNATIONALE
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Ultrasonics – Transducers – Definitions and measurement methods
regarding focsusing for the transmitted fields
Ultrasons – Transducteurs – Définitions et méthodes de mesure
pour la focalisation des champs transmis
INTERNATIONAL
ELECTROTECHNICAL
COMMISSION
COMMISSION
ELECTROTECHNIQUE
INTERNATIONALE
ICS 17.140.50 ISBN 978-2-8322-9019-4
– 2 – IEC 61828:2020 © IEC 2020
CONTENTS
FOREWORD . 6
INTRODUCTION . 8
1 Scope . 9
2 Normative references . 9
3 Terms and definitions . 10
4 Symbols . 41
5 Independent measurement of total acoustic output power . 44
6 Acoustic field measurement: equipment . 44
6.1 Hydrophone . 44
6.1.1 General . 44
6.1.2 Sensitivity of a hydrophone . 44
6.1.3 Directional response of a hydrophone . 45
6.1.4 Effective hydrophone radius . 45
6.1.5 Choice of the size of a hydrophone active element . 45
6.1.6 Hydrophone pressure limits . 46
6.1.7 Hydrophone intensity limits . 46
6.1.8 Hydrophone cable length and amplifiers . 47
6.2 Requirements for positioning and water baths . 47
6.2.1 General . 47
6.2.2 Positioning systems . 47
6.2.3 Water bath . 48
6.3 Requirements for data acquisition and analysis systems . 49
6.4 Requirements and recommendations for ultrasonic equipment being
characterized . 50
7 Measurement procedure . 50
7.1 General . 50
7.2 Preparation and alignment . 50
7.2.1 General drive and field conditions . 50
7.2.2 Initial adjustment to driving voltage . 51
7.2.3 Preparation of source transducer . 52
7.2.4 Aligning an ultrasonic transducer and hydrophone . 52
7.2.5 Finding the beam axis . 53
7.2.6 Measurements to determine field level conditions . 55
7.2.7 Determining if transducer is focusing . 56
7.2.8 Measuring other beamwidth parameters of a focusing transducer . 57
7.2.9 Measuring the beam area parameters . 58
7.2.10 Measuring additional beam maximum based parameters . 59
7.2.11 Alternative: calculation of focal parameters using numerical projection . 60
7.2.12 Plane wave transmitted fields . 61
7.2.13 Steered plane waves . 61
7.2.14 Measurements of high intensity therapeutic ultrasound fields . 61
7.2.15 Calculation of I . 62
sa
7.2.16 Further evaluation for sidelobes and pre-focal maxima . 63
7.3 Considerations for scanning transducers and transducers with multiple
sources . 65
7.3.1 Automatic scanning transducers . 65
7.4 Spatial impulse response and beamplots . 65
7.4.1 General . 65
7.4.2 Point target . 66
7.4.3 Beamplots and beam contour plots . 66
7.5 Plane wave compounding . 66
Annex A (informative) Background for the transmission/ Characteristics of focusing
transducers . 67
A.1 General . 67
A.2 Field of piston source . 68
A.3 Focusing with a lens . 68
A.4 Focusing with a concave transducer . 71
A.5 Geometric focusing gains . 73
A.6 Beamwidth estimation . 74
Annex B (informative) Rationale for focusing and nonfocusing definitions . 79
B.1 Overview. 79
B.1.1 Background information . 79
B.1.2 General . 79
B.1.3 Focusing transducers . 79
B.1.4 Focusing methods . 80
B.1.5 Known and unknown focusing transducers . 81
B.1.6 Focusing and beamwidth . 81
B.1.7 Focusing parameter definitions . 82
B.1.8 Applications of focusing definitions . 82
B.1.9 Relation of present definitions to physiotherapy transducers (treatment
heads) . 82
B.1.10 Relation of present definitions to therapeutic transducers . 82
B.2 System and measurement requirements . 83
B.2.1 General . 83
B.2.2 Transmitted pressure waveforms . 83
B.2.3 Transmitted fields .
...