水路运输设施与机械设备知识培训教程

§2-3

水路运输设施与设备水路运输的概念及类型水路运输——利用船舶在水道及海洋上运送旅客和货物的方式种类海洋运输远洋运输——经过一个或整个大洋的运输近洋运输——只经过沿海或太平洋或大西洋的一部分沿海运输——我国沿海区域各港口间的运输内河运输——在江、河、湖泊、水库或人工水道上运输1.优点可利用天然水道、占地少，对货物载运及装卸要求不高水运系统综运输能力大运量大、成本低，适用于大批量货物的长距离运输2.缺点平均航速低受自然条件影响大，呈现较大的波动性和不稳定性主要功能承担大批量货物，特别是集装箱运输承担原料、半成品等散货运输承担国际贸易运输，是国贸商品的主要运输方式3.二、港口基本知识（一）港口在现代物流中的地位和作用世界港口的发展经历：第一代海运货物的装卸、仓储中心第二代增加了工、商业活动，为具有增值效应的服务中心第三代随航运信息技术的发展，逐步成为国际物流中心1、现代港口在国际物流中的战略地位Ａ

是国际物流与国内物流的交汇点*

是国际贸易中的主角在国际分工和世界经济、技术、交通方向扮演重要角色Ｂ港口日益成为全球综合运输网络的神经中枢Ｄv

2、现代港口的“五大中心”功能物流服务中心商务中心信息与通信服务中心T现代产业中心后援服务中心提供人才培训、供应海员服务、贸易、谈判生活娱乐、等后援服务，提供船舶、为用户提供提供TE电XT子数有利于人口汽车、火运输、商贸据交换集中和城市车、货物、和金融服务（EDI）系经济的增长。集装箱的统的综合服促进港城一中转、装务等网站。体化关系，卸和仓储优化城市功等综合物能流服务（二）港口的定义港口——是运输网络中水陆运输的枢纽是货物的集散地，船舶与其他运输工具的衔接点港界——港口范围的边界线。港区——政府规定由港务部门负责管理的水陆区域港口作业区——港区内相对独立的装卸生产单位码头——供船舶靠泊、货物装卸和旅客上下的水上建筑物。泊位——供一艘船靠泊的一定长度的码头。港口腹地——港口吞吐货物和旅客集散所及的地区范围。直接腹地——通过各种运输工具可以直达的地区范围。中转腹地——经港口中转的货物和旅客所到达的地区范围。（三）港口分类1、按用途分类货主港商业港军用港避风港河口港海港2、按地理条件分类湖港水库港A支线集散型港口具有较小码头或部分中型码头主要挂靠支线运输船舶和短程干线运输船舶B海上转动型港口具有大型码头，是海上运输主要航线的连接点和支线的汇集点，主要功能是在港区内接收、堆存和装船发送货物C水陆腹地型港口国际运输主要航线的端点港

是水陆交通枢纽，主要功能是服务于内陆腹地的集散运输，兼营海上转运业务3、按在运输网络中的地位分类分类（四）港口设施与设备分类1、港区生产设施与设备生产建筑辅助生产建筑港区作业调度室候工室港口机械2、港口集疏运设备港区道路港口铁路港口铁路专用线码头铁路线（五）集装箱码头1、集装箱码头的职能是集装箱运输系统的集散点提供集装箱堆场、作为转换集装箱运输方式的缓冲地水路集装箱运输与陆路集装箱运输的连接点和枢纽2、集装箱码头应具备的基本条件具备确保大型集装箱船靠离的泊位、岸壁和水深；有堆场和必要的设施、能适应大量集装箱的分类、保管、交换和修理；配备足够数量的装卸、搬运机械设备及其操作人员；具有直接连接陆地运输的机能；具有完善的组织管理系统和有关的工作制度。3、集装箱码头应具有的必要设施泊位：停靠船舶的场所，有一定的壁岸线长度和水深前沿：指码头岸线从码头岸壁到堆场前的部分集装箱码头堆场：进行装卸、交接和保管场集装箱货运站：进行装箱、拆箱、交接、分类和短时间保管控制塔：是集装箱码头各项作业的指挥调度中心大门：称道口或检查桥，是货物的交接点维修车间：对机械设备进行维修、保养的地方（六）货物及其在港内的作业方式1、海运货物种类A

B件杂货 干散货成件运输 散装快状或粒和保管的货 状货物。物 通常是大宗的，常为其设置专用码头。C集装箱货将单元小的件杂货集装成规格化重件。A液体货石油、石油产品、植物油和液化气等液体货物，通常按其闪点分级：闪点低于280C的为一级；高于450C为三级；中间为二级2、货物在港内作业方式货物通过港口一般要经过装卸、存储和短途运输三类环节。操作过程——根据一定装卸工艺完成一次货物搬运作业过程。操作过程的五种形式卸车装船卸车入库卸船入货卸船装船库场间倒载搬运装卸过程——是货物从进港到出港所进行一个或多个操作过程组成的全部作业过程。货物装卸过程实例：二、船舶基本知识（一）货船分类干散货船（散装货船）——用以装载无包装的大宗单一货物的船舶，一般多为单甲板船按积载因数（每吨货物所占的体积）不同分散装货船：装载粮食、煤等货物积载因数相近的船舶。矿砂船：装载积载因数较小的矿砂等货物的船舶。按总载重量DW可分级如下：好望角型船——DW>10万吨;巴拿马型船——DW>6万吨轻便型散货船——3.5万吨<DW<4万吨小型散货船——2万吨<DW<2.7万吨杂货船（普通货船）——用于装载一般包装、袋装、箱装和桶装的件杂货载重量较小远洋杂货船DW=1万—1.4万吨；近洋DW<5000吨；沿海在3000吨以下。杂货船一般设有2—3层甲板，多个货舱，多采用尾机型。杂货船一般设有首楼，机舱上部有桥楼。万吨级杂货船一般设有压载深舱，也可用来装载液体货物；杂货船一般以吊杆为主的起货设备，每货舱设有一个舱口；一般为低速船采用单机单桨冷藏船——冷藏并运输鱼、肉、果蔬等货物的船舶。食品变质的主要原因：动物性食品：微生物作用植物性食品：呼吸作用保持食品低温高湿的环境条件及适宜的气体中，以有效抑制微生物的生命活动和植物性食品的呼吸作用，从而延缓食品的腐败变质。冷藏船的特点：货舱是一大冷藏库，四周隔热，设的制冷装置，严格控制舱内的温度、湿

度、二氧化碳含量等参数。保温运输船冷冻船木材船——专门用于装载木材或原木的船舶。结构特点舱口大，舱内无梁柱和其他妨碍装卸的设备；船舱及甲板均可装载木材船舷两侧设有一米以上的船舷原油船——专门用于运载原油的船舶。特点：装载量大，一般为单底（发展方向为双层底）甲板无大的舱口，用泵和管道装卸原油。舱内设有加热设备成品油船——专门载运柴油、汽油等石油制品的船舶。特点：结构与原油船相似，但吨位较小，防火、防爆要求较高集装箱船——专门用于载运集装箱的船舶。特点：舱口宽而长，总纵弯曲强度低多为单层底，中尾机型，单机单桨种类：部分集装箱船可变换集装箱船全集装箱船滚装船——主要用于运输汽车和集装箱一般在船侧或船的首、尾有开口斜坡连接码头，汽车或集装箱（装在拖车上）直接开进或开出船舱。其特点是不依赖雄关上的装卸设备，装卸速度快，可加速船舶周转液化气运输船——专门运输液化气体（液化石油气、天然气等）船舶。按液化气的贮存方式不同分成三类：压力式液化气船；低温压力式液化气船载驳船——专门运载货驳的船舶，又称子母船。运输方式：将货物先装在统一规格的方形货驳上，再将货驳装在载驳船上，运抵目的港后，将货驳卸至水面，再由拖船送至各自的目的港。特点：不需码头和堆场，装卸效率高，便于海-河联运。但造价高，货驳的集散组织复（二）船舶的组成和性能1．船舶的组成船舶由船体、动力装置、船舶舾装三部分组成。船体：分主船体和上层建筑两部分主船体——指上甲板以下的部分，由船壳（船底和船侧）和上甲板围成特定形状的空心体是保证船舶浮性、航海性能和船体强度的关键船壳——由多块钢板铆接或焊接而成包括船底板、舭列板、舷侧板三部分船架——支撑船壳的结构骨架，包括纵材（龙骨、纵骨、桁材）和横材（肋骨、船梁和船舱）甲板——铺设在船梁上的钢板作用是加固船体结构和便于分层配载及装货船舱——主甲板以下的各种用途空间，包括首、尾尖舱、货舱、机舱、锅炉舱等上层建筑主甲板以上的舱室建筑物。包括工作、生活舱室、贮藏舱室、仪器设备舱室等。船舶动力装置包括推进装置、辅助机械设备与系统、船舶电站、锅炉、辅机。船舶舾装包括舱室内结构、家具和生活设施、涂装和油漆等。船舶其它装置和设备甲板机械、消防救生设备、照明通讯设备等。2．船舶主要技术特征船舶排水量船体水线以下所排开水的重量即为船舶浮力，等于船舶总重量。船舶主尺度包括总长、设计水线长、垂线间长、最大船宽、型宽、型深、满载吃水等钢船型尺度是指量至船壳板内表面的尺寸。舱容指货舱、油舱、水舱等的体积表征船舶的装载能力和续航能力。3．船舶主要性能包括浮性、稳性、抗沉性、快速性、操纵性和经济性。浮性船舶在各种装载条件下，能浮于水中并保持一定首尾吃水和干舷的能力。稳性船舶受外力倾斜后，在外力消失时能恢复到平衡位置的能力。提高船舶稳性的措施降低重心减小上层建筑受风面积增大干舷抗沉性船体水下部分破损进水后，能浮于水面而不沉和不倾覆的能力。提高抗沉性的方法采用水密分舱增大分舱甲板干舷值安全界限线船侧舱壁甲板边线下76mm平行于甲板线的曲线。进水后的吃水应不超过安全界限线快速性船舶静水中直线航行速度与其所需主机功率之间的关系涉及船舶阻力和船舶推进两个方面耐波性船舶在风浪中受外力作用产生各种摇荡运动及抨击上浪、失速飞车和波浪弯矩等，仍具有足够的稳性和

船体结构强度，并能保持一定航速安全航行的能力船在波浪上的运动有横摇、纵摇、首尾摇、垂荡、横荡和纵荡六种。操纵性船舶按驾驶员的操纵保持或改变航速、航向或位置的能力。主要包括航向稳定性和回转性两个方面经济性指船舶投资效益的大小包括船舶的使用效能、建造经济性、营运经济性和投资效果等方面4．船籍和船旗船籍——指船舶的国籍。商船所有人向本国或它国管理部门办理所有登记后可取得国籍。船旗商船航行中悬挂的所属国的国旗，是船舶国籍的标志。船舶应遵守船籍国的法律并受船籍国的法律保护。方便旗船指在外国登记，悬挂外国国旗并在国际市场营运的船舶。可不受政府管制，自订运价、避免税收和军事征用，自由雇用船员。5．船级船级——表示船舶技术状态的一种指标。凡100总吨以上的船舶在船级社或船舶检验局监督下建造的船舶，通过鉴定发级船级证书，有效期4年。船级决定船舶的租赁费、运输费、保险费等。世界著名船级社英国劳氏船级社（LR）德国劳氏船级社（GL）挪威船级社（DNV）

法国船级局（BV）日本海事协会（NK）美国航运局（ABS）中国船级社（CCS）（三）船舶货运常识1．船舶重量性能——表示船舶装载能力的大小。指标：船舶排水量——用于军舰；船舶载重量——用于货船。船舶排水量船舶浮于静水中处于静平衡状态时排水同体积水的重量（吨）空船排水量——指船舶的空船重量，即船舶设备及设备内燃润料、水的重量之和。满载排水量——空船排水量+全部可变载荷（货物或旅客+食物+船员及行李+备品及船舶常数）重量。通常指夏季满载排水量。船舶常数经过一段时间营运后，实际空船排水量与新船排水量之差。船舶载重量——表示船舶载重能力的大小。总载重量——船舶能装载的最大重量，即最大可变载荷DW＝

x

0

＝船舶排水量—船舶空船排水量净载重量——船舶在具体航次中所能装载货物的最大重量与航次储备量及船舶常数有关。即：DW表示船舶载重能力的大小

NDW表示船舶载货能力的大小。满载排水量空船排水量总载重量净载重量航次储备量船舶常数几个船舶载重量参数间的关系船舶载重线载重线：船舶满时的最大吃水线。船舶干舷：船中处由甲板上边缘向下量至满载载重线上表面的垂直距离。干舷用来衡量船舶储备浮力和抗沉性的大小。船舶载重线标志的组成甲板线：与干甲板上表面相切的水平线是载重线标志的基准线。载重线圈：由三部分组成圆圈——圆中心到甲板线的距离为夏季最小干舷圆中心水平线；核定和勘划干舷的船给机构代号。载重线：一组水平线段。各线的含义：TF（RQ）——热带淡水载重线；

F（Q）——淡水载重线；

T（R）——热带海水载重线；

S（X）——夏季海水载重线；

W（D）——冬季海水载重线；WNA（BDD）——北大西洋冬季载重线。2．船舶容积性能船舶容积性能表示船舶装载货物体积的多少舱柜容积船舶各液、货舱的总容积或某一舱的容积

货舱容积包括货舱散装容积和货舱包装容积船舶建造资料中一般会给出这两种容积的大小及舱容中心的位置舱容系数船舶货舱总容积与船舶净载重量之比。即每一净载重吨所占容积。舱容系数表示船舶适宜装载货物的种类（轻货或是重货）ω大的适宜装轻货；ω大的适宜装重货一般杂货船的舱容系数在1.5t/m3以上船舶登记吨位根据船舶吨位丈量公约以容积为丈量单位的专门吨位。总吨位（GT）

——代表船舶总容积用于表明船舶建造规模和吨位统计；作为计算保险费、港口费、租赁费、买卖的基准。净吨位（NT）

——表明船舶用作载货、载客的有效容积。作为计算船舶税收、各种港口使用费的基准。运河吨位（CT）——按运河吨位丈量规范量取的吨位。作为计算过运河费的基准。同一船运河吨位一般大于总吨位3．船舶装载能力定义：船舶在具体航次中所能承运货物数量的最大限额或承运特殊货物的可能条件和数量限额。包括载重能力、容量能力和其他载货能力。提高船舶装载能力的措施：（1）提高船舶载重能力根据航区水深及航次载重线正确确定DW；确定合理的航次储备量ΣG；清除船舶废弃物，减小船舶常数C；正确确定船舶净载重量NDW。（2）轻重货物合理搭配在船舶能满载满舱时，要根据ω及所运货物加权平均积载固数SF的关系，合理确定轻重货物的搭配比例，真正做到满舱满载合理确定货位及提高堆装质量，减少亏舱利用特殊舱室和舱面甲板装载货物第3讲

医学超声成像技南方医术科术大学汇报人姓名主要内容超声成像基本原理——超声回波法医学超声设备的分类超声诊断仪的主要参数6/17/2023医学超声仪器原理讲义43Part

.01超声成像基本原理——超声回波法超声回波法把几兆赫至几十兆赫的高频声脉冲发射到生物体内，再接收反射波（回波），这种方法称为超声脉冲回波法。脉冲宽度：几微秒脉冲间隔：几百微秒（接收放大器处理回波的时间）脉冲回波法最早较早是应用于雷达和声纳。回波时间t、探测距离L的关系，c为声速6/17/2023医学超声仪器原理讲义456/17/2023医学超声仪器原理讲义466/17/2023医学超声仪器原理讲义47超声回医学波超声仪器法原理讲示义

意图6/17/202348仪器基本框图发射通道：时钟电路（同步脉冲发生器）、发射器（高频脉冲发生器）、换能器（探头）接收通道：接收换能器、射频放大器（RFA）、6/1检7/2023

波及抑制电路、视频医学超声放仪器原大理讲义器（UFA）49Part

.022医学超声设备的分类A型超声A型超声诊断仪因其回声显示采用幅度调制

(Amplitude

Modulation)而得名。A型显示是超声诊断仪最基本的一种显示方式，即在阴极射线管(CRT)荧光屏上，以横坐标代表被探测物体的深度，纵坐标代表回波脉冲的幅度，故由探头(换能器)定点发射获得回波所在的位置可测得人体脏器的厚度、病灶在人体组织中的深度以及病灶的大小。根据回波的其他一些特征，如波幅和波密度等，6/1还7/2023

可在一定程度上对病医学超声灶仪器原进理讲义行定性分析。516/17/2023医学超声仪器原理讲义52由于A型显示的回波图，只能反映局部组织的回波信息，不能获得在临床诊断上需要

的解剖图形，且诊断的准确性与操作医师

的识图经验关系很大，因此其应用价值已

渐见低落，即使在国内，A型超声诊断仪也很少生产和使用了。6/17/2023医学超声仪器原理讲义53M型超声6/17/2023医学超声仪器原理讲义54M型超声成像诊断仪适用于对运动脏器，如心脏的探查。由于其显示的影像是由运动回波信号对显示器扫描线实行辉度调制，并按时间顺序展开而获得一维空间多点运动时序（motion-time）图，故称之为M型超声成像诊断仪，其所得的图像也叫做超声心动图。6/17/2023医学超声仪器原理讲义556/17/2023医学超声仪器原理讲义56M型超声诊断仪发射和接收工作原理与A型有些相似，不同的是其显示方式。对于运动脏器，由于各界面反射回波的位置及信号大小是随时间而变化的，如果仍用幅度调制的A型显示方式进行显示，所显示波形会随时间而改变，得不到稳定的波形图。因此，M型超声诊断仪采用辉度调制的方法，使深度方向所有界面反射回波用亮点形式在显示器垂直扫描线上显示出来，随着脏器的运动，垂直扫描线上的各点将发生位置上的变动，定时地采样这些回波并使之按时间先后逐行在屏上显示出来。图中可以看出，由于脏器的运动变化，活动曲线的间隔亦随之发生变化，如果脏器中某一界面是576/1静7/2023

止的，活动曲线将变医学超声为仪器原水理讲义平直线。6/17/2023医学超声仪器原理讲义58M型超声诊断仪对人体中的运动脏器，如心脏、胎儿胎心、动脉血管等功能的检查具有优势，并可进行多种心功能参数的测量，如心脏瓣膜的运动速度、加速度等。但M型显示仍不能获得解剖图像，它不适用于对静态脏器的诊查。6/17/2023医学超声仪器原理讲义59B型超声6/17/2023医学超声仪器原理讲义60为了获得人体组织和脏器解剖影像，继A型超声诊断仪应用于临床之后，B型、P型、BP型、C型和F型超声成像仪又先后问世，由于它们的一个共同特点是实现了对人体组织和脏器的断层显示，通常将这类仪器称为超声断层扫描诊断仪。虽然B型超声成像诊断仪因其成像方式采用辉度调制(Brightness

Modulation)而得名，其影像所显

示的却是人体组织或脏器的二维超声断层图(或称

剖面图)，对于运动脏器，还可实现实时动态显示。6/17/2023医学超声仪器原理讲义616/17/2023医学超声仪器原理讲义62C型超声C型扫查，又称C型显示，“特定深度扫查”

(constant

depth

mode)。与B型扫查一样都是辉度调制的二维切面象显示方式，所不同的是B型扫查所获得的是超声波束扫查平面本身的切面象，即纵向切面象。可惜由于C型扫查的灵敏度较低，显象速度不易提高，使C型扫查技术的发展受到6/1限7/2023

制。医学超声仪器原理讲义

636/17/2023医学超声仪器原理讲义646/17/2023医学超声仪器原理讲义65D型超声D型超声成像诊断仪也即超声多普勒诊断仪，它是利用声学多普勒原理，对运动中的脏器和血液所反射回波的多普勒频移信号进行检测并处理，转换成声音、波形、色彩和辉度等信号，从而显示出人体内部器官的运动状态。超声多普勒诊断仪主要分为3种类型：即连续式超声多普勒(continuous

wave

doppler)成像诊断仪脉冲式超声多普勒(pulsed

wave

doppler)成像诊断仪实时二维彩色超声多普勒血流成像(color

doppler666/17/2023

flow

image)诊断仪。医学超声仪器原理讲义F型超声67F型扫查，又称F型显示。它与C型扫进原理上是相似的。区别仅在于：在扫查一幅图像的过程中，

C型扫查平面距探头的深度是不变的，而F型扫查面距探头的深度是一变量，不是一个常量。根据成像需要可作相应变动，从而可获得6/1斜7/2023

面、曲面的F型医图学超声仪像器原理讲义6/17/2023医学超声仪器原理讲义68P型超声6/17/2023医学超声仪器原理讲义69又称P型显示，它可视为一种持殊的B型显示，超声换能器置于圆周的中心，径向旋转扫查线与显示器上的径向扫描线作同步的旋转。主要适用于对肛门、直肠内肿瘤、食道癌及子宫颈癌的检查，亦可用于对尿道、膀胱的检查。P型超声诊断仪所使用的探头称为径向扫描探头，如尿道探头，直肠探头都属于径向扫描探头。扫

描时探头置于体腔内，如食道、胃或直肠等。6/17/2023医学超声仪器原理讲义706/17/2023医学超声仪器原理讲义71Part

.013超声诊断仪的主要参数主要参数6/17/2023医学超声仪器原理讲义73表征超声诊断仪性能的参数，从大的方面可分为三类，这就是：声系统参数

图像特性参数

电气特性参数在众多的参数中，我们只讨论其中几个主

要参数。声系统参数：声输出的强度、总功率等；

超声场的时频特性，如波型、持续时间、脉冲重复频率、脉冲形状、频率、脉冲带宽等；

声场分布特性，如换能器类型、波束形状、聚焦特性、景深等。6/17/2023医学超声仪器原理讲义74图像特性参数：分辨力；位置记录精度；深度测量精度；帧频；存贮器的容量；图像处理能力。6/17/2023医学超声仪器原理讲义75电气特性参数：灵敏度；增益及TGC指标；压缩特性及动态范围；显示器的动态范围；系统的带宽等。6/17/2023医学超声仪器原理讲义76Part

.02几个主要参数动态范围显示信号的最大水平与最小水平的比称为动态范围(Dynamic

Range,DR)，DR描述了信号幅度变化的大小，一般用分贝[dB]值表示。式中：Umax—信号最大值，Umin

—信号最小6/17/2值02378医学超声仪器原理讲义生物组织的声界面特性，组织吸收（超声衰减）特性及探测深度决定了信号的动态范围6/17/2023医学超声仪器原理讲义79因此动态范围DR通常由两个部分组成：声界面特性（声阻抗差）所确定的信号幅度变化（SDR）超声在组织传播过程中衰减所引起的信号幅度变化，超声传播衰减取决于组织特性（超声衰减系数

）与传播距离（L）由此超声回波总动态范围可写为：DR

=

2 L

+

SDR对动态范围的影响因素6/17/2023医学超声仪器原理讲义80超声在生物组织中传播所产生的全部回波；

超声发射功率、接受放大器的等效输入噪声；终端显示装置的动态范围；动态压缩方法时间增益控制——补偿传输衰减幅度增益控制——使有用信号相对压缩线形范围线性范围，一般指的是仪器中放大器线性范围，它给出放大器输入信号和输出信号之间成线性关系的区域。即Uo

=

KUi线性关系也用分贝值来表示式中：Umax—信号最大值，Umin

—信号最小值，可6/17/20见23线性放大器的线性医学范超声仪围器原理讲即义

是动态范围816/17/2023医学超声仪器原理讲义82当输出信号的最大幅度保持不变时，输入信号的线性范围将随着K值的减小而增大。6/17/2023医学超声仪器原理讲义83分辨率6/17/2023医学超声仪器原理讲义84分辨力指成像系统能分辨空间尺寸的能力，即能把两点区分开来的最短距离。超声显像仪的分辨力是衡量其质量好坏的最重要的指标，分辨力越高，越能显示出脏器的细小结构。6/17/2023医学超声仪器原理讲义85超声成像的分辨力有横向分辨力和纵向分辨力之分。前者是指垂直于超声脉冲束方向上的分辨力，后者是沿波束轴方向上的分辨力。这两种分辨力的大小差别很大，纵向分辨力总是优于横向分辨力。而且，垂直于波束轴的两个维上的横向分辨力也往往不同。影响横向分辨力和纵向分辨力的因素各不相同，6/17/2023医学超声仪器原理讲义86横向分辨力又称侧向分辨力，它表示区分处于声束轴垂直的平面上的两个物体的能力。超声波束直径尺寸直接影响横向分辨力，波束直径越细，能分辨的尺度越小，横向分辨力越高。6/17/2023医学超声仪器原理讲义87影响横向分辨率的因素显示荧光点尺寸的影响波束直径尺寸的影响

动态范围的影响6/17/2023医学超声仪器原理讲义886/17/2023医学超声仪器原理讲义896/17/2023医学超声仪器原理讲义90仪器的图像质量主要取决于横向分辨力。横向分辨力好，图像细腻，小结构就能显示清楚。横向分辨力主要由换能器的尺寸、形状、发射频率、聚焦等因素决定。当显示屏光点尺寸较大时，也会影响横向分辨力。此外，随着深度的增加，脉冲频谱中的各种频率成分的衰减情况也不同，这个因素也潜在地影响着横向分辨力。现代化的显像仪横向分辨力可优于2mm。6/17/2023医学超声仪器原理讲义91纵向分辨力又称轴向分辨力或距离分辨力，表示在声束轴线方向上对相邻两回声点的分辨力。纵向分辨力与发射超声频率有关，因为声波的纵向分辨力理论极限为声波的半波长。频率越高，波长越短。纵向分辨力与超声脉冲的持续时间有关，脉冲持续时间越短，即脉冲越窄，纵向分辨力越高。超声脉冲持续时间与发射电脉冲宽度及换能器阻6/1尼7/2023

有关。医学超声仪器原理讲义

92影响纵向分辨率的因素脉冲宽度的影响增益大小的影响6/17/2023医学超声仪器原理讲义936/17/2023医学超声仪器原理讲义946/17/2023医学超声仪器原理讲义95色散吸收对横向、纵向分辨率的影响6/17/2023医学超声仪器原理讲义96吸收与频率的关系——频率越高，吸收越强；频谱中心向低频偏移；波束变宽；前沿变坏；理想的情况下，工作频率越高，分辨率越高；生物组织的平均衰减系数接近1dB/cm·MHz；频率3MHz—深度20

cm—衰减60dB，94%频率10MHz—深度20

cm—衰减200dB，99.5%在大多数情况下，最佳工作频率就是超声波穿透深度不超过200个波长时就能达到被探测脏器的

那个频率；例如：频率为3MHz时，波长是0.51mm它能够像。6/1形7/2023

成102mm深处组织的医学良超声仪好器原理讲图义97带宽6/17/202398医学超声仪器原理讲义工作频率超声诊断仪的工作频率，根据两个方面因素作最佳的选择。首先，从分辨力的角度说，增高频率，可以改善分辨力。频率越高，波长越短，则波束的指向性越好（近场距离大，而发散角小），横向和纵向分辨力都能提高。其次，从穿透深度的角度来看，工作频率越高，则衰减成正比地增加，必然使探测深度减小。若6/1要7/2023

求较大的穿透深度，医学超声就仪器原得理讲义取较低的工作频率。99因此，在设计中不得不在工作深度与频率之间取合理的折衷。比如眼科应用中，所要求深度小，可以用高频率以提高分辨力，一般用10MHz。而

要穿透较大深度（如腹腔）时，则只能取较低工作频率。通用B型超声诊断仪的工作频率一般在

3.5MHz，有些诊断仪配有多种不同频率的的需要。6/1探7/2023

头以满足不同检医查学超声仪深器原理讲度义100常用超声诊断仪的超声频率；动态范围分辨率(波长mm)频率(MHz)10dB1.520dB2.530dB3.010.253.754.52.50.91.51.850.450.750.910学0.2750.3750.45作用距离（穿透深度）指仪器发射的超声波束可以穿透并能显示出回声图像的被测介质深度。超声医学成像系统的作用距离，通常要满足处于相当深度上的各种器官的成像需要，如腹部成像就需要有20cm的工作距离，而用于眼球的深度为

10cm。影响作用距离的主要因素是脉冲信号在传播途中的衰减，这是由于组织的吸收、反射、折射、散射等原因引起的。6/17/2023

医学超声仪器原理讲义

102要提高仪器的探测深度，有三个方面的途径。

降低工作频率。但降低工作频率，则分辨力也随之降低，这是一个限制。

提高接收机的灵敏度和扩大动态范围，使能接收较远距离的微弱的反射信号，但这要受到换能器噪声的限制，信噪比极限对诊断超声的最大穿透深度上的限制为300个波长左右。

加大发射功率，使远距离的微小声阻抗差也能产生较强反射，从而使更远距离的病灶也能被探测到，但要考虑安全剂量的限制。6/17/2023

考虑到各方面的指医标学超声，仪器原理应讲义合理选取作用距离。103脉冲重复频率6/17/2023医学超声仪器原理讲义104指脉冲工作方式超声仪器每秒钟重复发射超声脉