IEC 62555:2013

Ultrasonics - Power measurement - High intensity therapeutic ultrasound (HITU) transducers and systems

IEC 62555:2013 establishes general principles relevant to HITU fields for the use of radiation force balances in which an obstacle (target) intercepts the sound field to be measured; specifies a calorimetric method of determining the total emitted acoustic power of ultrasonic transducers based on the measurement of thermal expansion of a fluid-filled target; specifies requirements related to the statement of electrical power characteristics of ultrasonic transducers; provides guidance related to the avoidance of acoustic cavitation during measurement; provides guidance related to the measurement of HITU transducers of different construction and geometry, including collimated, diverging and convergent transducers, and multi-element transducers; provides guidance on the choice of the most appropriate measurement method; and provides information on assessment of overall measurement uncertainties. This International Standard is applicable to the measurement of ultrasonic power generated by HITU equipment up to 500 W in the frequency range from 0,5 MHz to 5 MHz. HITU equipment may generate convergent, collimated or divergent fields. For frequencies less than 500 kHz, no validations exist and the user should assess the uncertainties of the power measurement and measurement system at the frequencies of operation. This International Standard does not apply to ultrasound equipment used for physiotherapy, for lithotripsy for general pain relief.

Ultrasons - Mesurage de puissance - Transducteurs et systèmes ultrasonores thérapeutiques de haute intensité (HITU)

La IEC 62555:2013 établit les principes généraux, applicables aux champs HITU, permettant d'utiliser les balances de forces de rayonnement dans lesquelles un obstacle (cible) intercepte le champ acoustique à mesurer; spécifie une méthode calorimétrique de détermination de la puissance acoustique totale émise par des transducteurs ultrasonores, en se fondant sur le mesurage de la dilatation thermique d'un fluide cible; spécifie les exigences relatives à la déclaration des caractéristiques de la puissance électrique des transducteurs ultrasonores; fournit des recommandations permettant d'éviter la cavitation acoustique au cours du mesurage; donne des lignes directrices pour le mesurage des transducteurs HITU de différentes constructions et géométries, y compris les transducteurs non focalisants, divergents et focalisants ainsi que les transducteurs à éléments multiples; fournit des recommandations quant au choix de la méthode de mesurage la plus appropriée; et fournit des informations concernant l'évaluation des incertitudes de mesure globales. La présente Norme Internationale s'applique au mesurage de la puissance ultrasonore générée par des appareils HITU, atteignant jusqu'à 500 W, dans la gamme des fréquences de 0,5 MHz à 5 MHz. Les appareils HITU peuvent générer des champs focalisés, non focalisés ou divergents. Il n'existe aucune validation pour les fréquences inférieures à 500 kHz. Il convient que l'utilisateur évalue les incertitudes de mesure de la puissance et du système de mesure aux fréquences de fonctionnement utilisées. La présente Norme internationale ne s'applique pas aux appareils à ultrasons utilisés pour la physiothérapie, pour la lithotritie ou pour soulager la douleur de manière générale.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 18-Nov-2013
• ICS: 01 - GENERALITIES. TERMINOLOGY. STANDARDIZATION. DOCUMENTATION
• ICS: 17.140.50 - Electroacoustics
• Technical Committee: TC 87 - Ultrasonics
• Drafting Committee: WG 6 - TC 87/WG 6
• Current Stage: PPUB - Publication issued
• Start Date: 31-Oct-2013
• Completion Date: 19-Nov-2013

Standards Content (Sample)

IEC 62555 ®
Edition 1.0 2013-11
INTERNATIONAL
STANDARD
NORME
INTERNATIONALE
Ultrasonics – Power measurement – High intensity therapeutic ultrasound (HITU)
transducers and systems
Ultrasons – Mesurage de puissance – Transducteurs et systèmes ultrasonores
thérapeutiques de haute intensité (HITU)
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IEC 62555 ®
Edition 1.0 2013-11
INTERNATIONAL
STANDARD
NORME
INTERNATIONALE
Ultrasonics – Power measurement – High intensity therapeutic ultrasound (HITU)

transducers and systems
Ultrasons – Mesurage de puissance – Transducteurs et systèmes ultrasonores

thérapeutiques de haute intensité (HITU)

INTERNATIONAL
ELECTROTECHNICAL
COMMISSION
COMMISSION
ELECTROTECHNIQUE
PRICE CODE
INTERNATIONALE
CODE PRIX XA
ICS 17.140.50 ISBN 978-2-8322-1163-2

– 2 – 62555 © IEC:2013
CONTENTS
FOREWORD . 5
INTRODUCTION . 7
1 Scope . 8
2 Normative references . 8
3 Terms and definitions . 8
4 List of symbols . 11
5 Power measurement for HITU equipment. 12
6 Radiation force on a target . 13
6.1 General . 13
6.2 Requirements for equipment . 14
6.2.1 Target type . 14
6.2.2 Target diameter . 15
6.2.3 Balance / force measuring system . 15
6.2.4 System tank . 15
6.2.5 Target support structures . 15
6.2.6 Transducer positioning . 15
6.2.7 Anti-streaming foils . 15
6.2.8 Transducer coupling . 16
6.2.9 Calibration and stability . 16
6.3 Requirements for measuring conditions . 16
6.3.1 Lateral target position . 16
6.3.2 Transducer/target separation . 16
6.3.3 Water . 16
6.3.4 Water contact . 17
6.3.5 Environmental conditions . 17
6.3.6 Thermal drifts . 17
6.4 Measurement uncertainty . 17
6.4.1 General . 17
6.4.2 Non-planar ultrasound field . 17
6.4.3 Balance system with target suspension. 17
6.4.4 Linearity and resolution of the balance system . 17
6.4.5 Extrapolation to the moment of switching the ultrasonic
transducer . 18
6.4.6 Target imperfections . 18
6.4.7 Reflecting target geometry . 18
6.4.8 Lateral absorbers in the case of reflecting target
measurements . 18
6.4.9 Target misalignment . 18
6.4.10 Ultrasonic transducer misalignment . 18
6.4.11 Water temperature . 18
6.4.12 Ultrasonic attenuation and acoustic streaming . 19
6.4.13 Foil properties . 19
6.4.14 Finite target size . 19
6.4.15 Environmental influences . 19
6.4.16 Excitation voltage measurement . 19
6.4.17 Ultrasonic transducer temperature . 19
6.4.18 Nonlinearity . 19

62555 © IEC:2013 – 3 –
6.4.19 Other sources . 19
6.5 Calculation of output power . 20
7 Buoyancy change of a target . 20
7.1 General . 20
7.2 Requirements for equipment . 21
7.2.1 Target type . 21
7.2.2 Entry window diameter . 22
7.2.3 Balance / force measuring system . 22
7.2.4 System tank . 22
7.2.5 Target support structures . 22
7.2.6 Transducer positioning . 22
7.2.7 Anti-streaming foils . 22
7.2.8 Transducer coupling . 23
7.2.9 Calibration . 23
7.3 Requirements for measuring conditions . 23
7.3.1 Lateral target position . 23
7.3.2 Transducer/Target separation . 23
7.3.3 Water . 23
7.3.4 Water contact . 24
7.3.5 Environmental conditions . 24
7.3.6 Thermal drifts . 24
7.4 Measurement uncertainty . 24
7.4.1 General . 24
7.4.2 Buoyancy sensitivity . 24
7.4.3 Non-planar ultrasound field . 24
7.4.4 Balance system including target suspension . 24
7.4.5 Linearity and resolution of the balance system . 24
7.4.6 Curve-fitting and extrapolation . 25
7.4.7 Water temperature . 25
7.4.8 Ultrasonic attenuation and acoustic streaming . 25
7.4.9 Foil properties . 25
7.4.10 Finite target size . 25
7.4.11 Environmental influences . 25
7.4.12 Excitation voltage measurement . 25
7.4.13 Ultrasonic transducer temperature . 26
7.4.14 Nonlinearity . 26
7.4.15 Other sources . 26
7.5 Calculation of output power . 26
8 Electrical characteristics . 26
8.1 Electrical impedance .
...