使用超聲法測量軟性角膜接觸鏡的曲率半徑和中心厚度

上海朗善光學(xué)儀器有限公司 整理發(fā)布

概述：

使用超聲測厚儀測量角膜接觸鏡，可以避免接觸式測量帶來的鏡片變形誤差，儀器在非接觸狀態(tài)下可同時測量中心厚度和矢高用于基弧計算。

超聲測量方法的特點是快速，重復(fù)性高，可靠性高，不易受操作者的主觀影響。現(xiàn)在，配備了多層測量軟件的型的超聲測量儀主機配合升級換代后的夾具系統(tǒng)可更加地測量鏡片的矢高和中心厚度，即可計算出相應(yīng)的基弧曲率半徑。

測量方式：

整個夾具系統(tǒng)包含一個塑料水槽和鏡片支座，鏡片支座的直徑為已知，超聲探頭從鏡片支座下方穿入，對準(zhǔn)鏡片內(nèi)表面，其發(fā)出聚焦型聲波的焦點位于支架中心。鏡片支座上覆蓋有一層厚度非常小的塑料薄膜，塑料水槽內(nèi)注滿鹽溶液。只要將被測角膜接觸鏡凹面朝下放到支座上，塑料薄膜就成為矢高的基準(zhǔn)位置。

測量時，超聲探頭產(chǎn)生一個穿透鹽溶液的銳聚焦超聲波能量短脈沖，這個脈沖的部分能量將從塑料薄膜，鏡片的內(nèi)表面、鏡片外表面，和鹽溶液表面反射回探頭。此時測厚儀就會記錄下整個回波，然后非常的測量*次回波和第二次回波間隔時間，以及第二次回波和第三次回波之間時間間隔。（第四次回波對應(yīng)的是鹽溶液表面的反射，此處忽略。）

*次回波和第二次回波之間的時間間隔與塑料薄膜和鏡片內(nèi)表面之間的距離（即矢高）成正比的，第二次回波和第三次回波之間的時間間隔對應(yīng)的就是鏡片的厚度。可以通過以下公式計算出鏡片的矢高和厚度：

此處

D = 距離或厚度

V = 測試材料中的聲波速度

T = 測得的往返脈沖傳輸時間

而基弧的曲率半徑則可以由以下公式計算得到：

此處

R = 基弧曲率半徑

H = 測量得到的矢高

r = 基座的半徑

此處即可得到1-矢高，2-中心厚度，R-基弧曲率半徑

校準(zhǔn)：

任何超聲測量設(shè)備的精度都取決于校準(zhǔn)。對于角膜接觸鏡的測量，其精度取決于聲波在鹽溶液中的傳輸速度和特定的鏡片材料。請注意鹽溶液中的聲波速度會隨著溫度和濃度而顯著變化，且鏡片中的聲波速度也會受溫度和鏡片成份的影響。

建議的校準(zhǔn)方法是在恒溫下測量一個已知基弧和中心厚度的樣品，然后校準(zhǔn)超聲測厚儀的聲波。在校準(zhǔn)良好的情況下，矢高和中心厚度的誤差范圍可以控制在+/- 0.01 mm。

產(chǎn)品構(gòu)成

• --- 穿透性高精度多層超聲測厚儀
• --- 微型水浸式聚焦探頭和連接器
• --- 多層測量軟件（不含PC）
• --- 夾具系統(tǒng)

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主要技術(shù)參數(shù)

• --- 厚度測量范圍：0.08~635mm（根據(jù)材料和探頭配置而定）
• --- 材料聲速范圍：0.508 mm/μs～13.998 mm/μs
• --- 分辨率：低分辨率0.1mm，標(biāo)準(zhǔn)分辨率0.01mm，高分辨率（可選）0.001mm
• --- 探頭頻率范圍：標(biāo)準(zhǔn)：2.0 MHz～30 MHz（–3 dB）
• --- 檢波：全波、RF波、正半波、負(fù)半波
• --- 測量層數(shù)：4層（多層軟件選項）
• --- 具有差分模式和縮減率模式
• --- 時基B掃描模式，每次掃查可獲得10000個可查讀數(shù)
• --- 帶有數(shù)字式過濾器的高動態(tài)增益技術(shù)
• --- 輸出接口：MicroSD，USB，RS232，VGA
• --- 內(nèi)置數(shù)據(jù)記錄：475000個厚度測量讀數(shù)，或20000個帶厚度值的波形
• --- 防護(hù)性能：IP67
• --- 電源：AC/DC適配器，24 V；鋰離子電池，23.760 Wh；或4節(jié)AA輔助電池。