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(jì)算。

超聲測量方法的特點(diǎn)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(jī)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(jì)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(diǎn)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(jì)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(jì)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(xiàng)）
• --- 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。