Wat is die Hidrofoonopsporing

'n Hidrofoon is 'n omskakelaar wat 'n onderwater klankdruksein in 'n elektriese sein omskakel. Wanneer die druk (akoestiese versteuring) op die piëzo-elektriese materiaal piëzo-keramiekbuise verander, die ladingverspreiding binne die piëzo-elektriese materiaal verander proporsioneel en word in die vorm van 'n spanningsein weerspieël, sodat dit deur die elektrode op die oppervlak van die piëzo-elektriese element onttrek kan word. Hierdie ladings word deur 'n spanningsversterker of 'n ladingsversterker versterk, en die seinverwerkingsossilloskoop vertoon 'n beeld wat die golfvorm van die klankgolf weerspieël. Die klankdrukmeting in die ultrasoniese klankveld word dus op 'n baie eenvoudige manier voltooi. Tradisionele materiale wat vir ultrasoniese klankveldtoetsing gebruik word, is piëzo-elektriese keramiek en PVDF (polivinielideenfluoried). Piëzo-elektriese keramiek het 'n hoë hardheid en sensitiwiteit, en kan 'n sekere reeks klankdruk in die HIFU-veld teen lae krag weerstaan, maar die klankintensiteit word verhoog. 

Wanneer die groot piëzo silinder buis transducer is maklik gebreek, die lineêre dinamiese omvang is klein, en die akoestiese impedansie is hoog, sodat die hidrofoon het 'n sekere interferensie met die meet klank veld. Die PVDF akoestiese impedansie is naby aan die akoestiese impedansie van water, met 'n goeie akoestiese impedansie passing, sagte tekstuur, maklike verwerking is stabiele chemiese lyn eienskappe, met 'n uitstekende frekwensie-eienskappe, met 'n uitstekende lyn chemiese eienskappe. Die dinamiese omvang is groter as dié van piëso-elektriese keramiekhidrofone. Daarom word PVDF tans algemeen vir meting gebruik. Dit kan die ongelyke frekwensierespons wat deur piëso-elektriese keramiek vervaardig word, verbeter en die interferensie van die meetklankveld verminder solank die film dun genoeg is. PVDF is beskikbaar in beide film- en naaldtipes. Die deursnee van die filmtipe is groter as 5 cm, terwyl die deursnee van die naald minder as 1 mm is, wat maklik in die HIFU-klankveld beskadig word. Die grootte van die HIFU-fokusgebied is ongeveer 1,1 mm × 2,1 mm × 3,2 mm. PVDF het die nadeel van lae ruimtelike resolusie, en dit het randeffek. Die volume kan nie baie klein gemaak word nie. Dit word beperk deur temperatuur. Wanneer die temperatuur 60°C bereik, sal dit wees dat depolarisasie plaasvind, die hergebruiktempo laag is, en die hidrofoonmeting vereis 'n meganiese metode vir punt-vir-punt skandering. Selfs as 'n vliegtuig van 10×10 cm 2 geskandeer word, neem dit op die vinnigste 'n paar uur, so 'n paar eenvoudige lyne word gebruik, piëzo-buis vir hidro-akoestiese transducers beskryf die klankveldverspreiding word onvermydelik.

Die gebruik van hoëfrekwensie piëso-elektriese keramiek hol sfere as hidrofone het unieke voordele in terme van geometrie, grootte en sensitiwiteit. Die bal het 'n deursnee van 0,7 tot 1 mm, 'n resonansiefrekwensie van 1,8 tot 2,7 MHz, en 'n sensitiwiteit twee keer dié van 'n penhidrofoon. Dit het uitstekende stabiliteit en word aan vier keer die druk van 'n penhidrofoon onderwerp. Dit is 'n ideale sensor vir die meet van hoë intensiteit klankvelde. 'n Nuwe tipe hidrofoon vir HIFU-klankveldmeting word gerapporteer, wat aandui dat die sensor klankkrag tydens HI FU-behandeling kan meet, dus sensitiewe piëso-elektriese transducer verseker akkurate lewering van energie tydens behandeling, en meting van bestralingskrag. In vergelyking met hidrofoonmetings, is die komponente duursaam en het 'n klein temperatuurimpak. In 2006 het Zanelli en Howard 'n hidrofoon ontwerp wat kavitasieskade effektief vermy. die piëso-elektriese keramiek word in 'n metaalskild geplaas om 'n gladde buitenste oppervlak vir die kavitasiekern op die oppervlak te verskaf. Die moontlikheid van voorkoms word tot 'n minimum beperk. In die ontgaste gedeïoniseerde water het die klankveldmeting van die omskakelaar met 'n frekwensie van 1,50 MHz, 'n deursnee van 100 mm en 'n brandpuntsafstand van 150 mm goeie resultate behaal. Die lineêre dinamiese reeks van piëso-elektriese keramiek is egter onvoldoende, wat die boonste limiet wat dit in HIFU-metings gebruik, beïnvloed.

Oor veselinspeksie, Optiese veselwaarneming het anti-elektromagnetiese interferensie, klein grootte, hoë ruimtelike resolusie, wye reaksiebandwydte en uiters vinnige reaksiespoed, en is wyd gebruik in baie velde. Die optiese veselopsporing van die ultrasoniese klankveld verwys na 'n metode om 'n klankveldsein te verkry deur optiese seine soos ligintensiteit en optiese fase gemoduleer deur die klankveld in die optiese vesel te ontleed. Word algemeen gebruik vir die eindvlakmetode, veselroostermetode en akoesto-optiese diffraksiemetode. Daar word voorgestel om die klankveld te meet deur die verandering van die gereflekteerde lig aan die einde van die vesel te gebruik, dit is die eindvlakmetode. Dit is bedek met 'n multi-laag medium aan die einde van die vesel. Wanneer die klankgolf op die meerlaagmedium inval, veroorsaak dit elastiese vervorming van die medium. Op elke vlak is daar gereflekteerde lig, dus die totaal van piëzo-elektriese keramiekbuis gereflekteerde lig is gereflekteerde lig van alle lae. As gevolg van die interferensie kan die klankdruk aan die eindvlak van die vesel gemeet word deur die verandering in die gereflekteerde ligintensiteit te meet.Daar word ook daarop gewys dat die nie-lineêre afwyking van hierdie tipe sensor minder as 5% is by -3-30MPa. In 1996, op grond hiervan, is 'n multi-laag bedekte vesel sensor prototipe voorgestel en ontwerp.

 Hy glo dat die sensor gebruik kan word vir hoë-energie skokgolwe en lae-energie diagnostiese ultraklankmetings. Die sensorsonde het egter beperkte impakweerstand in die HIFU-klankveld. Kouch het dit verbeter met 'n enkelbedekte vesel en gebruik michelson-interferometrie om sensitiwiteit te verbeter. 'n Enkelfilm optiese vesel met 'n titaniumplaatoppervlak word as 'n arm van die interferometer gebruik. Onder die werking van die klankveld sal die eindvlak van die vesel effens beweeg. Hierdie klein verplasing kan deur 'n interferometer opgespoor word. Die ligbron wat in die eksperiment gebruik is, was 'n 2 mW He2He laserbron, en die doel van die fotodiode was om geraas te verminder. In vergelyking met die metode om die verandering van ligintensiteit te meet, is die sensitiwiteit hoër, maar die optiese padstelsel is meer ingewikkeld, en die vibrasie-isolasievereiste is hoog, wat die praktiese toepassing daarvan beïnvloed.