उच्च तीव्रता केंद्रित अल्ट्रासाउंड HIFU पीज़ो का ध्वनि क्षेत्र का पता लगाना

सबसे पहले, का ध्वनि दबाव HIFU सिरेमिक ट्रांसड्यूसर बहुत बड़ा है। जब ध्वनि दबाव गुहिकायन सीमा से अधिक हो जाता है, तो माप माध्यम में गुहिकायन होता है। इस समय, स्थानीय गुहिकायन बुलबुला विस्फोट से उत्पन्न अत्यधिक उच्च दबाव और उच्च गति वाले जेट की पेशकश करते हैं। शॉक वेव सेंसर को नुकसान पहुंचाएगी; दूसरे, ध्वनि की तीव्रता बहुत अधिक है, न्यूनतम ध्वनि तीव्रता 1000W/cm2 से कम नहीं है, जिससे मापने वाले उपकरण का तापमान बढ़ना आसान है। जब संवेदनशील पीजो सामग्री का तापमान क्यूरी तापमान तक बढ़ जाता है, तो सेंसर की संवेदनशीलता तेजी से कम हो जाती है। तीसरा, यदि ट्रांसड्यूसर की विकिरण सतह के प्रत्येक बिंदु का कंपन चरण एक समान नहीं है, तो फोकस पर ध्वनि की तीव्रता आवश्यक रूप से ध्वनि दबाव के वर्ग के समानुपाती नहीं होती है; चौथा, यदि विकिरणित ध्वनि तरंग परिमित आयाम तरंग सीमा तक पहुंचती है, तो प्रसार प्रक्रिया आसान होती है। 

नॉनलाइनियर हार्मोनिक्स उत्पन्न होते हैं और ध्वनि संतृप्ति होती है। यह सब माप को कठिन बना देता है। तीन मुख्य पहलू हैं: सबसे पहले, HIFU ध्वनि क्षेत्र की गतिशील सीमा बहुत बड़ी है, और फोकस पर ध्वनि की तीव्रता गैर-फोकस बिंदु की तुलना में बहुत अधिक है, और मूल्य परिवर्तन परिमाण के तीन या चार क्रम हैं; दूसरा, उच्च ध्वनि तीव्रता स्थितियों के तहत, गुहिकायन जैसे गैर-रैखिक कारकों का माप पर बहुत प्रभाव पड़ता है। तीसरा, ध्वनिक फोकल क्षेत्र के बारीक माप के लिए मापने वाले उपकरण और सेंसर के उच्च स्थानिक रिज़ॉल्यूशन की आवश्यकता होती है। इसलिए, मापने वाले उपकरण की डिज़ाइन आवश्यकताएँ अधिक हैं। के मापदंडों का सटीक वर्णन उच्च ध्वनि दबाव के तहत 4 मेगाहर्ट्ज HIFU सिरेमिक ट्रांसड्यूसर ध्वनि क्षेत्र HIFU प्रौद्योगिकी के विकास में एक महत्वपूर्ण मुद्दा बन गया है। HIFU ध्वनि क्षेत्र का वर्णन करने वाले मुख्य पैरामीटर ध्वनि शक्ति, ध्वनि तीव्रता, ध्वनि दबाव और ध्वनि फोकल लंबाई हैं। HIFU ध्वनि क्षेत्र का पता लगाना अभी तक पूरी तरह से आदर्श तरीका नहीं है। प्रत्येक विधि ध्वनि क्षेत्र के एक या कई मापदंडों का पता लगाने के लिए HIFU ध्वनि क्षेत्र के एक पहलू का उपयोग करती है। वर्तमान में, विकिरण दबाव विधि, हाइड्रोफोन माप विधि, फाइबर निरीक्षण और ऑप्टिकल डिटेक्शन HIFU ध्वनि क्षेत्र की मुख्य पहचान विधियां हैं।

HIFU ध्वनि क्षेत्र का पता लगाने के लिए सामान्य तरीके:

विकिरण बल का पता लगाने के लिए विकिरण विधि एक अच्छी तरह से स्थापित माप विधि है जो एक तरल में समतल अल्ट्रासोनिक शक्ति को मापने पर केंद्रित है। 1987 में, ज्यामितीय ध्वनिकी की स्थिति के तहत,HIFU के लिए पीजो सिरेमिक्स एक आयताकार फ़ंक्शन के रूप में कोई विवर्तन उच्च-आवृत्ति सीमा और दूर-क्षेत्र की दिशा नहीं है, विकिरण बल की गणना करने का सूत्र केंद्रित अल्ट्रासोनिक ध्वनि क्षेत्र में प्राप्त किया गया था, 30 डिग्री पर विचलन 0.8% से कम है। 1998 में, जिसने परीक्षण लक्ष्य पर केंद्रित अल्ट्रासाउंड के विकिरण बल के सामान्य सूत्र को प्राप्त करने के लिए ज्यामितीय ध्वनिक विधि को लागू किया, इसमें कुल प्रतिबिंब लक्ष्य और कुल अवशोषण लक्ष्य पर विकिरण बल पर चर्चा की गई, और प्रयोगात्मक सत्यापन किया गया। 1.6 मेगाहर्ट्ज अल्ट्रासोनिक पावर माप परिणाम और कैलोरीमेट्रिक विधि के बीच विचलन 3% से अधिक नहीं है। 2005 में, यूनाइटेड किंगडम की राष्ट्रीय भौतिक प्रयोगशाला के शॉ ने सामान्य सूत्र की वैधता को सत्यापित करने के लिए इंटीग्रल और प्रयोगों का उपयोग किया है। परिणाम काफी सुसंगत थे। विकिरण आधारित जल स्तंभ विधि (पानी ध्वनिक विकिरण दबाव या मापने वाले बिंदु की ध्वनिक ऊर्जा घनत्व को मापता है) का उपयोग करके, एनोड पावर वोल्टेज की ध्वनि क्षेत्र की तीव्रता लेजर मशीन ड्राइविंग सर्किट के लिए पीजो सिरेमिक को 200V से 2600V तक मापा जाता है। 

यह बताया गया है कि जल स्तंभ विधि ध्वनि क्षेत्र माप सीमा को 2000W/cm2 तक बढ़ा सकती है, लेकिन जब वोल्टेज एक निश्चित स्तर (2600V) तक बढ़ जाता है, तो ध्वनि शक्ति बहुत बड़ी होती है, और पानी में एक स्पष्ट गुहिकायन बुलबुला समूह उत्पन्न होगा, और ध्वनि क्षेत्र को मापने की ध्वनि शक्ति को स्पष्ट करने के लिए परेशान किया जाता है। अस्थिर एक संतृप्त प्रवृत्ति दिखा रहा है। चीन ने ध्वनिक उच्च तीव्रता केंद्रित अल्ट्रासाउंड ध्वनि शक्ति और ध्वनि क्षेत्र विशेषताओं माप के राष्ट्रीय मानकों को पारित कर दिया है। उच्च तीव्रता केंद्रित अल्ट्रासाउंड (एचआईएफयू) उपचार प्रणाली उद्योग मानक अल्ट्रासाउंड विशेषताओं और अल्ट्रासोनिक पावर माप पर ध्यान केंद्रित करने का मूल विचार है। की विधि HIFU पीजो क्रिस्टल ध्वनि दबाव की स्थिति का पता लगाने, केंद्रित ध्वनि क्षेत्र को स्कैन करने और मापने, और फोकल स्पॉट के ज्यामितीय मापदंडों की गणना करने और फिर अधिकतम ध्वनि तीव्रता प्राप्त करने के लिए फोकस पर पूर्ण शक्ति पर ध्वनि दबाव को सीधे मापने के लिए हाइड्रोफोन की त्रि-आयामी स्कैनिंग विधि का उपयोग कर रहा है। मानक के लिए हाइड्रोफ़ोन और विकिरण विधियों की अनुशंसा की जाती है।