Detekcija zvučnog polja visokog intenziteta fokusiranog ultrazvuka HIFU piezo

Prvo, zvučni tlak HIFU keramička sonda je vrlo velika. Kada zvučni tlak prijeđe prag kavitacije, u mjernom mediju dolazi do kavitacije. U ovom trenutku, lokalna ponuda izuzetno visokog tlaka i velike brzine mlaza generiranog eksplozijom mjehurića kavitacije. Udarni val će oštetiti senzor; drugo, intenzitet zvuka je vrlo visok, minimalni intenzitet zvuka nije manji od 1000W/cm2, što lako uzrokuje porast temperature mjernog uređaja. Kada temperatura osjetljivog piezo materijala poraste do curiejeve temperature, osjetljivost senzora naglo pada. treće, ako faza vibracije svake točke površine koja zrači pretvarača nije ujednačena, intenzitet zvuka u žarištu nije nužno proporcionalan kvadratu zvučnog tlaka; četvrto, ako izračeni zvučni val dosegne valni raspon konačne amplitude, proces širenja je lak. 

Generiraju se nelinearni harmonici i dolazi do zasićenja zvuka. Sve to otežava mjerenje. Postoje tri glavna aspekta: Prvo, dinamički raspon HIFU zvučnog polja je vrlo velik, a intenzitet zvuka u fokusu mnogo je veći od onoga u točki koja nije u fokusu, a promjene vrijednosti su tri ili četiri reda veličine; drugo, pod uvjetima visokog intenziteta zvuka, nelinearni faktori kao što je kavitacija imaju veliki utjecaj na mjerenje. Treće, fino mjerenje akustičkog žarišnog područja zahtijeva visoku prostornu rezoluciju mjernog uređaja i senzora. Stoga su zahtjevi dizajna mjernog uređaja visoki. Precizno opisivanje parametara Zvučno polje HIFU keramičkog pretvornika od 4Mhz pod visokim zvučnim tlakom postalo je važno pitanje u razvoju HIFU tehnologije. Glavni parametri koji opisuju HIFU zvučno polje su zvučna snaga, intenzitet zvuka, zvučni tlak i žarišna duljina zvuka. Detekcija HIFU zvučnog polja još uvijek nije bila potpuno idealna metoda. Svaka metoda koristi jedan aspekt HIFU zvučnog polja za otkrivanje jednog ili više parametara zvučnog polja. Trenutačno su metode radijacijskog tlaka, hidrofonske metode mjerenja, inspekcija vlakana i optička detekcija glavne metode detekcije HIFU zvučnog polja.

Uobičajene metode za HIFU detekciju zvučnog polja:

Metoda zračenja za detekciju sile zračenja je dobro uspostavljena mjerna metoda koja se fokusira na mjerenje ravne ultrazvučne snage u tekućini. Godine 1987., u uvjetima geometrijske akustike,piezo keramika za HIFU je visokofrekventno ograničenje bez difrakcije i usmjerenost dalekog polja kao pravokutna funkcija, izvedena je formula za izračunavanje sile zračenja u fokusiranom ultrazvučnom zvučnom polju, odstupanje na 30° je manje od 0,8%. Godine 1998., koja je primijenila geometrijsku akustičku metodu za izvođenje opće formule sile zračenja fokusiranog ultrazvuka na ispitnu metu, raspravlja se o sili zračenja na meti totalne refleksije i meti ukupne apsorpcije, te se provodi eksperimentalna verifikacija. Odstupanje između rezultata ultrazvučnog mjerenja snage od 1,6 MHz i kalorimetrijske metode nije veće od 3%. Godine 2005. Shaw iz Nacionalnog fizikalnog laboratorija Ujedinjenog Kraljevstva upotrijebio je integrale i eksperimente za provjeru valjanosti opće formule. Rezultati su bili prilično dosljedni. Korištenjem metode vodenog stupca temeljene na zračenju (voda mjeri tlak akustičnog zračenja ili gustoću akustične energije mjerne točke), intenzitet zvučnog polja napona snage anode piezo keramika za laserskog stroja od 200V do 2600V se mjeri. pogonski krug  

Naglašeno je da metoda vodenog stupca može povećati raspon mjerenja zvučnog polja na 2000 W/cm2, ali kada napon poraste na određenu razinu (2600 V), zvučna snaga je prevelika i u vodi će se generirati jasna skupina kavitacijskih mjehurića, a zvučno polje je poremećeno kako bi mjerna zvučna snaga postala očigledna. Nestabilan pokazuje zasićeni trend. Kina je prošla nacionalne standarde akustičnog ultrazvuka usmjerenog visokog intenziteta, zvučne snage i mjerenja karakteristika zvučnog polja. Industrijski standardi sustava za liječenje fokusiranim ultrazvukom visokog intenziteta (HIFU) osnovne su ideje fokusiranja ultrazvučnih karakteristika i mjerenja ultrazvučne snage. Metoda od HIFU piezo kristal koristi metodu trodimenzionalnog skeniranja hidrofona za pronalaženje položaja zvučnog tlaka, skeniranje i mjerenje fokusiranog zvučnog polja i izračunavanje geometrijskih parametara žarišne točke, a zatim izravno mjerenje zvučnog tlaka punom snagom u fokusu kako bi se dobio maksimalni intenzitet zvuka. Za standard se preporučuju hidrofoni i metode zračenja.