Rilevamento del campo sonoro di ultrasuoni focalizzati HIFU ad alta intensità piezoelettrici

Innanzitutto, la pressione sonora del Il trasduttore ceramico HIFU è molto grande. Quando la pressione sonora supera la soglia di cavitazione, si verifica la cavitazione nel mezzo di misurazione. In questo momento, la zona offre una pressione estremamente elevata e un getto ad alta velocità generato dall'esplosione della bolla di cavitazione. L'onda d'urto danneggerà il sensore; in secondo luogo, l'intensità del suono è molto elevata, l'intensità del suono minima non è inferiore a 1000 W/cm2, il che può facilmente causare un aumento della temperatura del dispositivo di misurazione. Quando la temperatura del materiale piezoelettrico sensibile sale alla temperatura di curie, la sensibilità del sensore diminuisce drasticamente. in terzo luogo, se la fase di vibrazione di ciascun punto della superficie radiante del trasduttore non è uniforme, l'intensità sonora al fuoco non è necessariamente proporzionale al quadrato della pressione sonora; quarto, se l'onda sonora irradiata raggiunge la gamma d'onda di ampiezza finita, il processo di propagazione è facile. 

Vengono generate armoniche non lineari e si verifica la saturazione del suono. Tutto rende difficile la misurazione. Ci sono tre aspetti principali: in primo luogo, la gamma dinamica del campo sonoro HIFU è molto ampia e l'intensità del suono nel punto focale è molto più elevata di quella nel punto non focale e le variazioni di valore sono tre o quattro ordini di grandezza; in secondo luogo, in condizioni di elevata intensità sonora, i fattori non lineari come la cavitazione hanno una grande influenza sulla misurazione. In terzo luogo, la misurazione precisa della regione focale acustica richiede un'elevata risoluzione spaziale del dispositivo di misurazione e del sensore. Pertanto, i requisiti di progettazione del dispositivo di misurazione sono elevati. Descrivere accuratamente i parametri del Il campo sonoro del trasduttore ceramico HIFU da 4 Mhz ad alta pressione sonora è diventato una questione importante nello sviluppo della tecnologia HIFU. I parametri principali che descrivono il campo sonoro HIFU sono la potenza sonora, l'intensità del suono, la pressione sonora e la lunghezza focale del suono. Il rilevamento del campo sonoro HIFU non è stato ancora un metodo del tutto ideale. Ciascun metodo utilizza un aspetto del campo sonoro HIFU per rilevare uno o più parametri del campo sonoro. Attualmente, il metodo della pressione di radiazione, il metodo di misurazione dell'idrofono, l'ispezione delle fibre e il rilevamento ottico sono i principali metodi di rilevamento del campo sonoro HIFU.

Metodi comuni per il rilevamento del campo sonoro HIFU:

Il metodo di radiazione per il rilevamento della forza di radiazione è un metodo di misurazione consolidato che si concentra sulla misurazione della potenza ultrasonica piana in un liquido. Nel 1987, in condizioni di acustica geometrica,le ceramiche piezoelettriche per HIFU sono limitazioni ad alta frequenza senza diffrazione e direttività del campo lontano come funzione rettangolare, è stata derivata la formula per calcolare la forza di radiazione nel campo sonoro ultrasonico focalizzato, la deviazione a 30° è inferiore allo 0,8%. Nel 1998, che ha applicato il metodo acustico geometrico per ricavare la formula generale della forza di radiazione degli ultrasuoni focalizzati sul bersaglio di prova, è stata discussa la forza di radiazione sul bersaglio di riflessione totale e sul bersaglio di assorbimento totale, ed è stata effettuata una verifica sperimentale. La deviazione tra il risultato della misurazione della potenza ultrasonica a 1,6 MHz e il metodo calorimetrico non è superiore al 3%. Nel 2005 Shaw del National Physical Laboratory del Regno Unito utilizza integrali ed esperimenti per verificare la validità della formula generale. I risultati sono stati abbastanza coerenti. Utilizzando il metodo della colonna d'acqua basato sulle radiazioni (l'acqua misura la pressione di radiazione acustica o la densità di energia acustica del punto di misurazione), l'intensità del campo sonoro della tensione di alimentazione anodica del la ceramica piezoelettrica per il circuito di pilotaggio della macchina laser da 200 V a 2600 V. Viene misurata  

Si sottolinea che il metodo della colonna d'acqua può aumentare l'intervallo di misurazione del campo sonoro a 2000 W/cm2, ma quando la tensione sale a un certo livello (2600 V), la potenza sonora è troppo grande e nell'acqua verrà generato un chiaro gruppo di bolle di cavitazione e il campo sonoro verrà disturbato per rendere evidente la misurazione della potenza sonora. Instabile che mostra un trend saturo. La Cina ha superato gli standard nazionali per la misurazione della potenza sonora degli ultrasuoni focalizzati ad alta intensità e delle caratteristiche del campo sonoro. Gli standard di settore dei sistemi di trattamento con ultrasuoni focalizzati ad alta intensità (HIFU) sono le idee di base sulla focalizzazione delle caratteristiche degli ultrasuoni e sulla misurazione della potenza ultrasonica. Il metodo di Il cristallo piezoelettrico HIFU utilizza il metodo di scansione tridimensionale dell'idrofono per trovare la posizione della pressione sonora, scansionando e misurando il campo sonoro focalizzato e calcolando i parametri geometrici della macchia focale, quindi misurando direttamente la pressione sonora a piena potenza nel fuoco per ricavare la massima intensità sonora. Per lo standard si raccomandano idrofoni e metodi di radiazione.