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まず音圧ですが、 HIFUセラミックトランスデューサーは 非常に大きいです。音圧がキャビテーション閾値を超えると、測定媒体内にキャビテーションが発生します。このとき、局所的にはキャビテーション気泡の爆発によって発生する超高圧・高速の噴流が発生します。衝撃波によりセンサーが損傷します。第二に、音響強度が非常に高く、最小音響強度は1000W/cm2以上であり、測定装置の温度が上昇しやすいです。敏感なピエゾ材料の温度がキュリー温度まで上昇すると、センサーの感度は急激に低下します。第三に、トランスデューサの放射面の各点の振動位相が均一でない場合、焦点での音の強さは必ずしも音圧の二乗に比例しません。第四に、放射された音波が有限振幅波範囲に達すると、伝播プロセスが容易になります。
非線形高調波が発生し、音の飽和が発生します。これらすべてが測定を困難にします。主な側面は 3 つあります。まず、HIFU 音場のダイナミック レンジは非常に大きく、焦点での音の強度は非焦点での音の強度よりもはるかに高く、値の変化は 3 ～ 4 桁の大きさです。次に、高音強度条件下では、キャビテーションなどの非線形要因が測定に大きな影響を与えます。第三に、音響焦点領域の精密な測定には、測定装置とセンサーの高い空間分解能が必要です。したがって、測定装置の設計要件は高くなります。測定装置のパラメータを正確に記述する必要があります。 高音圧下での4Mhz HIFU セラミックトランスデューサー 音場は、HIFU 技術の開発において重要な問題となっています。 HIFU 音場を記述する主なパラメータは、音響パワー、音響強度、音圧、音響焦点距離です。 HIFU 音場の検出はまだ完全に理想的な方法ではありません。各方法は、HIFU 音場の 1 つの側面を使用して、音場の 1 つまたは複数のパラメーターを検出します。現在、HIFU音場の主な検出方法は輻射圧法、ハイドロフォン測定法、ファイバー検査、光学検出法である。
HIFU 音場検出の一般的な方法:
放射力検出のための放射法は、液体中の平面超音波パワーの測定に焦点を当てた確立された測定法です。 1987年、幾何学音響の条件下で、HIFU用のピエゾセラミックは 回折のない高周波制限と方形関数としての遠方場指向性を持ち、集束超音波音場における放射力の計算式が導き出され、30°での偏差は0.8%未満です。 1998年には幾何学的音響法を適用して試験対象物への集束超音波の放射力の一般式を導出し、全反射対象物と全吸収対象物への放射力について議論し、実験検証を行った。 1.6MHzの超音波出力測定結果と熱量測定法との誤差は3%以内です。 2005 年、英国国立物理研究所のショーは積分と実験を使用して一般式の妥当性を検証しました。結果は非常に一貫していました。放射線に基づく水柱法 (水は測定点の音響放射圧力または音響エネルギー密度を測定します) を使用して、アノード電源電圧の音場強度を測定しました。 レーザー加工機用ピエゾセラミックスを200Vから2600Vまで測定します。 駆動回路
水柱法では音場測定範囲を2000W/cm2まで拡大できるが、電圧が一定レベル（2600V）まで上昇すると音響パワーが大きすぎて水中に明瞭なキャビテーション気泡群が発生し、音場が乱されて音響パワーの測定が明白になることが指摘されている。飽和傾向を示し不安定。中国は、音響高密度焦点式超音波の音響パワーと音場特性測定の国家基準に合格しました。高密度焦点式超音波 (HIFU) 治療システムの業界標準は、焦点式超音波特性と超音波出力測定の基本的な考え方です。の方法 HIFU ピエゾクリスタル は、ハイドロフォンの 3 次元スキャン方法を使用して音圧の位置を見つけ、焦点を合わせた音場をスキャンして測定し、焦点の幾何学的パラメーターを計算してから、焦点でフルパワーで音圧を直接測定して最大音響強度を導き出します。標準ではハイドロフォンと放射法が推奨されています。
