Apakah pengesanan Hidrofon

Hidrofon ialah transduser yang menukar isyarat tekanan bunyi bawah air kepada isyarat elektrik. Apabila tekanan (gangguan akustik) pada bahan piezoelektrik tiub seramik piezo berubah, pengagihan caj di dalam bahan piezoelektrik berubah secara berkadar dan dicerminkan dalam bentuk isyarat voltan, jadi ia boleh diekstrak melalui elektrod pada permukaan elemen piezoelektrik. Caj ini dikuatkan oleh penguat voltan atau penguat cas, dan osiloskop pemprosesan isyarat memaparkan imej yang mencerminkan bentuk gelombang gelombang bunyi. Oleh itu, pengukuran tekanan bunyi dalam medan bunyi ultrasonik diselesaikan dengan cara yang sangat mudah. Bahan tradisional yang digunakan untuk ujian medan bunyi ultrasonik ialah seramik piezoelektrik dan PVDF (polyvinylidene fluoride). Seramik piezoelektrik mempunyai kekerasan dan kepekaan yang tinggi, dan boleh menahan julat tertentu tekanan bunyi dalam medan HIFU pada kuasa rendah, tetapi keamatan bunyi meningkat. 

Apabila yang besar transduser tiub silinder piezo mudah pecah, julat dinamik linear adalah kecil, dan impedans akustik adalah tinggi, supaya hidrofon mempunyai gangguan tertentu kepada medan bunyi ukuran.Galangan akustik PVDF adalah dekat dengan galangan akustik air, dengan padanan impedans akustik yang baik, tekstur lembut, pemprosesan mudah adalah tindak balas frekuensi yang sangat baik dan, pemprosesan yang mudah adalah bahan kimia yang stabil. Julat dinamik lebih besar daripada hidrofon seramik piezoelektrik. Oleh itu, pada masa ini, PVDF biasanya digunakan untuk pengukuran. Ia boleh meningkatkan tindak balas frekuensi tidak sekata yang dihasilkan oleh seramik piezoelektrik dan mengurangkan gangguan kepada medan bunyi pengukur selagi filem itu cukup nipis. PVDF boleh didapati dalam kedua-dua jenis filem dan jarum. Diameter jenis filem lebih besar daripada 5 cm, manakala diameter jarum kurang daripada 1 mm, yang mudah rosak dalam medan bunyi HIFU. Saiz kawasan fokus HIFU ialah kira-kira 1.1mm ×2.1mm ×3.2mm. PVDF mempunyai kelemahan resolusi spatial yang rendah, dan ia mempunyai kesan kelebihan. Kelantangan tidak boleh dibuat sangat kecil. Ia dihadkan oleh suhu. Apabila suhu mencapai 60°C, depolarisasi akan berlaku, kadar penggunaan semula adalah rendah, dan pengukuran hidrofon memerlukan kaedah mekanikal untuk pengimbasan titik demi titik. Walaupun satah 10×10 cm 2 diimbas, ia mengambil masa beberapa jam paling cepat, jadi beberapa baris mudah digunakan, tiub piezo untuk transduser hidroakustik menggambarkan taburan medan bunyi menjadi tidak dapat dielakkan.

Penggunaan sfera berongga seramik piezoelektrik frekuensi tinggi sebagai hidrofon mempunyai kelebihan unik dari segi geometri, saiz dan kepekaan. Bola mempunyai diameter 0.7 hingga 1 mm, frekuensi resonans 1.8 hingga 2.7 MHz, dan sensitiviti dua kali ganda daripada hidrofon pin. Ia mempunyai kestabilan yang sangat baik dan tertakluk kepada empat kali tekanan hidrofon pin. Ia adalah penderia yang ideal untuk mengukur medan bunyi intensiti tinggi. Jenis hidrofon baharu untuk pengukuran medan bunyi HIFU dilaporkan, yang menunjukkan bahawa sensor boleh mengukur kuasa bunyi semasa rawatan HI FU, oleh itu transduser piezoelektrik sensitif memastikan penghantaran tenaga yang tepat semasa rawatan, dan pengukuran daya sinaran. Berbanding dengan pengukuran hidrofon, komponennya tahan lama dan mempunyai kesan suhu yang kecil. Pada tahun 2006, Zanelli dan Howard mereka bentuk hidrofon yang berkesan mengelakkan kerosakan peronggaan. seramik piezoelektrik diletakkan dalam perisai logam untuk menyediakan permukaan luar yang licin untuk nukleus peronggaan pada permukaan. Kemungkinan kejadian dikurangkan kepada minimum. Dalam air penyahionan ternyahgas, pengukuran medan bunyi transduser dengan frekuensi 1.50 MHz, diameter 100 mm dan panjang fokus 150 mm telah mencapai hasil yang baik. Walau bagaimanapun, julat dinamik linear seramik piezoelektrik tidak mencukupi, menjejaskan had atas yang digunakan dalam pengukuran HIFU.

Mengenai pemeriksaan gentian, Penderiaan gentian optik mempunyai gangguan anti-elektromagnet, saiz kecil, resolusi spatial tinggi, lebar jalur tindak balas yang luas dan kelajuan tindak balas yang sangat pantas, dan telah digunakan secara meluas dalam banyak bidang. Pengesanan gentian optik medan bunyi ultrasonik merujuk kepada kaedah mendapatkan isyarat medan bunyi dengan menganalisis isyarat optik seperti keamatan cahaya dan fasa optik yang dimodulasi oleh medan bunyi dalam gentian optik. Biasa digunakan untuk kaedah muka hujung, kaedah parut gentian dan kaedah pembelauan akusto-optik. Adalah dicadangkan untuk mengukur medan bunyi dengan menggunakan perubahan cahaya yang dipantulkan pada hujung gentian, iaitu kaedah muka akhir. Ia disalut dengan medium berbilang lapisan di hujung gentian. Apabila gelombang bunyi berlaku pada medium berbilang lapisan, ia menyebabkan ubah bentuk keanjalan medium. Pada setiap peringkat, terdapat cahaya yang dipantulkan, jadi jumlah tiub seramik piezoelektrik cahaya dipantulkan cahaya dipantulkan dari semua lapisan. Hasil daripada gangguan itu, tekanan bunyi pada muka akhir gentian boleh diukur dengan mengukur perubahan dalam keamatan cahaya yang dipantulkan. Ia juga menunjukkan bahawa sisihan tak linear jenis sensor ini adalah kurang daripada 5% pada -3-30MPa. Pada tahun 1996, berdasarkan ini, prototaip sensor gentian bersalut berbilang lapisan telah dicadangkan dan direka bentuk.

 Dia percaya bahawa sensor itu boleh digunakan untuk gelombang kejutan bertenaga tinggi dan pengukuran ultrasound diagnostik tenaga rendah. Walau bagaimanapun, probe sensor mempunyai rintangan hentaman terhad dalam medan bunyi HIFU. Kouch telah menambah baiknya dengan gentian bersalut tunggal dan menggunakan interferometri michelson untuk meningkatkan sensitiviti. Gentian optik filem tunggal dengan permukaan plat titanium digunakan sebagai lengan interferometer. Di bawah tindakan medan bunyi, muka hujung gentian akan bergerak sedikit. Anjakan kecil ini boleh dikesan oleh interferometer. Sumber cahaya yang digunakan dalam eksperimen adalah sumber laser 2 mW He2He, dan tujuan fotodiod adalah untuk mengurangkan bunyi. Berbanding dengan kaedah mengukur perubahan keamatan cahaya, kepekaan lebih tinggi, tetapi sistem laluan optik lebih rumit, dan keperluan pengasingan getaran adalah tinggi, yang menjejaskan aplikasi praktikalnya.