Lydfeltdeteksjon av høyintensitetsfokusert ultralyd HIFU piezo

Først, lydtrykket til HIFU keramisk svinger er veldig stor. Når lydtrykket overstiger kavitasjonsterskelen, oppstår det kavitasjon i målemediet. På dette tidspunktet tilbyr lokalbefolkningen ekstremt høyt trykk og høyhastighetsstråle generert av kavitasjonsbobleeksplosjonen. Sjokkbølgen vil skade sensoren; for det andre er lydintensiteten veldig høy, minimumslydintensiteten er ikke mindre enn 1000W/cm2, noe som er lett å få temperaturen på måleenheten til å stige. Når temperaturen på det sensitive piezomaterialet stiger til curie-temperaturen, synker følsomheten til sensoren kraftig. for det tredje, hvis vibrasjonsfasen til hvert punkt på den utstrålende overflaten til transduseren ikke er jevn, er ikke lydintensiteten ved fokuset nødvendigvis proporsjonal med kvadratet av lydtrykket; For det fjerde, hvis den utstrålte lydbølgen når det endelige amplitudebølgeområdet, er forplantningsprosessen enkel. 

Ikke-lineære harmoniske genereres og lydmetning oppstår. Alt gjør målingen vanskelig. Det er tre hovedaspekter: For det første er det dynamiske området til HIFU-lydfeltet veldig stort, og lydintensiteten ved fokuset er mye høyere enn ved ikke-fokuspunktet, og verdiendringene er tre eller fire størrelsesordener; For det andre, under de høye lydintensitetsforholdene, har de ikke-lineære faktorene som kavitasjon stor innflytelse på målingen. For det tredje krever finmålingen av det akustiske fokalområdet høy romlig oppløsning av måleanordningen og sensoren. Derfor er designkravene til måleenheten høye. Nøyaktig beskrivelse av parametrene til 4Mhz HIFU keramisk transduser lydfelt under høyt lydtrykk har blitt et viktig tema i utviklingen av HIFU-teknologi. Hovedparametrene som beskriver HIFU-lydfeltet er lydstyrke, lydintensitet, lydtrykk og lydens brennvidde. Deteksjonen av HIFU-lydfeltet har ennå ikke vært en helt ideell metode. Hver metode bruker ett aspekt av HIFU-lydfeltet for å oppdage en eller flere parametere i lydfeltet. For tiden er strålingstrykkmetoden, hydrofonmålemetoden, fiberinspeksjon og optisk deteksjon de viktigste deteksjonsmetodene for HIFU-lydfelt.

Vanlige metoder for HIFU-lydfeltdeteksjon:

Strålingsmetoden for strålingskraftdeteksjon er en veletablert målemetode som fokuserer på å måle planets ultralydeffekt i en væske. I 1987, under betingelse av geometrisk akustikk,piezokeramikk for HIFU er ingen-diffraksjon høyfrekvensbegrensning og fjernfeltsdirektivitet som en rektangulær funksjon, formelen for beregning av strålingskraften er i det fokuserte ultralydslydfeltet ble utledet, Avviket ved 30° er mindre enn 0,8%. I 1998, som brukte den geometriske akustiske metoden for å utlede den generelle formelen for strålingskraften til fokusert ultralyd på testmålet, ble det diskutert strålingskraften på det totale refleksjonsmålet og det totale absorpsjonsmålet, og utført eksperimentell verifikasjon. Avviket mellom 1,6 MHz ultralydeffektmålingsresultatet og den kalorimetriske metoden er ikke mer enn 3 %. I 2005 ble Shaw fra National Physical Laboratory of the United Kingdom brukt integraler og eksperimenter for å bekrefte gyldigheten av den generelle formelen. Resultatene var ganske konsistente. Ved å bruke den strålingsbaserte vannsøylemetoden (vann måler det akustiske strålingstrykket eller den akustiske energitettheten til målepunktet), lydfeltintensiteten til anodestrømspenningen til piezokeramikk for lasermaskindrivkrets fra 200V til 2600V måles. 

Det påpekes at vannsøylemetoden kan øke lydfeltmåleområdet til 2000W/cm2, men når spenningen stiger til et visst nivå (2600V), blir lydeffekten for stor, og det vil genereres en tydelig kavitasjonsboblegruppe i vannet, og lydfeltet forstyrres for å gjøre målelydeffekten tydelig. Ustabil viser en mettet trend. Kina har bestått de nasjonale standardene for måling av akustisk høyintensitetsfokusert ultralydlydstyrke og lydfeltkarakteristikk. høy intensitet fokusert ultralyd (HIFU) behandlingssystem industristandarder er de grunnleggende ideene om å fokusere ultralyd egenskaper og ultralyd effektmåling. Metoden til HIFU piezokrystall bruker den tredimensjonale skannemetoden til hydrofonen for å finne posisjonen til lydtrykket, skanning og måling av det fokuserte lydfeltet, og beregne de geometriske parametrene til brennpunktet, og deretter direkte måle lydtrykket med full kraft ved fokuset for å utlede maksimal lydintensitet. Hydrofoner og strålingsmetoder anbefales for standarden.