Hva er hydrofondeteksjonen

En hydrofon er en transduser som konverterer et lydtrykksignal under vann til et elektrisk signal. Når trykket (akustisk forstyrrelse) på det piezoelektriske materialet piezokeramiske rør endres, ladningsfordelingen inne i det piezoelektriske materialet endres proporsjonalt og reflekteres i form av et spenningssignal, slik at det kan trekkes ut gjennom elektroden på overflaten av det piezoelektriske elementet. Disse ladningene forsterkes av en spenningsforsterker eller en ladningsforsterker, og signalbehandlingsoscilloskopet viser et bilde som reflekterer bølgeformen til lydbølgen. Dermed fullføres lydtrykkmålingen i ultralydslydfeltet på en svært enkel måte. Tradisjonelle materialer som brukes til ultralydlydfelttesting er piezoelektrisk keramikk og PVDF (polyvinylidenfluorid). Piezoelektrisk keramikk har høy hardhet og følsomhet, og tåler et visst område av lydtrykk i HIFU-feltet ved lav effekt, men lydintensiteten økes. 

Når den store piezo-sylinderrørstransduseren brytes lett, det lineære dynamiske området er lite, og den akustiske impedansen er høy, slik at hydrofonen har en viss interferens på målelydfeltet. PVDF-akustiske impedansen er nær den akustiske impedansen til vann, med god akustisk impedanstilpasning, myk tekstur, enkel prosessering er utmerket, stabil kjemisk respons og bred, stabil kjemisk respons. Det dynamiske området er større enn for piezoelektriske keramiske hydrofoner. Derfor brukes PVDF for tiden generelt til måling. Det kan forbedre den ujevne frekvensresponsen produsert av piezoelektrisk keramikk og redusere interferensen til målelydfeltet så lenge filmen er tynn nok. PVDF er tilgjengelig i både film- og nåletyper. Diameteren på filmtypen er større enn 5 cm, mens diameteren på nålen er mindre enn 1 mm, noe som lett skades i HIFU-lydfeltet. Størrelsen på HIFU-fokusområdet er omtrent 1,1 mm × 2,1 mm × 3,2 mm. PVDF har ulempen med lav romlig oppløsning, og det har kanteffekt. Volumet kan ikke gjøres veldig lite. Den er begrenset av temperaturen. Når temperaturen når 60°C, vil det være depolarisering, gjenbrukshastigheten er lav, og hydrofonmålingen krever en mekanisk metode for punkt-for-punkt skanning. Selv om et fly på 10×10 cm 2 skannes, tar det flere timer på det raskeste, så noen enkle linjer brukes, piezorør for hydroakustiske transdusere beskriver lydfeltfordelingen blir uunngåelig.

Bruken av høyfrekvente piezoelektriske keramiske hule kuler som hydrofoner har unike fordeler når det gjelder geometri, størrelse og følsomhet. Kulen har en diameter på 0,7 til 1 mm, en resonansfrekvens på 1,8 til 2,7 MHz, og en følsomhet som er dobbelt så stor som en pinnehydrofon. Den har utmerket stabilitet og utsettes for fire ganger trykket til en pinnehydrofon. Det er en ideell sensor for måling av høyintensitets lydfelt. Det rapporteres om en ny type hydrofon for HIFU lydfeltmåling, som indikerer at sensoren kan måle lydeffekt under HI FU behandling, dermed Den følsomme piezoelektriske svingeren sikrer nøyaktig levering av energi under behandling og måling av strålingskraft. Sammenlignet med hydrofonmålinger er komponentene holdbare og har en liten temperaturpåvirkning. I 2006 designet Zanelli og Howard en hydrofon som effektivt unngår kavitasjonsskader. den piezoelektriske keramikken er plassert i et metallskjold for å gi en jevn ytre overflate for kavitasjonskjernen på overflaten. Muligheten for forekomst er redusert til et minimum. I det avgassede avioniserte vannet har lydfeltmålingen til transduseren med en frekvens på 1,50 MHz, en diameter på 100 mm og en brennvidde på 150 mm gitt gode resultater. Imidlertid er det lineære dynamiske området for piezoelektrisk keramikk utilstrekkelig, noe som påvirker den øvre grensen den bruker i HIFU-målinger.

Om fiberinspeksjon, Optisk fibersensor har anti-elektromagnetisk interferens, liten størrelse, høy romlig oppløsning, bred responsbåndbredde og ekstremt rask responshastighet, og har blitt mye brukt på mange felt. Den optiske fiberdeteksjonen av ultralydlydfeltet refererer til en metode for å oppnå et lydfeltsignal ved å analysere optiske signaler som lysintensitet og optisk fase modulert av lydfeltet i den optiske fiberen. Vanligvis brukt for endeflatemetode, fibergittermetode og akusto-optisk diffraksjonsmetode. Det foreslås å måle lydfeltet ved å bruke endringen av det reflekterte lyset i enden av fiberen, det vil si endeflatemetoden. Den er belagt med et flerlagsmedium på enden av fiberen. Når lydbølgen faller inn på flerlagsmediet, forårsaker det elastisk deformasjon av mediet. På hvert nivå er det reflektert lys, så totalt piezoelektrisk keramisk rør reflektert lys er reflektert lys fra alle lag. Som et resultat av interferensen kan lydtrykket ved endeflaten av fiberen måles ved å måle endringen i den reflekterte lysintensiteten. Det påpekes også at det ikke-lineære avviket til denne typen sensor er mindre enn 5 % ved -3-30MPa. I 1996, basert på dette, ble en flerlags belagt fibersensorprototype foreslått og designet.

 Han mener at sensoren kan brukes til høyenergiske sjokkbølger og lavenergidiagnostiske ultralydmålinger. Imidlertid har sensorsonden begrenset slagmotstand i HIFU-lydfeltet. Kouch har forbedret den med en enkelt belagt fiber og bruker michelson interferometri for å forbedre følsomheten. En enkeltfilm optisk fiber med en titanplateoverflate brukes som en arm på interferometeret. Under påvirkning av lydfeltet vil endeflaten til fiberen bevege seg litt. Denne lille forskyvningen kan oppdages av et interferometer. Lyskilden som ble brukt i forsøket var en 2 mW He2He laserkilde, og formålet med fotodioden var å redusere støy. Sammenlignet med metoden for å måle endringen i lysintensiteten, er følsomheten høyere, men det optiske banesystemet er mer komplisert, og vibrasjonsisolasjonskravet er høyt, noe som påvirker den praktiske anvendelsen.