Detectarea câmpului sonor al ultrasunetelor focalizate de înaltă intensitate HIFU piezo

În primul rând, presiunea sonoră a Traductorul ceramic HIFU este foarte mare. Când presiunea sonoră depășește pragul de cavitație, cavitația are loc în mediul de măsurare. În acest moment, localul oferă jet de presiune extrem de mare și de mare viteză generat de explozia bulei de cavitație. Unda de șoc va deteriora senzorul; în al doilea rând, intensitatea sunetului este foarte mare, intensitatea minimă a sunetului nu este mai mică de 1000W/cm2, ceea ce este ușor să provoace creșterea temperaturii dispozitivului de măsurare. Când temperatura materialului piezo sensibil crește la temperatura curie, sensibilitatea senzorului scade brusc. în al treilea rând, dacă faza de vibrație a fiecărui punct al suprafeței radiante a traductorului nu este uniformă, intensitatea sunetului la focalizare nu este neapărat proporțională cu pătratul presiunii sonore; în al patrulea rând, dacă unda sonoră radiată atinge domeniul de unde de amplitudine finită, procesul de propagare este ușor. 

Sunt generate armonici neliniare și are loc saturația sunetului. Toate îngreunează măsurarea. Există trei aspecte principale: în primul rând, intervalul dinamic al câmpului sonor HIFU este foarte mare, iar intensitatea sunetului la focalizare este mult mai mare decât cea din punctul nefocalizat, iar modificările valorii sunt de trei sau patru ordine de mărime; în al doilea rând, în condițiile de intensitate ridicată a sunetului, factorii neliniari, cum ar fi cavitația, au o mare influență asupra măsurării. În al treilea rând, măsurarea fină a regiunii focale acustice necesită o rezoluție spațială mare a dispozitivului de măsurare și a senzorului. Prin urmare, cerințele de proiectare ale dispozitivului de măsurare sunt ridicate. Descrierea cu precizie a parametrilor Câmpul sonor al traductorului ceramic HIFU de 4Mhz sub presiune sonoră ridicată a devenit o problemă importantă în dezvoltarea tehnologiei HIFU. Principalii parametri care descriu câmpul sonor HIFU sunt puterea sunetului, intensitatea sunetului, presiunea sonoră și distanța focală a sunetului. Detectarea câmpului sonor HIFU nu a fost încă o metodă complet ideală. Fiecare metodă utilizează un aspect al câmpului sonor HIFU pentru a detecta unul sau mai mulți parametri ai câmpului sonor. În prezent, metoda presiunii radiației, metoda de măsurare a hidrofonului, inspecția fibrelor și detecția optică sunt principalele metode de detectare a câmpului sonor HIFU.

Metode comune pentru detectarea câmpului sonor HIFU:

Metoda de radiație pentru detectarea forței de radiație este o metodă de măsurare bine stabilită care se concentrează pe măsurarea puterii ultrasonice plane într-un lichid. În 1987, sub condiția acusticii geometrice,Ceramica piezo pentru HIFU este limitarea de înaltă frecvență fără difracție și directivitate în câmp îndepărtat ca funcție dreptunghiulară, formula pentru calcularea forței de radiație este în câmpul sonor ultrasonic focalizat a fost derivată, Abaterea la 30 ° este mai mică de 0,8%. În 1998, care a aplicat metoda acustică geometrică pentru a deriva formula generală a forței de radiație a ultrasunetelor focalizate pe ținta de testare, se discută forța de radiație pe ținta totală de reflexie și ținta totală de absorbție și s-a efectuat verificarea experimentală. Abaterea dintre rezultatul măsurării puterii ultrasonice de 1,6 MHz și metoda calorimetrică nu este mai mare de 3%. În 2005, Shaw de la Laboratorul Național de Fizică din Regatul Unit a folosit integrale și experimente pentru a verifica validitatea formulei generale. Rezultatele au fost destul de consistente. Folosind metoda coloanei de apă bazată pe radiații (apa măsoară presiunea radiației acustice sau densitatea energiei acustice a punctului de măsurare), intensitatea câmpului sonor al tensiunii de putere a anodului ceramica piezo pentru circuitul de comandă al mașinii laser de la 200V la 2600V. Se măsoară  

Se subliniază că metoda coloanei de apă poate crește domeniul de măsurare a câmpului sonor la 2000W/cm2, dar când tensiunea crește la un anumit nivel (2600V), puterea sonoră este prea mare și un grup de bule de cavitație clară va fi generat în apă, iar câmpul sonor este perturbat pentru a face evidentă puterea sonoră de măsurare. Instabil care arată o tendință saturată. China a trecut standardele naționale de măsurare a puterii sonore a ultrasunetelor de intensitate ridicată acustică și a caracteristicilor câmpului sonor. standardele industriei sistemului de tratament cu ultrasunete focalizate de înaltă intensitate (HIFU) reprezintă ideile de bază ale focalizării caracteristicilor ultrasunetelor și măsurării puterii ultrasonice. Metoda de Cristalul piezo HIFU utilizează metoda de scanare tridimensională a hidrofonului pentru a găsi poziția presiunii sonore, scanează și măsoară câmpul sonor focalizat și calculează parametrii geometrici ai punctului focal și apoi măsoară direct presiunea sonoră la putere maximă la focalizare pentru a obține intensitatea maximă a sunetului. Hidrofoanele și metodele de radiație sunt recomandate pentru standard.