Ce este detectarea hidrofonului

Un hidrofon este un traductor care convertește un semnal de presiune acustică subacvatică într-un semnal electric. Când presiunea (perturbarea acustică) asupra materialului piezoelectric tuburile piezoceramice se modifică, distribuția sarcinii în interiorul materialului piezoelectric se modifică proporțional și se reflectă sub forma unui semnal de tensiune, astfel încât poate fi extras prin electrod de pe suprafața elementului piezoelectric. Aceste sarcini sunt amplificate de un amplificator de tensiune sau de un amplificator de încărcare, iar osciloscopul de procesare a semnalului afișează o imagine care reflectă forma de undă a undei sonore. Astfel, măsurarea presiunii sonore în câmpul sonor ultrasonic este finalizată într-un mod foarte simplu. Materialele tradiționale utilizate pentru testarea câmpului sonor cu ultrasunete sunt ceramica piezoelectrică și PVDF (fluorura de poliviniliden). Ceramica piezoelectrică are duritate și sensibilitate ridicate și poate rezista la o anumită gamă de presiune sonoră în câmpul HIFU la putere scăzută, dar intensitatea sunetului este crescută. 

Când cel mare Traductorul cu tub cilindric piezo este ușor de spart, intervalul dinamic liniar este mic, iar impedanța acustică este mare, astfel încât hidrofonul are o anumită interferență cu câmpul sonor de măsurare. Impedanța acustică PVDF este aproape de impedanța acustică a apei, cu o bună potrivire a impedanței acustice, textură moale, frecvență liniară și proprietăți chimice ușoare, cu o frecvență liniară și proprietăți chimice excelente. Intervalul dinamic este mai mare decât cel al hidrofoanelor ceramice piezoelectrice. Prin urmare, în prezent, PVDF este utilizat în general pentru măsurare. Poate îmbunătăți răspunsul neuniform în frecvență produs de ceramica piezoelectrică și poate reduce interferența la câmpul sonor de măsurare atâta timp cât filmul este suficient de subțire. PVDF este disponibil atât în ​​​​tipuri de film, cât și de ace. Diametrul tipului de film este mai mare de 5 cm, în timp ce diametrul acului este mai mic de 1 mm, care este ușor deteriorat în câmpul sonor HIFU. Dimensiunea regiunii focale HIFU este de aproximativ 1,1 mm × 2,1 mm × 3,2 mm. PVDF are dezavantajul rezoluției spațiale scăzute și are efect de margine. Volumul nu poate fi făcut foarte mic. Este limitat de temperatură. Când temperatura ajunge la 60°C, se va produce depolarizarea, rata de reutilizare este scăzută, iar măsurarea hidrofonului necesită o metodă mecanică de scanare punct cu punct. Chiar dacă este scanat un avion de 10×10 cm 2, durează câteva ore cel mai rapid, așa că sunt folosite câteva linii simple, tub piezo pentru traductoare hidroacustice descriu distribuția câmpului sonor devine inevitabil.

Utilizarea sferelor goale ceramice piezoelectrice de înaltă frecvență ca hidrofoane are avantaje unice în ceea ce privește geometria, dimensiunea și sensibilitatea. Bila are un diametru de 0,7 până la 1 mm, o frecvență de rezonanță de 1,8 până la 2,7 MHz și o sensibilitate de două ori mai mare decât a unui hidrofon pin. Are o stabilitate excelentă și este supus unei presiuni de patru ori mai mare decât a unui hidrofon cu știft. Este un senzor ideal pentru măsurarea câmpurilor sonore de mare intensitate. Este raportat un nou tip de hidrofon pentru măsurarea câmpului sonor HIFU, care indică faptul că senzorul poate măsura puterea sonoră în timpul tratamentului HI FU, astfel traductorul piezoelectric sensibil asigură livrarea precisă a energiei în timpul tratamentului și măsurarea forței de radiație. În comparație cu măsurătorile hidrofonului, componentele sale sunt durabile și au un impact mic asupra temperaturii. În 2006, Zanelli și Howard au conceput un hidrofon care evită eficient deteriorarea cavitației. ceramica piezoelectrică este plasată într-un scut metalic pentru a asigura o suprafață exterioară netedă pentru nucleul de cavitație de pe suprafață. Posibilitatea de apariție este redusă la minimum. În apa degazată deionizată, măsurarea câmpului sonor al traductorului cu o frecvență de 1,50 MHz, un diametru de 100 mm și o distanță focală de 150 mm a obținut rezultate bune. Cu toate acestea, intervalul dinamic liniar al ceramicii piezoelectrice este insuficient, afectând limita superioară pe care o folosește în măsurătorile HIFU.

Despre inspecția fibrelor, senzorul de fibră optică are interferențe anti-electromagnetice, dimensiune mică, rezoluție spațială mare, lățime de bandă largă de răspuns și viteză de răspuns extrem de rapidă și a fost utilizat pe scară largă în multe domenii. Detectarea prin fibră optică a câmpului sonor ultrasonic se referă la o metodă de obținere a unui semnal de câmp sonor prin analiza semnalelor optice precum intensitatea luminii și faza optică modulată de câmpul sonor din fibra optică. Folosit în mod obișnuit pentru metoda feței de capăt, metoda rețelei de fibre și metoda de difracție acusto-optică. Se propune măsurarea câmpului sonor utilizând modificarea luminii reflectate la capătul fibrei, adică metoda feței de capăt. Este acoperit cu un mediu multistrat la capătul fibrei. Când unda sonoră este incidentă pe mediul multistrat, aceasta provoacă deformarea elastică a mediului. La fiecare nivel, există lumină reflectată, deci totalul de Tubul ceramic piezoelectric lumina reflectată este lumina reflectată din toate straturile. Ca urmare a interferenței, presiunea sonoră de la capătul fibrei poate fi măsurată prin măsurarea modificării intensității luminii reflectate. De asemenea, se subliniază că abaterea neliniară a acestui tip de senzor este mai mică de 5% la -3-30MPa. În 1996, pe baza acestui fapt, a fost propus și proiectat un prototip de senzor cu fibre acoperite cu mai multe straturi.

 El crede că senzorul poate fi folosit pentru unde de șoc de mare energie și măsurători cu ultrasunete de diagnosticare cu energie scăzută. Cu toate acestea, sonda senzorului are o rezistență limitată la impact în câmpul sonor HIFU. Kouch l-a îmbunătățit cu o fibră cu un singur strat și folosește interferometria Michelson pentru a îmbunătăți sensibilitatea. O fibră optică cu un singur film cu o suprafață de placă de titan este utilizată ca braț al interferometrului. Sub acțiunea câmpului sonor, fața de capăt a fibrei se va mișca ușor. Această mică deplasare poate fi detectată de un interferometru. Sursa de lumină folosită în experiment a fost o sursă laser He2He de 2 mW, iar scopul fotodiodei a fost reducerea zgomotului. În comparație cu metoda de măsurare a schimbării intensității luminii, sensibilitatea este mai mare, dar sistemul de cale optică este mai complicat, iar cerința de izolare a vibrațiilor este ridicată, ceea ce afectează aplicarea sa practică.