PRECISION ACOUSTICS,PA,被动空化检测器

PRECISION ACOUSTICS,PA,被动空化检测器被动空化检测器是一种特别设计的水声传感器，旨在在测量由空化引起的声学信号时提供最佳的信噪比。空化通常由外部声场诱发，这些声场通常具有非常高的声学振幅，但空化事件的声学发射往往明显较小。这些小的声学发射以基本气泡共振频率的整数谐波和次谐波为特征，具有明确定义的频谱峰。被动空化检测器的中心频率至少比驱动信号高3倍，这确保高振幅驱动信号被滤除，同时可以测量空化事件的声学发射。所有的被动空化检测器都是根据客户特定需求定制设计的。通常，被动空化检测器的频率响应和聚焦区域（如果有的话）都经过优化，以适应特定的实验配置。大多数被动空化检测器具有圆形或半球形的活动元件，也可以采用环形、方形或三角形等替代几何形状。除了医学波纹破碎器的瞬态源（例如医学碎石仪）可以对驱动声学信号进行时间分隔外，连续源（例如高强度聚焦超声（HIFU）或高强度治疗超声（HITU）设备）则无法实现这种时间分隔。被动空化检测器利用空化活动产生的典型声学频谱来解决这一问题。稳定空化的声学发射以整数谐波和次谐波的明确定义频谱峰为特征，而惯性空化的开始则会产生由崩溃气泡产生的额外宽带高频成分。因此，常见做法是使用中心频率至少比驱动信号频率高3倍的被动空化检测器，最好是5倍。通过这种方式，可以利用被动空化检测器的自然频率响应来滤除大部分驱动信号，同时对空化事件的声学发射保持非常敏感。另一个提高频率的优点是被动空化检测器的聚焦区域比HIFU源小。如果被动空化检测器的聚焦区域在轴向上比HIFU源更大，就有可能对发生在前聚焦区域的空化产生敏感。这显然是不可取的。如果被动空化检测器不是同轴使用，而只是在同焦（即横向）排列中使用，则聚焦区域重叠不是问题。与其他医学成像模式的使用其他成像模式，如MRI和CT，越来越多地与临床HIFU系统结合使用，以获得额外数据。通常，这些其他模态正在用于提供有关HIFU治疗的反馈。在这些情况下，能够将成像数据与被动空化检测器的声学发射数据进行关联可能是有利的。Precision Acoustics Ltd很高兴能够提供兼容CT和MRI的被动空化检测器。图1展示了被动空化检测器的CT图像示例。

测量配置在使用被动空化检测器（PCD）时，特别是在记录类似于高强度聚焦超声（HIFU）换能器生成的信号时，考虑如何使用它非常重要。如图2所示，同焦和同轴配置是常见的配置方式

最强的空化活动将发生在源的焦区内（如图2中粉色区域所示），而被动空化检测器（PCD）只对其焦区内的声学发射敏感（图中蓝色部分）。同焦布置的优势在于两个焦区的重叠区域非常小。因此，可以通过沿着HIFU换能器轴向移动PCD来将空化活动映射为距离的函数。然而，这种布置会增加一些测量复杂性，因为需要调整PCD和换能器的位置，使它们的焦区重叠。通常通过在PCD的场域中临时放置一个球形反射器并将其用作脉冲/回波传感器来完成这一过程。PCD在三个正交方向上移动，直到背面回波最大化。然后换能器也被用作脉冲/回波装置并重复该过程。一旦PCD和换能器对准，球形反射器就可以被移除。同轴布置对于环形超声源最为相关。PCD可以通过中央孔径引入，并调整其位置，以使源换能器和PCD的焦区对准。在将PCD与聚焦换能器对准时，比较两个设备焦区的尺寸非常重要。本文档后面还可以找到样品PCD剖面（轴向和横向）的配置。请注意，PCD和换能器的焦区通常是椭圆形，轴向宽度约为横向宽度的10-20倍。技术规格 PCD可以根据不同的选项进行多种构造。下表提供了一些可以调整的构造参数示例，以及典型的数值范围。也可以根据需要组合超出这些范围的参数。请与我们团队的成员讨论您的具体需求。

样品被动空化检测器性能由于PCD的可能配置范围广泛，因此无法提供典型性能数据。然而，本节提供了根据以下设计参数制造的PCD的一些样本数据：直径19mm，焦距50mm，中心频率11 MHz，最宽带宽

束流特性本样品PCD的轴向和横向压力分布与理论响应进行了比较，理论响应基于直径为19mm、焦距为50mm的半球形辐射器，并受到11 MHz连续正弦激励。 (Note: "Beam profiles" could be translated as "束流特性" or "束流分布" in this context, where "束流" refers to the characteristics or distribution of the beam.)