1.一种基于焦域轴向最大振速的聚焦超声功率测量系统,其特征在于:包括计算机、函数信号发生器、功率放大器、数据采集器、激光解码器、激光探头以及置于水中的HIFU换能器和反光膜,所述HIFU换能器依次连接有功率发大器、函数信号发生器、计算机,此外,计算机还通过数据采集器、激光解码器连接至激光探头,所述HIFU换能器、反光膜和激光探头的轴线顺序重合。
2.根据权利要求1所述的基于焦域轴向最大振速的聚焦超声功率测量方法,其特征在于:步骤(1)所述HIFU换能器为球壳聚焦换能器,半径a为1~20cm,焦距R大于半径。
3.根据权利要求1所述的基于焦域轴向最大振速的聚焦超声功率测量方法,其特征在于:所述反光膜的尺寸大于1cm2,厚度小于100μm。
4.一种基于焦域轴向最大振速的聚焦超声功率测量方法,其特征在于:包括以下步骤:(1)计算机控制函数信号发生器输出与HIFU换能器中心频率相同的正弦信号,经过功率放大器放大后驱动HIFU换能器产生超声信号,经过水传播后产生聚焦,同时将反光膜移至和焦距相应的距离上,使反光膜产生最大振动;
(2)调整激光探头方向使反光膜的反射光最强,并和激光探头的入射光在探头输出端形成稳定的干涉信号,经过激光解码器和数据采集器,获得反光膜测量点上的振动位移和振速波形,调整激光探头的位置,寻找反光膜上焦平面的中心来获取焦点轴向振速Vz;
(3)根据换能器表面振速换能器表面振速ua和焦点轴向振速Vz之间的线性关系,以及HIFU换能器的半径a和焦距R,HIFU换能器的声功率W和Vz2成正比的关系,利用所测量的Vz来计算HIFU聚焦换能器的声功率。
5.根据权利要求4所述的基于焦域轴向最大振速的聚焦超声功率测量方法,其特征在于:步骤(3)换能器表面振速ua和焦点轴向振速Vz的关系为:其中 是焦域轴向最大振速的增益系数,k=ω/c0是声波的波
数,ω是声波频率,c0是水中的声速,通过测量的Vz计算出换能器表面振速ua。
6.根据权利要求3所述的基于焦域轴向最大振速的聚焦超声功率测量方法,其特征在于:步骤(3)HIFU换能器的声功率W和焦点轴向振速Vz的关系为:其中 是基于焦点轴向最大振速的声功率系数,I是HIFU换能
器表面声强,S是HIFU换能器效声源面积,ρ0和c0是水的密度和声速。