PRECISION ACOUSTICS,PA,被動空化檢測器
被動空化檢測器是一種特別設計的水聲傳感器，旨在在測量由空化引起的聲學信號時提供最佳的信噪比。空化通常由外部聲場誘發，這些聲場通常具有非常高的聲學振幅，但空化事件的聲學發射往往明顯較小。這些小的聲學發射以基本氣泡共振頻率的整數諧波和次諧波為特征，具有明確定義的頻譜峰。

被動空化檢測器的中心頻率至少比驅動信號高3倍，這確保高振幅驅動信號被濾除，同時可以測量空化事件的聲學發射。所有的被動空化檢測器都是根據客戶特定需求定制設計的。通常，被動空化檢測器的頻率響應和聚焦區域（如果有的話）都經過優化，以適應特定的實驗配置。大多數被動空化檢測器具有圓形或半球形的活動元件，也可以采用環形、方形或三角形等替代幾何形狀。

除了醫學波紋破碎器的瞬態源（例如醫學碎石儀）可以對驅動聲學信號進行時間分隔外，連續源（例如高強度聚焦超聲（HIFU）或高強度治療超聲（HITU）設備）則無法實現這種時間分隔。被動空化檢測器利用空化活動產生的典型聲學頻譜來解決這一問題。穩定空化的聲學發射以整數諧波和次諧波的明確定義頻譜峰為特征，而慣性空化的開始則會產生由崩潰氣泡產生的額外寬帶高頻成分。因此，常見做法是使用中心頻率至少比驅動信號頻率高3倍的被動空化檢測器，最好是5倍。通過這種方式，可以利用被動空化檢測器的自然頻率響應來濾除大部分驅動信號，同時對空化事件的聲學發射保持非常敏感。

另一個提高頻率的優點是被動空化檢測器的聚焦區域比HIFU源小。如果被動空化檢測器的聚焦區域在軸向上比HIFU源更大，就有可能對發生在前聚焦區域的空化產生敏感。這顯然是不可取的。如果被動空化檢測器不是同軸使用，而只是在同焦（即橫向）排列中使用，則聚焦區域重疊不是問題。

與其他醫學成像模式的使用
其他成像模式，如MRI和CT，越來越多地與臨床HIFU系統結合使用，以獲得額外數據。通常，這些其他模態正在用于提供有關HIFU治療的反饋。在這些情況下，能夠將成像數據與被動空化檢測器的聲學發射數據進行關聯可能是有利的。Precision Acoustics Ltd很高興能夠提供兼容CT和MRI的被動空化檢測器。圖1展示了被動空化檢測器的CT圖像示例。

測量配置
在使用被動空化檢測器（PCD）時，特別是在記錄類似于高強度聚焦超聲（HIFU）換能器生成的信號時，考慮如何使用它非常重要。如圖2所示，同焦和同軸配置是常見的配置方式

最強的空化活動將發生在源的焦區內（如圖2中粉色區域所示），而被動空化檢測器（PCD）只對其焦區內的聲學發射敏感（圖中藍色部分）。同焦布置的優勢在于兩個焦區的重疊區域非常小。因此，可以通過沿著HIFU換能器軸向移動PCD來將空化活動映射為距離的函數。然而，這種布置會增加一些測量復雜性，因為需要調整PCD和換能器的位置，使它們的焦區重疊。通常通過在PCD的場域中臨時放置一個球形反射器并將其用作脈沖/回波傳感器來完成這一過程。PCD在三個正交方向上移動，直到背面回波最大化。然后換能器也被用作脈沖/回波裝置并重復該過程。一旦PCD和換能器對準，球形反射器就可以被移除。同軸布置對于環形超聲源最為相關。PCD可以通過中央孔徑引入，并調整其位置，以使源換能器和PCD的焦區對準。在將PCD與聚焦換能器對準時，比較兩個設備焦區的尺寸非常重要。本文檔后面還可以找到樣品PCD剖面（軸向和橫向）的配置。請注意，PCD和換能器的焦區通常是橢圓形，軸向寬度約為橫向寬度的10-20倍。

技術規格

PCD可以根據不同的選項進行多種構造。下表提供了一些可以調整的構造參數示例，以及典型的數值范圍。也可以根據需要組合超出這些范圍的參數。請與我們團隊的成員討論您的具體需求。

樣品被動空化檢測器性能

由于PCD的可能配置范圍廣泛，因此無法提供典型性能數據。然而，本節提供了根據以下設計參數制造的PCD的一些樣本數據：直徑19mm，焦距50mm，中心頻率11 MHz，最寬帶寬

束流特性

本樣品PCD的軸向和橫向壓力分布與理論響應進行了比較，理論響應基于直徑為19mm、焦距為50mm的半球形輻射器，并受到11 MHz連續正弦激勵。

(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.)

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