實驗名稱：高壓放大器在HIFU換能器和聲場測量研究中的應用
研究方向：醫學超聲
測試目的：
HIFU聲場具有特殊的聲場特性，要求用于聲場檢測的方法能夠避免對聲場造成幹擾，同時避免高溫高壓和空化響應帶來的沖擊。目前報道的一些方法在使用範圍、測量上限、抗幹擾能力和準确性等方面都存在一些缺陷。是以提出了一種基于Rayleigh積分的聲場計算模型，根據計算原理，得到HIFU換能器輻射面上所有質點的法向振動速度分布即可實作對聲場分布的描述。在此基礎上，根據換能器表面振動速度分布的特點，建立換能器表面法向振動速度的測量方法，研究基于光纖振動傳感器的全光纖多普勒測振系統，最終實作換能器表面振動速度測量和HIFU聲場的聲壓測量及聲場分布的描述。
測試裝置：ATA-2041高壓放大器、信号發生器、光電探測器、示波器、待測壓電陶瓷(直徑60mm，諧振頻率28.66KHz)、全光纖多普勒測振系統。
實驗過程：
圖：基于光纖振動傳感器的全光纖多普勒測振系統實驗裝置圖
實驗時，首先保持被測對象靜止，将光纖振動傳感器置于壓電陶瓷上方，開啟雷射器，信号發生器輸出設定為5V，偏移2.5V的正弦信号。當信号發生器開始輸出時，不斷調整功率放大器的放大倍數，測振系統通過光電探測的交流輸出口就可以得到含有壓電陶瓷的振動信号的幹涉輸出電信号，并輸出到示波器上進行顯示。
根據系統測試的最大速度與延遲時間的關系，光纖延遲線長度所對應的速度測量範圍較大，而本實驗中壓電陶瓷振動速度較小，是以首先取延遲時間為50ps，雷射器輸出1550nm，設定驅動信号為壓電陶瓷的諧振頻率。
實驗結果：
圖2：驅動電壓20V時，全光纖多普勒測振系統輸出幹涉信号
圖2（a）、（b）、（c）分别為驅動電壓20V時全光纖多普勒測振系統輸出幹涉信号曲線、幅度-頻率曲線和相位-頻率曲線的内容。
圖3：驅動電壓30V時，全光纖多普勒測振系統輸出幹涉信号
圖3（a）、（b）、（c）分别為驅動電壓30V時全光纖多普勒測振系統輸出幹涉信号曲線、幅度-頻率曲線和相位-頻率曲線的内容。
根據所得幹涉信号即可解調出對應驅動電壓條件下，測振系統所測得的壓電陶瓷振動速度結果。根據信号處理方法的内容，計算機處理後得出的20V驅動電壓下所測得的振動信号所攜帶的多普勒頻移為74.84kHz，此時可以得到振動速度為58mm/s。30V驅動電壓下所測得的振動信号所攜帶的多普勒頻移為125.16kHz，可以得到振動速度為97mm/s。
實驗結果表明：可以實作基于光纖振動傳感器的全光纖多普勒測振系統應用于壓電陶瓷表面振動速度測量的目的。
安泰ATA-2041高壓放大器：
圖：ATA-2041高壓放大器名額參數
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本文實驗案例參考自知網論文《HIFU換能器表面光纖振動傳感方法及HIFU聲場測量方法研究》