功率超声技术是一种新兴的、多学科交叉的科学技术,它将超声技术、功率电子技术以及材料科学等科学技术结合起来,在医疗、化工、材料处理和改性等许多方面都有着广阔的应用前景。为实现高强度聚焦超声的能量可控,对其声场特性的研究与测试显得尤为重要。在课题组前期研究基础上,本文以高强度聚焦超声为研究对象,对其辐射力声场进行了数值模拟,并采用荷重天平、压电陶瓷水听器和自行研制的PVDF压力传感器进行了声场压力特性测试实验研究。主要研究内容包括:1.根据惠更斯原理,对高强度聚焦超声声场进行了数值模拟,并通过KZK方程对超声传播过程中的非线性效应进行理论研究,为超声压力特性测试实验研究奠定了理论基础。2.使用辐射压力法测量了高强度聚焦超声功率,得到了电、声功率随激励电压变化的规律,验证了超声换能器与激励电源工作的一致性和稳定性;采用压电陶瓷水听器对超声聚焦区域压力进行了测试,得到了一定的连续脉冲个数产生的峰值压力与激励电压的关系。3.研制高频响的PVDF压力传感器,对超声聚焦区域压力特性进行了进一步测试研究,得到了峰值压力随激励电压及阵元个数变化的规律。根据实测压力波形,初步研究了由非线性效应产生的激波的形成过程,为高强度聚焦超声技术机理研究提供了基础实验依据。4.最后,对高强度聚焦超声的热效应进行了有限元分析计算和仿真,计算结果证明,减少连续超声持续作用时间,可以有效降低热效应对压力测试造成的影响。