Tese

Piezocompósitos com gradação de densidade para aplicação em transdutores de ultrassom para acoplamento em ar (2017)

• Autores:
  • Costa, David Julio da
  • Buiochi, Flávio (Orientador)
• Autor USP: COSTA, DAVID JULIO DA - EP
• Unidade: EP
• Sigla do Departamento: PMR
• Assuntos: ULTRASSOM; ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOS
• Agências de fomento:
  • Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
• Idioma: Português
• Resumo: Para que um transdutor ultrassônico gere e transmita um pulso curto e receba ecos com elevada sensibilidade, além de uma camada de retaguarda que absorva as ondas emitidas para trás, é necessário que haja um bom casamento de impedância acústica entre a cerâmica piezelétrica e o meio externo (camada de acoplamento). Quando comparado ao acoplamento em líquido, o acoplamento em ar é ainda mais complexo, pois este tipo resulta em perdas elevadas durante a transmissão e a recepção dos sinais acústicos, devido à grande diferença de impedância acústica entre a cerâmica e o ar. Certas aplicações requerem um acoplamento em ar e, para isso, os transdutores ultrassônicos usados devem ter banda larga, além de uma baixa impedância acústica. O aumento da largura de banda de um transdutor piezelétrico pode ser alcançado com o emprego de piezocompósitos, de uma camada de retaguarda, de camadas de acoplamento frontal e melhorias na parte eletrônica. A contribuição deste trabalho visa a estudar e desenvolver piezocompósitos com maior largura de banda para aplicação em transdutores de ultrassom para acoplamento em ar. De modo geral, os piezocompósitos possibilitam um maior fator de acoplamento eletromecânico e uma menor impedância acústica quando comparado às cerâmicas piezelétricas convencionais. Neste trabalho foram realizadas a modelagem, a construção e a caracterização de três tipos de piezocompósitos: piezocompósitos com gradação da densidade, piezocompósitos 2-2, e piezocompósitos 1-3. Naqueles com gradação da densidade,variaram-se os parâmetros profundidade, largura e distribuição dos cortes. O método de elementos finitos foi utilizado para analisar a influência dos parâmetros dos cortes. Os piezocompósitos foram construídos a partir de piezocerâmicas circulares e retangulares. Alguns dos piezocompósitos construídos foram submetidos aexperimentos de interferometria a laser, mostrando a variação da distribuição dos deslocamentos máximos na superfície em função da frequência. A partir do espectro de frequência da condutância e dos valores inferiores e superiores da largura de banda foram analisados os deslocamentos máximos nas diversas regiões da superfície dos piezocompósitos. Nos piezocompósitos gradados observou-se que os deslocamentos máximos em determinadas regiões da superfície do piezocompósito dependiam da frequência de excitação. Desse modo, os piezocompósitos gradados apresentaram fator de acoplamento eletromecânico e largura de banda maiores do que os dos piezocompósitos 1-3. Transdutores com emissão em ar construídos a partir de piezocompósito gradado e do tipo 1-3 foram caracterizados e medidos os parâmetros largura de banda e fator de acoplamento eletromecânico. O transdutor construído a partir do piezocompósito gradado apresentou maior largura de banda quando comparado com o transdutor do tipo 1-3.
• Imprenta:
  • Local: São Paulo
  • Data de publicação: 2017
• Data da defesa: 23.11.2017


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Como citar

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• ABNT

  COSTA, David Julio da. Piezocompósitos com gradação de densidade para aplicação em transdutores de ultrassom para acoplamento em ar. 2017. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2017. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-17072018-091613/. Acesso em: 24 abr. 2024.

• APA

  Costa, D. J. da. (2017). Piezocompósitos com gradação de densidade para aplicação em transdutores de ultrassom para acoplamento em ar (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-17072018-091613/

• NLM

  Costa DJ da. Piezocompósitos com gradação de densidade para aplicação em transdutores de ultrassom para acoplamento em ar [Internet]. 2017 ;[citado 2024 abr. 24 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-17072018-091613/

• Vancouver

  Costa DJ da. Piezocompósitos com gradação de densidade para aplicação em transdutores de ultrassom para acoplamento em ar [Internet]. 2017 ;[citado 2024 abr. 24 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-17072018-091613/

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