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

  • Authors:
  • Autor USP: COSTA, DAVID JULIO DA - EP
  • Unidade: EP
  • Sigla do Departamento: PMR
  • Subjects: ULTRASSOM; ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOS
  • Agências de fomento:
  • Language: Português
  • Abstract: 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:
  • Data da defesa: 23.11.2017
  • Acesso à fonte
    How to cite
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    • ABNT

      COSTA, David Julio da; BUIOCHI, Flávio. Piezocompósitos com gradação de densidade para aplicação em transdutores de ultrassom para acoplamento em ar. 2017.Universidade de São Paulo, São Paulo, 2017. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-17072018-091613/pt-br.php >.
    • APA

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

      Costa DJ da, Buiochi F. Piezocompósitos com gradação de densidade para aplicação em transdutores de ultrassom para acoplamento em ar [Internet]. 2017 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-17072018-091613/pt-br.php
    • Vancouver

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

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