Transdutores ultra-sônicos piezoelétricos com difração limitada : simulação e construção

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2006
Autor(a) principal: Ruiz, Alina Beatriz Aulet
Orientador(a): Eiras, José Antônio lattes
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de São Carlos
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Física - PPGF
Departamento: Não Informado pela instituição
País: BR
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/4899
Resumo: The importance of ultrasound limited-diffraction Bessel beams in medical images, tissue characterization, and estimation of Doppler speed (blood flow) as well as in many other areas of Physics has increased in the two last decades. In this work an alternative solution to produce a transducer of limiteddiffraction was implemented, with the polarization following the geometry of the Bessel's function. These transducers (also called Bessel Transducers) have been constructed using a ferroelectric ceramic PZT doped with Niobium, by means of a simple technique of polarization. The electrodes in the faces of ceramics were made with a silver painting in form of three concentric rings. Through experimental simulations and measurements, the vibration's modes as well as the acoustic field of radiation has been characterized. For the simulation, the method of finite elements was applied. For these transducers it was verified a decoupling between the modes of radial and thickness vibration. The fields radiated have shown that there are less effects of diffraction on Bessel transducers than on the conventional transducers. With this new implemented technology, not reported before in the literature, the limited-diffraction transducer does not require a sophisticated electronic set up to excite acoustic waves in the transducer, allowing to get a collimated radiation field desirable for medical applications with optimized lateral resolution.
id SCAR_b7da66761cbbce658c61d950594b7f99
oai_identifier_str oai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/4899
network_acronym_str SCAR
network_name_str Repositório Institucional da UFSCAR
repository_id_str
spelling Ruiz, Alina Beatriz AuletEiras, José Antôniohttp://lattes.cnpq.br/66532238147154983f4d19db-796e-4120-a8fb-b22b5deb985b2016-06-02T20:15:17Z2009-02-192016-06-02T20:15:17Z2006-08-18RUIZ, Alina Beatriz Aulet. Transdutores ultra-sônicos piezoelétricos com difração limitada : simulação e construção. 2006. 178 f. Tese (Doutorado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2006.https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/4899The importance of ultrasound limited-diffraction Bessel beams in medical images, tissue characterization, and estimation of Doppler speed (blood flow) as well as in many other areas of Physics has increased in the two last decades. In this work an alternative solution to produce a transducer of limiteddiffraction was implemented, with the polarization following the geometry of the Bessel's function. These transducers (also called Bessel Transducers) have been constructed using a ferroelectric ceramic PZT doped with Niobium, by means of a simple technique of polarization. The electrodes in the faces of ceramics were made with a silver painting in form of three concentric rings. Through experimental simulations and measurements, the vibration's modes as well as the acoustic field of radiation has been characterized. For the simulation, the method of finite elements was applied. For these transducers it was verified a decoupling between the modes of radial and thickness vibration. The fields radiated have shown that there are less effects of diffraction on Bessel transducers than on the conventional transducers. With this new implemented technology, not reported before in the literature, the limited-diffraction transducer does not require a sophisticated electronic set up to excite acoustic waves in the transducer, allowing to get a collimated radiation field desirable for medical applications with optimized lateral resolution.Nas duas últimas décadas tem aumentado a importância do estudo de feixes de ultra-som de difração limitada em imagens médicas, caracterização de tecidos, estimação de velocidade Doppler (fluxo sanguíneo) e em outras áreas da Física. No trabalho realizado se implementou uma solução alternativa para produzir um transdutor de difração limitada, com uma polarização macroscópica do tipo função de Bessel. Estes transdutores (chamados também de Transdutores Bessel) foram construídos usando um disco cerâmico ferroelétrico de PZT dopado com Nióbio (Nb) utilizando uma técnica simples de polarização direta. Os eletrodos nas faces da cerâmica foram conformados colocando pintura de prata em forma de três anéis concêntricos. Através de simulações e medidas experimentais, foram caracterizados os seus modos de vibração assim como o campo acústico de radiação. Para as simulações, aplicou-se o método de elementos finitos. Para estes transdutores foi verificado um maior desacoplamento entre os modos de vibração radial e espessura. Os campos irradiados mostraram menores efeitos de difração comparados com os transdutores convencionais. O transdutor de difração limitada, construído com a tecnologia implementada neste trabalho, não reportada antes na literatura, não requer uma eletrônica de excitação complicada (como em alguns casos reportados na literatura) para gerar ondas acústicas no transdutor e obter um feixe acústico desejado para aplicações médicas: aquele que atinge maior profundidade de campo sem sofrer quase efeitos de difração e apresenta ótima resolução lateral.application/pdfporUniversidade Federal de São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Física - PPGFUFSCarBRFísica da matéria condensadaUltra-somCerâmicas piezoelétricasTransdutores ultra-sônicos de difração controladaMétodo dos elementos finitosCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICATransdutores ultra-sônicos piezoelétricos com difração limitada : simulação e construçãoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis084f0690-123f-438a-ab51-d1b70448166dinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARTEXTTeseABAR.pdf.txtTeseABAR.pdf.txtExtracted texttext/plain104495https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/ff89a661-c1e0-4e5a-b354-44ba41a608d3/download9f2537c6118753cf2042de21044da076MD53falseAnonymousREADORIGINALTeseABAR.pdfapplication/pdf4875221https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/99f129e6-6828-4580-bc41-2092c92ab35d/downloada49cbab70eac041e5e297ea7d21bf2e2MD51trueAnonymousREADTHUMBNAILTeseABAR.pdf.jpgTeseABAR.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg8861https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/777aef6e-1d16-48d2-88bf-03b23c272843/downloadb8cc0dcfea407c03d30f1ce4424d2cc4MD52falseAnonymousREAD20.500.14289/48992025-02-05 16:20:51.686open.accessoai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/4899https://repositorio.ufscar.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestrepositorio.sibi@ufscar.bropendoar:43222025-02-05T19:20:51Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
dc.title.por.fl_str_mv Transdutores ultra-sônicos piezoelétricos com difração limitada : simulação e construção
title Transdutores ultra-sônicos piezoelétricos com difração limitada : simulação e construção
spellingShingle Transdutores ultra-sônicos piezoelétricos com difração limitada : simulação e construção
Ruiz, Alina Beatriz Aulet
Física da matéria condensada
Ultra-som
Cerâmicas piezoelétricas
Transdutores ultra-sônicos de difração controlada
Método dos elementos finitos
CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
title_short Transdutores ultra-sônicos piezoelétricos com difração limitada : simulação e construção
title_full Transdutores ultra-sônicos piezoelétricos com difração limitada : simulação e construção
title_fullStr Transdutores ultra-sônicos piezoelétricos com difração limitada : simulação e construção
title_full_unstemmed Transdutores ultra-sônicos piezoelétricos com difração limitada : simulação e construção
title_sort Transdutores ultra-sônicos piezoelétricos com difração limitada : simulação e construção
author Ruiz, Alina Beatriz Aulet
author_facet Ruiz, Alina Beatriz Aulet
author_role author
dc.contributor.author.fl_str_mv Ruiz, Alina Beatriz Aulet
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Eiras, José Antônio
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/6653223814715498
dc.contributor.authorID.fl_str_mv 3f4d19db-796e-4120-a8fb-b22b5deb985b
contributor_str_mv Eiras, José Antônio
dc.subject.por.fl_str_mv Física da matéria condensada
Ultra-som
Cerâmicas piezoelétricas
Transdutores ultra-sônicos de difração controlada
Método dos elementos finitos
topic Física da matéria condensada
Ultra-som
Cerâmicas piezoelétricas
Transdutores ultra-sônicos de difração controlada
Método dos elementos finitos
CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
dc.subject.cnpq.fl_str_mv CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
description The importance of ultrasound limited-diffraction Bessel beams in medical images, tissue characterization, and estimation of Doppler speed (blood flow) as well as in many other areas of Physics has increased in the two last decades. In this work an alternative solution to produce a transducer of limiteddiffraction was implemented, with the polarization following the geometry of the Bessel's function. These transducers (also called Bessel Transducers) have been constructed using a ferroelectric ceramic PZT doped with Niobium, by means of a simple technique of polarization. The electrodes in the faces of ceramics were made with a silver painting in form of three concentric rings. Through experimental simulations and measurements, the vibration's modes as well as the acoustic field of radiation has been characterized. For the simulation, the method of finite elements was applied. For these transducers it was verified a decoupling between the modes of radial and thickness vibration. The fields radiated have shown that there are less effects of diffraction on Bessel transducers than on the conventional transducers. With this new implemented technology, not reported before in the literature, the limited-diffraction transducer does not require a sophisticated electronic set up to excite acoustic waves in the transducer, allowing to get a collimated radiation field desirable for medical applications with optimized lateral resolution.
publishDate 2006
dc.date.issued.fl_str_mv 2006-08-18
dc.date.available.fl_str_mv 2009-02-19
2016-06-02T20:15:17Z
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2016-06-02T20:15:17Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv RUIZ, Alina Beatriz Aulet. Transdutores ultra-sônicos piezoelétricos com difração limitada : simulação e construção. 2006. 178 f. Tese (Doutorado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2006.
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/4899
identifier_str_mv RUIZ, Alina Beatriz Aulet. Transdutores ultra-sônicos piezoelétricos com difração limitada : simulação e construção. 2006. 178 f. Tese (Doutorado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2006.
url https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/4899
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.authority.fl_str_mv 084f0690-123f-438a-ab51-d1b70448166d
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de São Carlos
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Física - PPGF
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFSCar
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de São Carlos
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFSCAR
instname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
instacron:UFSCAR
instname_str Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
instacron_str UFSCAR
institution UFSCAR
reponame_str Repositório Institucional da UFSCAR
collection Repositório Institucional da UFSCAR
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/ff89a661-c1e0-4e5a-b354-44ba41a608d3/download
https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/99f129e6-6828-4580-bc41-2092c92ab35d/download
https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/777aef6e-1d16-48d2-88bf-03b23c272843/download
bitstream.checksum.fl_str_mv 9f2537c6118753cf2042de21044da076
a49cbab70eac041e5e297ea7d21bf2e2
b8cc0dcfea407c03d30f1ce4424d2cc4
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
repository.mail.fl_str_mv repositorio.sibi@ufscar.br
_version_ 1851688825859866624