Transdutores ultra-sônicos piezoelétricos com difração limitada : simulação e construção
| Ano de defesa: | 2006 |
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| Orientador(a): | |
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| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Federal de São Carlos
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| Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-Graduação em Física - PPGF
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
BR
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| 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. |
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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 |
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