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Toward Optimal Design of Piezoelectric Transducers Based on Multifunctional and Smoothly Graded Hybrid Material Systems

Rubio, Wilfredo Montealegre; Silva, Emilio Carlos Nelli; Paulino, Gláucio Hermógenes
Fonte: SAGE PUBLICATIONS LTD Publicador: SAGE PUBLICATIONS LTD
Tipo: Artigo de Revista Científica
Português
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36.93%
This work explores the design of piezoelectric transducers based on functional material gradation, here named functionally graded piezoelectric transducer (FGPT). Depending on the applications, FGPTs must achieve several goals, which are essentially related to the transducer resonance frequency, vibration modes, and excitation strength at specific resonance frequencies. Several approaches can be used to achieve these goals; however, this work focuses on finding the optimal material gradation of FGPTs by means of topology optimization. Three objective functions are proposed: (i) to obtain the FGPT optimal material gradation for maximizing specified resonance frequencies; (ii) to design piezoelectric resonators, thus, the optimal material gradation is found for achieving desirable eigenvalues and eigenmodes; and (iii) to find the optimal material distribution of FGPTs, which maximizes specified excitation strength. To track the desirable vibration mode, a mode-tracking method utilizing the `modal assurance criterion` is applied. The continuous change of piezoelectric, dielectric, and elastic properties is achieved by using the graded finite element concept. The optimization algorithm is constructed based on sequential linear programming...

Modeling of functionally graded piezoelectric ultrasonic transducers

RUBIO, Wilfredo Montealegre; BUIOCHI, Flavio; ADAMOWSKI, Julio Cezar; SILVA, Emilio Carlos Nelli
Fonte: ELSEVIER SCIENCE BV Publicador: ELSEVIER SCIENCE BV
Tipo: Artigo de Revista Científica
Português
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37.09%
The application of functionally graded material (FGM) concept to piezoelectric transducers allows the design of composite transducers without interfaces, due to the continuous change of property values. Thus, large improvements can be achieved, as reduction of stress concentration, increasing of bonding strength, and bandwidth. This work proposes to design and to model FGM piezoelectric transducers and to compare their performance with non-FGM ones. Analytical and finite element (FE) modeling of FGM piezoelectric transducers radiating a plane pressure wave in fluid medium are developed and their results are compared. The ANSYS software is used for the FE modeling. The analytical model is based on FGM-equivalent acoustic transmission-line model, which is implemented using MATLAB software. Two cases are considered: (i) the transducer emits a pressure wave in water and it is composed of a graded piezoceramic disk, and backing and matching layers made of homogeneous materials; (ii) the transducer has no backing and matching layer; in this case, no external load is simulated. Time and frequency pressure responses are obtained through a transient analysis. The material properties are graded along thickness direction. Linear and exponential gradation functions are implemented to illustrate the influence of gradation on the transducer pressure response...

Proposta de desenvolvimento de transdutores inteligentes baseados na norma IEEE 1451 aplicados a redes LonWorks.; Proposed development of smart transducers based on the IEEE 1451 standard and applied to LonWorks networks.

Tani, Fernando Keisuke
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 24/11/2006 Português
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36.93%
A busca constante por soluções mais eficientes, tanto no âmbito técnico como econômico, tem levado à crescente adoção de sistemas de automação baseados em redes de controle e transdutores inteligentes. A fragmentação desse mercado, no entanto, decorrente da proliferação de inúmeros protocolos e especificações para as redes de controle, impõe restrições e entraves ao desenvolvimento dos transdutores e dos sistemas de automação. A família de normas IEEE 1451 procura atenuar esse problema propondo interfaces padronizadas entre os transdutores e as redes, permitindo separar o projeto do transdutor da escolha da rede de controle. Neste trabalho foi desenvolvido um transdutor inteligente baseado na norma IEEE 1451.2 (STIM) e sua interface para a rede de controle LonWorks (NCAP). Através do desenvolvimento e avaliação dos protótipos foi verificada a aplicabilidade da norma e dos conceitos gerais da IEEE 1451, comprovando ainda seu uso em uma rede para a qual, no presente momento, não se tem conhecimento de solução similar. Constatou-se também que um transdutor inteligente baseado na IEEE 1451.2 pode ser desenvolvido com ferramentas e componentes comerciais de fácil acesso e baixo custo, e que é possível agregar os benefícios da IEEE 1451 às qualidades presentes nas redes LonWorks. Verificou-se ainda que a aceitação da IEEE 1451 no mercado é ainda incipiente...

Transdutores eletromecânicos de eletretos poliméricos com bolha de ar termoformada; Electromechanical transducers of polymeric electrets with thermo-formed air bubble

Aquino, Claudio Vara de
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 15/05/2007 Português
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37.02%
A sensibilidade eletromecânica dos transdutores de eletretos poliméricos resulta em muitas aplicações na engenharia, que motivaram a produção industrial de um filme não homogêneo e eletricamente carregado, denominado filme eletromecânico ou EMFi (ElectroMechanical Film). Um dispositivo alternativo a este EMFi, produzido em nosso laboratório, foi o resultado de uma bolha de ar homogênea termoformada, unida por dois filmes de teflon FEP. Este dispositivo possui uma estrutura similar ao EMFi, mas permite cavidades homogêneas a serem predefinidas e distribuídas no momento em que o dispositivo é produzido, diferindo das células no EMFi com tamanhos diversos e dispersas no interior do filme industrial. A possibilidade de controlar a geometria das bolhas de ar tornou possível o desenvolvimento de um modelo, empregado como uma ferramenta de projeto. A resposta eletromecânica deste transdutor foi modelada e então apresentada neste trabalho. Este modelo analítico avalia o desempenho destes transdutores com somente uma bolha termoformada, para efeitos de simplificação, baseado em capacitores em série, em função da deformação mecânica e da carga elétrica retida no polímero. São representados dinamicamente com parâmetros elétricos e mecânicos...

Desenvolvimento de transdutores piezelétricos de ultrassom para formação de imagens.; Development of ultrasound piezoelectric transducers for formation of image.

Santos, Marcelo Hilário Gallaro dos
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 10/06/2010 Português
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37.21%
Este trabalho visa o desenvolvimento de um processo de fabricação para a produção de pequenos lotes de transdutores piezelétricos de ultrassom. O comportamento destes transdutores é estudado através de modelos matemáticos e verificações experimentais, com o objetivo de obter especificações de projeto para seleção de cerâmicas piezelétricas, dimensionamento da camada de retaguarda e da camada de casamento de impedância acústica. Utilizando as equações constitutivas dos materiais piezelétricos e a solução da equação de onda, o transdutor é modelado como um produto de matrizes, sendo cada matriz correspondente a uma camada do transdutor. As relações entre os parâmetros de entrada e saída das camadas analisadas do modelo são utilizadas para determinar as funções características de interesse no projeto de transdutores específicos. O processo de fabricação foi desenvolvido visando diminuir o tempo de montagem e aumentar a confiabilidade de funcionamento, melhorando a qualidade de soldagem das conexões elétricas, da colagem e da vedação, e aumentando a precisão de posicionamento dos componentes do transdutor. Assim objetiva-se obter lotes homogêneos em relação às especificações de projeto, com repetitividade no comportamento dos transdutores produzidos. Utilizando o processo de fabricação desenvolvido...

Potencial evocado auditivo de longa latência para o estímulo de fala apresentado com diferentes transdutores em crianças normais; Late auditory evoked potentials to speech stimuli presented with different transducers in normal children

Agostinho-Pesse, Raquel Sampaio
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 18/02/2011 Português
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37.02%
No processo de indicação e adaptação do Aparelho de Amplificação Sonora Individual, as informações obtidas por meio dos Potenciais Evocados Auditivos de Longa Latência, geralmente pesquisado em campo livre, têm sido utilizadas para a avaliação dos benefícios e limitações dos dispositivos eletrônicos aplicados à surdez. O objetivo foi o de analisar de forma comparativa, a influência do transdutor no registro dos componentes P1, N1 e P2 eliciados por estímulo de fala, quanto à latência e amplitude, em crianças ouvintes. A casuística foi formada por 30 crianças ouvintes de quatro a 12 anos de idade de ambos os sexos. Os potenciais evocados auditivos de longa latência foram pesquisados por meio dos transdutores, fone de inserção e caixa acústica, eliciados por estímulo de fala /da/ apresentado com 526ms de intervalo interestímulos, na intensidade de 70dBNA e taxa de apresentação de 1,9 estímulos por segundo. A estimulação foi definida aleatoriamente, ora na orelha direita ora na esquerda, assim como a ordem do tipo do transdutor, iniciando ora pelo fone de inserção ora pela caixa acústica. Foram analisados os componentes P1, N1 e P2 quando presentes, quanto à latência e amplitude. Para verificar a reprodutibilidade dos registros...

Projeto de transdutores piezocompósitos de casca multi-camada utilizando o método de otimização topológica.; Design of piezocomposite multi-layered shell transducers using the topology optimization method.

Kiyono, César Yukishigue
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 15/01/2013 Português
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37.14%
Transdutores baseados em cascas piezocompósitas têm uma vasta aplicação no campo de estruturas inteligentes, principalmente como atuadores, sensores e coletores de energia. Essas estruturas piezocompósitas são geralmente compostas por dois ou mais tipos de materiais, como por exemplo materiais piezelétricos, ortotrópicos elásticos (possuem fibras de reforçamento) e isotrópicos (materiais homogêneos). Vários fatores devem ser considerados no projeto de transdutores baseados em cascas piezocompósitas, como o tamanho, a forma, a localização e a polarização do material piezelétrico, bem como a orientação das fibras do material ortotrópico. O projeto desses transdutores é complexo e trabalhos anteriores envolvendo esses tipos de materiais sugerem utilizar Método de Otimização Topológica (MOT) para aprimorar o desempenho dos transdutores distribuindo o material piezelétrico sobre substratos fixos de materiais isotrópicos e ortotrópicos, ou otimizar a orientação das fibras dos materiais ortotrópicos com material piezelétrico com tamanho, forma e localização previamente estabelecidos. Assim, nesta tese, propõe-se o desenvolvimento de uma metodologia baseada no MOT para projetar transdutores piezocompósitos de casca considerando...

Architecture for publication and universal access to smart transducers

De Lima Ribeiro, Alexandre Alves; Da Silva, Alexandre César Rodrigues
Fonte: Universidade Estadual Paulista Publicador: Universidade Estadual Paulista
Tipo: Conferência ou Objeto de Conferência Formato: 2361-2364
Português
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37.02%
This paper proposes a simple and powerful architecture for publication and universal access to smart transducers, through existing and established open standards. Smart transducers are put to work on standards and styles already included in the Web, exploring resources in Cloud Computing and simplifying access to data. © 2012 IEEE.

Ultrasonic non-destructive testing of plate-like structures using piezoelectric array transducers

Prado, Vander Teixeira
Fonte: Universidade Estadual Paulista (UNESP) Publicador: Universidade Estadual Paulista (UNESP)
Tipo: Tese de Doutorado Formato: 124 p.
Português
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36.93%
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP); Processo FAPESP: 10/02240-0; Processo FAPESP: 10/16400-0; Processo FAPESP: 13/00330-0; Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS; This thesis presents the study and implementation of non-destructive testing techniques of platelike structures using piezoelectric array transducers and guided acoustic waves, associated with beamforming techniques and image compounding methods. Damage detection in structures using guided waves and arrays is a promising research area, especially in the aerospace and energy fields, where the use of plate-like structures demands thorough inspection due to the high safety levels of operation. Guided acoustic waves techniques can be used to inspect relatively large areas without the necessity of moving the transducers, in a non-destructive way. There are different propagation modes that can be coupled to the plate, and each mode is sensitive to specific types of defects, like notches, delamination and surface defects. Wave propagation, different propagation modes and dispersion characteristics, as well as arrays characteristics and imaging algorithms, are studied. MATLAB and PZFlex simulations are used to get further insight in the theoretical aspects...

Sistema para medição de impedância elétrica em transdutores piezelétricos; System for measuring electrical impedance in piezoelectric transducers

Rodrigo Luiz Ximenes
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 20/02/2015 Português
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37.02%
A medição da impedância elétrica em transdutores piezelétricos é um procedimento fundamental para a caracterização desses dispositivos. A larga variação do módulo da impedância elétrica ao longo da frequência representa uma dificuldade para a realização dessas medições. Neste trabalho é apresentado o protótipo de um medidor de impedâncias elétricas de transdutores de ultrassom utilizados em aplicações de potência elevada. O sistema opera baseado na captação dos valores de pico de tensão e corrente sob uma faixa de frequência de utilização dos transdutores. O protótipo é controlado por um microcontrolador que se comunica com um computador no qual um software, desenvolvido em LabView, armazena e mostra resultados numa interface. A validação do medidor de impedâncias foi feita pela comparação de resultados experimentais com os medidos por um analisador de impedâncias comercial. Os resultados mostram que o sistema proposto pode medir impedâncias entre 100 W e 10 kW, aproximadamente, numa faixa de frequências de até 43 kHz.; The measurement of electrical impedance of piezoelectric transducers is a fundamental procedure for the characterization of these devices. The large variation in the electrical impedance module over frequency is a difficulty to carry out these measurements. This dissertation presents the prototype of a meter electrical impedance of ultrasound transducers used in high power applications. The system operates based on the capture of peak voltage and current values of the transducers in a usage frequency band. The prototype is controlled by a microcontroller that communicates with a computer on which a software...

Optimization of piezoelectric ultrasound emitter transducers for underwater communications

Martins, Marcos da Silva; Correia, Vítor; Cabral, José; Lanceros-Méndez, S.; Rocha, J. G.
Fonte: Elsevier Publicador: Elsevier
Tipo: Artigo de Revista Científica
Publicado em //2012 Português
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36.93%
Ultrasound transducers are typically based on piezoelectric materials, due to their good response at high frequencies. Depending on the application, ceramics, polymers and composite materials can be used. In this work, an optimization study of ultrasound transducers for underwater communications is addressed, focusing on a piston type emitter transducer operating in thickness mode (d33). The piston is constituted by an active element disk with optimized dimensions. It is discussed how the acoustic impedance, thickness, resonance frequency and structure affect the transducer performance. This work allows a better understanding of the emitter transducer characteristics allowing reaching the optimum point of operation for specific applications. Focusing on underwater communication, the acoustic channel is defined and the transducer is optimized by finite element computer simulations. The results were compared with experimental tests, which show that four-layer structures increase up to 16 dB in performance versus single-layer.

Highly Stretchable and Transparent Ionogels as Nonvolatile Conductors for Dielectric Elastomer Transducers

Chen, Baohong; Lu, Jing Jing; Yang, Can Hui; Yang, Jian Hai; Zhou, Jinxiong; Chen, Yong Mei; Suo, Zhigang
Fonte: American Chemical Society (ACS) Publicador: American Chemical Society (ACS)
Tipo: Artigo de Revista Científica
Português
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37.09%
Large deformation of soft materials is harnessed to provide functions in the nascent field of soft machines. This paper describes a new class of systems enabled by highly stretchable, transparent, stable ionogels. We synthesize an ionogel by polymerizing acrylic acid in ionic liquid 1-ethyl-3-methylimidazolium ethylsulfate ([C2mim][EtSO4]). The ionogel exhibits desired attributes of adequate conductivity (0.22 S m−1), low elastic modulus (∼3 kPa), large rupturing stretch (∼4.6), and negligible hysteresis and degradation after cyclic stretches of large amplitude. Using the ionogel and a dielectric elastomer, we fabricate electromechanical transducers that achieve a voltage-induced areal strain of 140%. The ionogel is somewhat hygroscopic, but the transducers remain stable after a million cycles of excitation in a dry oven and in air. The transparency of the ionogels enable the transducers with conductors placed in the path of light, and the nonvolatility of the ionogels enable the transducers to be used in open air.; Engineering and Applied Sciences

Piezoelectric transducers assessed by the pencil lead break for impedance-based structural health monitoring

Dare de Almeida, Vinicius Augusto; Baptista, Fabricio Guimarães; Aguiar, Paulo Roberto de
Fonte: Ieee-inst Electrical Electronics Engineers Inc Publicador: Ieee-inst Electrical Electronics Engineers Inc
Tipo: Artigo de Revista Científica Formato: 693-702
Português
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37.02%
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP); Processo FAPESP: 2013/16434-0; Processo FAPESP: 2012/10825-4; The pencil lead break (PLB) is a well-known method for characterizing acoustic emission sensors. In this paper, we analyze the effectiveness of this method in characterizing piezoelectric transducers for structural health monitoring (SHM) systems based on the electromechanical impedance (EMI) technique. Tests were carried out on aluminum beams of different sizes, and two types of transducers were considered: 1) lead zirconate titanate ceramics and 2) macrofiber composite devices. The experimental results indicate a clear relationship between the variation in the electrical impedance signature of the transducer and power spectral density obtained with the PLB method. Therefore, the PLB can be a simple and effective method for assessing the sensitivity of transducers for damage detection in SHM systems based on the EMI technique.

Multimode Collocated Vibration Control with Multiple Piezoelectric Transducers

GIORGIO, IVAN
Fonte: La Sapienza Universidade de Roma Publicador: La Sapienza Universidade de Roma
Tipo: Tese de Doutorado
Português
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36.93%
In this thesis a new approach is presented to control vibrations for one and two-dimensional mechanical structures, as beam or thin plates, by means of several piezoelectric transducers shunted with a proper electric network system. The governing equations for the whole system are coupled to each other through the direct and converse piezoelectric effect. The mechanical equations are expressed in accordance with the modal theory considering n vibration modes, that in need of control, and the electrical equations reduce to the one-dimensional charge equation of electrostatics for each of n considered piezoelectric transducers. In this electromechanical system, a shunting electric device forms an electric subsystem working as multi-degree of freedom damped vibration absorber for the mechanical subsystem. Herein, it is introduced a proper transformation of the electric coordinates in order to approximate the governing equations for the whole shunted system with n uncoupled, single mode piezoelectric shunting systems that can be readily damped by the methods reported in literature. A further numerical optimisation problem on the spatial distribution of the piezoelectric elements allows to achieve an effective multi-mode damping. Numerical case studies of two relevant systems...

Simulação do campo acústico de transdutores ultrassônicos de alta frequência do tipo array anular com e sem espaçamento entre anéis; Simulation of acoustic field of high frequency annular array transducers with and without kerf

Valéria Monteiro do Nascimento
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 10/05/2013 Português
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37.09%
Para observar o efeito no campo acústico dos diversos parâmetros de configuração do projeto de um transdutor ultrassônico, foram simuladas várias configurações de transdutor de alta frequência (5 a 50 MHz), tipo array anular, com kerf e kerfless, de cerâmica PZT-5H e de filme de PVDF. Transdutores com configurações de três, quatro, cinco e seis anéis, em que os anéis possuíam a mesma largura foram simulados com elemento ativo de cerâmica. E transdutores com cinco, seis, sete, oito e dez anéis de mesma área, com separação física entre os elementos (kerf) e sem separação física entre os elementos (kerfless) foram simulados com elementos piezoelétricos de cerâmica PZT-5H e filme de PVDF. Também foram testados materiais de diferentes impedâncias acústicas nas camadas de retaguarda (epóxi, epóxi e Araldite, ferro, tungstênio, alumina e madeira), foram usadas diversas funções de excitação dos elementos piezoelétricos (Blackman, Wavelet, Gauss, Seno, Step) em frequências variadas, além de se acionar os diversos elementos anelares isoladamente, em grupos e com atraso temporal. O objetivo das simulações realizadas foi determinar a melhor configuração de um transdutor array anular, quanto ao número de anéis...

Caracterización no lineal con excitación a ráfagas de transductores de potencia con piezocomposites 1-3 para emisión en aire; Nonlinear characterization with burst excitation of 1-3 piezocomposite power transducers for air emission

Montero de Espinosa Freijo, Francisco; Casals, J. A.; Albareda, A.; Pérez, R.
Fonte: Sociedad Española de Cerámica y Vidrio Publicador: Sociedad Española de Cerámica y Vidrio
Tipo: Artículo Formato: 509148 bytes; application/pdf
Português
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36.93%
[ES] En Ensayos No Destructivos, así como en la emisión de ultrasonidos, se utilizan frecuentemente transductores resonantes realizados con piezocomposites 1-3. Cuando el transductor piezocomposite se emplea emitiendo ultrasonidos en aire, es necesario el uso de pulsos de gran amplitud para generar una señal acústica elevada y tener en cuenta el régimen no lineal. Las medidas de caracterización no lineal se han llevado a cabo con excitación a ráfagas en condiciones próximas a las de las aplicaciones. Se propone un nuevo método que mide la corriente y la velocidad de vibración del transductor piezocomposite con una señal de excitación a ráfagas para frecuencias cercanas a la de resonancia grosor. La corriente de la respuesta estacionaria del transductor se mide justo antes del final de la ráfaga para diferentes composites. El uso de estas excitaciones nos permite medir el comportamiento no lineal de piezocomposites evitando el sobrecalentamiento de los transductores al utilizar alta señal. Se comparan tres métodos de medidas no lineales en piezocomposites donde la precisión de los resultados se incrementa en cada uno de ellos. Se analiza la respuesta de la corriente y de la velocidad de un punto del transductor en función de la amplitud de la excitación.; [EN] Non-Destructive Testing...

Macrosonics: Phenomena, transducers and applications

Gallego Juárez, Juan Antonio
Fonte: Sociedad Española de Acústica Publicador: Sociedad Española de Acústica
Tipo: Comunicación de congreso Formato: 482458 bytes; application/pdf
Português
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37.02%
15 pages, 17 figures.-- PACS nrs.: 43.35; 43.25.-- Communication presented at: Forum Acusticum Sevilla 2002 (Sevilla, Spain, 16-20 Sep 2002), comprising: 3rd European Congress on Acoustics; XXXIII Spanish Congress on Acoustics (TecniAcústica 2002); European and Japanese Symposium on Acoustics; 3rd Iberian Congress on Acoustics.-- Also published in the special issue of the journal Revista de Acústica, Vol. XXXIII, year 2002: http://digital.csic.es/handle/10261/4862.; The field of high-power sonics and ultrasonics is presently known as macrosonics. It comprises a great variety of applications which are generally related with the exploitation of nonlinear phenomena associated to the high amplitudes.; Advances in macrosonic applications are very much dependent on the development of suitable transducers and systems for the efficient generation of the effects to be exploited. Thus, applications in solids generally require high stresses to produce friction, heat and other secondary effects. Applications in liquids are generally based on cavitation and require transducers able to reach a certain sound pressure level (cavitation threshold) through a liquid volume. Applications in gases, which are generally based on particle velocity and radiation pressure...

Non linear down-frequency conversion effects in high intensity Vibration of plate transducers and piezoelectric structures

Alippi, Adriano; Bettucci, Andrea; Biagioni, Angelo; Gallego Juárez, Juan Antonio; Passeri, Daniele; Riera, Enrique
Fonte: Sociedad Española de Acústica Publicador: Sociedad Española de Acústica
Tipo: Comunicación de congreso Formato: 230591 bytes; application/pdf
Português
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37.02%
Ponencia presentada en el XIX Congreso Internacional de Acústica (ICA2007), Madrid, 2-7 Sep 2007.-- PACS: 43.55.Cs.; Driving airborne ultrasound plate transducers at high intensity levels is an important point in many industrial applications, that meets with unavoidable limits due to nonlinear modal interactions. Subharmonic and fractional-harmonic frequency pairs generation, internal modulation and chaotic behaviour are all effects that greatly compromise the transducers efficiency and their use. In the present paper, similarities are put in evidence between a complex plate transducer used for ultrasound generation in air and a simple piezoelectric structure. The latter case, however, could be experimented through a very wide input power range, such that a drop over of the above mentioned effects is set in evidence above a given power level. This suggests that a similar behaviour could be met in the former case, that would greatly advantage the use of such kind of transducers.; This work has been carried out in the frame of the Spanish-Italian Integrated Action HI2004-347.; Peer reviewed

Ultrasonic transduction system for imaging with a low number of transducers located at different planes

Rodríguez, Miguel A.; Ramos, Antonio; San Emeterio, José Luis
Fonte: Sociedad Española de Acústica Publicador: Sociedad Española de Acústica
Tipo: Comunicación de congreso Formato: 97049 bytes; application/pdf
Português
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37.02%
Ponencia presentada en el XIX Congreso Internacional de Acústica (ICA2007), Madrid, 2-7 Sep 2007.-- PACS: 43.35Zc.; A new transduction system for obtaining ultrasonic images of flaws in pieces accessible from two external planes, using a very low number of piezoelectric transducers, is analysed. The system is based on two arrays of transducers working in near field conditions and which insonify the inspected piece from perpendicular planes.; Two data acquisition techniques have been developed from the transduction system proposed, depending on how complex the defect of the piece inspected is. Ultrasonic images are generated by combining different traces that are acquired by the transducers. To this purpose, specific digital signal processing algorithms developed for each of the two acquisition techniques are required.; The results of the inspection of a methacrylate piece with reflectors located in different positions are presented using the two data acquisition techniques based on the transduction system put forward. Three case studies are presented: in the first only one punctual flaw is included, in the second two punctual reflectors have been simulated, whereas in the third, and more complicated case, several flaws are included forming a "<" sign.; This work has been partially supported by the Spanish MEC...

Macrosonics: Phenomena, transducers and applications

Gallego Juárez, Juan Antonio
Fonte: Sociedad Española de Acústica Publicador: Sociedad Española de Acústica
Tipo: Artículo Formato: 5746197 bytes; application/pdf
Português
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37.02%
7 pages.-- PACS nrs.: 43.35; 43.25.-- Presented as communication at Forum Acusticum Sevilla 2002: http://hdl.handle.net/10261/7977.; [EN] The field of high-power sonics and ultrasonics is presently known as macrosonics. It comprises a great variety of applications which are generally related with the exploitation of nonlinear phenomena associated to the high amplitudes.; Advances in macrosonic applications are very much dependent on the development of suitable transducers and systems for the efficient generation of the effects to be exploited. Thus, applications in solids generally require high stresses to produce friction, heat and other secondary effects. Applications in liquids are generally based on cavitation and require transducers able to reach a certain sound pressure level (cavitation threshold) through a liquid volume. Applications in gases, which are generally based on particle velocity and radiation pressure, require high vibration amplitudes and good impedance matching.; This paper deals with some basic aspects of the macrosonic field and makes special emphasis on the transducers used and phenomena exploited for the development of new applications.; [ES] El campo de los sonidos y ultrasonidos de alta intensidad es conocido en la actualidad con el nombre de macrosonidos. Este campo comprende una gran variedad de aplicaciones que están en general relacionadas con la explotación de los fenómenos no lineales asociados a las altas amplitudes.; Los avances en las aplicaciones de los macrosonidos están muy ligados al desarrollo de transductores y sistemas adecuados para la generación eficiente de los efectos a utilizar. Así las aplicaciones en sólidos generalmente requieren altas tensiones para producir fricción...