Hidrofone ultrassônico com piezoeletreto como elemento transdutor

Abstract

AgradecimentosPrimeiramente a Deus, por me iluminar em mais essa jornada da vida e pela Fé que me acompanha.À minha família e a minha namorada Jéssica Santiago, por conceder energia positiva tão necessária para vencer os obstáculos encontrados e pela paciência nas horas mais difíceis.Ao Prof. Dr. Ruy Alberto Corrêa Altafim, pela orientação e dedicação no desenvolvimento desse trabalho, sempre motivando quando nada parecia dar certo. Sou grato também pelas nossas conversas e conselhos que muito contribuíram para meu crescimento pessoal e científico nesses dois anos de convivência.Ao Prof. Dr. Ruy Alberto P. Altafim, pela imensa contribuição e suporte no desenvolvimento de todas as atividades, estando sempre presente, sem medir esforços, para enriquecer essa pesquisa.Ao Prof. Dr. Antonio A. Oliveira Carneiro, pela disponibilização de toda estrutura laboratorial do seu grupo (GIIMUS), fundamental na caracterização do protótipo TRU-1.Agradeço também pela grande contribuição nas publicações e pelos ensinamentos sobre acústica e instrumentação. foi construído por meio de um processo de fabricação organizado e controlado, diferentemente dos piezoeletretos vistos até então. No presente trabalho construiu-se um protóti-po de hidrofone com elemento ativo dado por um filme de PCT, para aplicações de até 100kHz e com uma eletrônica de pré-amplificação em 24dB. O primeiro teste com o protótipo restringiu-se à obtenção da sua sensibilidade. Realizaram-se ainda testes de caracterização quanto ao padrão de diretividade e a relação sinal-ruído. A calibração foi feita em três diferentes modalidades de geração do sinal: AM, CW e Burst, todas de maneira comparativa com o auxílio de um hidrofone comercial. A sensibilidade média encontrada nas medidas foi de 0,142 mV/Pa (-196,93 dB re 1 V/µPa) e, na ressonância (40 kHz) de 1,698 mV/Pa (-175,4 dB re 1 V/µPa). A segunda fase de testes destinou-se a geração de imagens para diagnóstico clínico, baseada na técnica de Vibroacustografia (VA). Verificou-se a viabilidade do uso da VA com o mapeamento de dois objetos distintos, uma pequena esfera metálica de 1 mm de diâmetro e uma estrutura óssea. Based on these tubular piezoelectrets, in the current study, a prototype of a 24dB preamplifier ultrasonic hydrophone was built. The first test with the prototype restricted to obtaining its sensitivity. Further tests were performed to characterize the pattern of directivity and signal-to-noise ratio. The calibration tests were conducted on three different approaches to signal generation AM, CW and Burst; all in a comparative manner with the aid of a calibration standard hydrophone. The results showed a transducer with average sensitivity of 0.142 mV/Pa (-196.93 dB re 1 V/μPa), and the resonance region at 40 kHz with a sensitivity of 1,698 mV/Pa (-175.4 dB re 1 V/μPa) and a unidirectional sensitive region. The feasibility of producing images by VA has been verified by mapping two distinct objects, a small metal sphere of 1 mm diameter and a bone structure.

Desenvolvimento de um sismógrafo empregando sensores piezoelétricos em plataforma Arduino

“…A capacidade dos materiais piezoelétricos de converter energia mecânica em elétrica e, inversamente, energia elétrica em mecânica, tem sido explorada em diversas aplicações, tais como em receptores, acelerômetros, sonares, hidrofones, dentre outros [9][10][11]. O efeito piezoelétrico direto é responsável pela capacidade do material de funcionar como um sensor enquanto que, ao efeito inverso, cabe operar como um atuador.…”

“…Materiais piezoelétricos têm sido amplamente utilizados para fabricar transdutores (conversor de energia elétrica em energia mecânica): sensores, atuadores e ressonadores, filtros para telecomunicação são alguns exemplos [12,13]. Atuam, também, como parte vital em contextos biomédicos tais como em imagens ecográficas; novas estratégias de imagem e uso em cirurgia ultrassônica; sensores miniaturizados e amplificadores portáteis; na indústria de transporte, como sensores de air bag, microbombas e micromotores [5][6][7][8][9][10][11][12][13][14].…”

“…Se o tremor ocorrer sobre uma rocha dura, tende a tremer menos do que sobre um terreno arenoso ou argiloso. Segundo o pesquisador, a lâmina do solo funciona como uma lente amplificando o movimento do terremoto [9][10][11].…”

Metodologia acústica para análise de óleo de transformador por sensores piezoelétricos

“…Entretanto, a diferença entre o piezoeletreto termoformado e o poroso é o processo como estes são fabricados. Os atuais processos de fabricação dos piezoeletretos termoformados, permitem que estes apresentem uma estrutura polimérica com cavidades controladas, ou seja, com formas geométricas bem definidas e que podem ser ajustadas conforme à aplicação desejada (MEDEIROS, 2014).…”

“…Protótipo 1: projeto do involucro metálico, (a) representação esquemática e fotos da (b) frente e Projeto do transdutor piezoelétrico e compartimento de interface e baterias.Fonte: Adaptado deMedeiros (2014).…”