Circular ultrasonic transducer characterization: theoretical and experimental results



Título del documento: Circular ultrasonic transducer characterization: theoretical and experimental results
Revue: Revista mexicana de física
Base de datos: PERIÓDICA
Número de sistema: 000406617
ISSN: 0035-001X
Autores: 1
2
3
3
Instituciones: 1Universidad Nacional Autónoma de México, Instituto de Investigaciones en Matemáticas Aplicadas y en Sistemas, México, Distrito Federal. México
2Instituto de Cibernética, Matemática y Física, La Habana. Cuba
3Instituto Politécnico Nacional, Centro de Investigación y de Estudios Avanzados, México, Distrito Federal. México
Año:
Periodo: Dic
Volumen: 49
Número: 6
Paginación: 511-518
País: México
Idioma: Inglés
Tipo de documento: Artículo
Enfoque: Analítico
Resumen en español En el presente trabajo se analiza la influencia de las condiciones de frontera en la distribución de presiones acústicas debido a la excitación impulsional de transductores ultrasónicos. Las simulaciones numéricas de la distribución de presiones en el campo cercano han sido desarrolladas considerando a los bafles rígido y suave como condiciones de frontera. Estos campos simulados han sido desarrollados en función de la convolución temporal entre la velocidad longitudinal de la cara del transductor y la derivada de la respuesta al impulso para ambas condiciones de frontera. Datos experimentales fueron obtenidos adquiriendo la serial eléctrica punto a punto y así obteniendo los voltajes pico, pico-pico y cuadrático medio. Los resultados experimentales y simulados son comparados para investigar el comportamiento temporal de las señales acústicas, así como sus distribuciones espaciales en planos paralelos a la superficie de los transductores. El experimento se enfocó en la región Fresnel donde el efecto de difracción, debido a los bordes de los transductores, afecta a la distribución de la presión acústica. Las lecturas experimentales fueron realizadas considerando transductores ultrasónicos circulares con las mismas características geométricas y frecuencias de resonancia de 3.5 MHz y 5 MHz
Resumen en inglés Acoustic pressure fields generated by pulsed ultrasonic transducers under different boundary conditions are analyzed. Numerical simulations of the near-field pressure were evaluated considering rigid and soft baffles as boundary conditions. These field simulations were perfomed using the temporal convolution between the numerical derivative of the impulse response and the longitudinal wave velocity for both cases. Experimental pressure data were obtained by measuring the peak, peak to peak and root mean squared voltages. Simulated and experimental results were compared to investigate the temporal behavior of the acoustic signal as well as their spatial distribution on planes parallel to the transducer face. Special attention is given to the Fresnel region where the diffraction effect affects the pressure field measurements. Experimental readings were done using circular transducers with the same geometric characteristics and with resonant frequencies of 3.5 MHz and 5 MHz
Disciplinas: Física y astronomía
Palabras clave: Acústica,
Física,
Transductores,
Ultrasonido,
Respuesta a impulsos
Keyword: Physics and astronomy,
Acoustics,
Physics,
Transducers,
Ultrasound,
Impulse response
Texte intégral: Texto completo (Ver PDF)