Resumen

Se diseñan y fabrican transductores compuestos piezoeléctricos 1-3 basados en aire para resolver el problema de adaptación de la impedancia acústica. En primer lugar, se construye un modelo de elementos finitos utilizando la estructura de panal como matriz de material compuesto piezoeléctrico para reducir la impedancia acústica del elemento sensible. En la simulación se examinan y verifican tres factores importantes: la fracción de volumen de los materiales piezoeléctricos φ , el espesor h y el tamaño s de la sección transversal cuadrada de la columna piezoeléctrica. A continuación, según el resultado de la simulación, se fabrican los compuestos piezoeléctricos y los transductores acoplados al aire. Las estructuras de panal de resina se fabrican mediante el método de la tecnología de impresión 3D, con una fracción de volumen de aire del 30%. Se miden y optimizan las características de impedancia y el rendimiento de excitación/recepción de los transductores acoplados al aire. Mientras tanto, se lleva a cabo un experimento de escaneado para demostrar el proceso de detección de grietas en silicio monocristalino. Se excita y recoge un modo 0 de ondas Lamb. La localización y el tamaño del defecto se determinan calculando los coeficientes de correlación de las señales recibidas y las señales de referencia. Por último, se distingue claramente un arañazo de 15 mm × 0,5 mm × 0,5 mm.

• Materias:Biotecnología Nanotecnología Redes de sensores Sistema de sensores Tecnología de sensores
• Subjects:Biotechnology Nanotechnology Sensor networks Sensor system Sensor technology
• Palabras claves:aire, mm ×, fracción de volumen, problema de adaptación de la impedancia acústica, tecnología de impresión 3d, proceso de detección de grietas, modelo de elementos finitos, matriz de material compuesto piezoeléctrico, transductores de material compuesto piezoeléctrico, sección transversal cuadrada
• Keywords:air, mm ×, volume fraction, acoustic impedance matching problem, 3d printing technology, crack detection process, finite element model, piezoelectric composite matrix, piezoelectric composite transducers, square cross section