Projeto e construção de transdutores piezocerâmicos para acoplamento em ar. - Burbano Reyna, Carlos Arturo (2019)
Este trabalho apresenta o projeto e a fabricação de transdutores para acoplamento em ar. Como elementos ativos foram usados piezocerâmicos ou piezocompósitos, vibrando em modo espessura. Como elementos passivos foram usados epóxi, membranas de filtragem e aerogel (camadas de acoplamento). Os piezocerâmicos apresentaram maior sensibilidade que os piezocompósitos. Por outro lado, os piezocompósitos apresentaram banda mais larga que os piezocerâmicos. As membranas de filtragem são de fácil manipulação e permitiram camadas de alta qualidade para acoplamento em ar. Também foi estudado o aerogel como potencial camada passiva, porém houve dificuldade no processo de manipulação, resultando em fraca estabilidade da estrutura desse material, depositado diretamente sobre as cerâmicas piezelétricas. As membranas passivas e os elementos ativos foram caracterizados e submetidos aos critérios de seleção para a fabricação de protótipos. Os comportamentos elétrico e mecânico de um conjunto de protótipos foram medidos em cada etapa de construção e comparados com os resultados teóricos. Os resultados de desempenho dos protótipos em modo transmissão mostraram que a adição de membranas porosas de espessura ?/4 incrementou de três a quatro vezes a transmissão de energia entre o elemento ativo e o ar, além de ter aumentado em aproximadamente quatro vezes a largura da banda. Os resultados do modelo numérico multifísico foram comparados aos dados do campo acústico medido com um protótipo para acoplamento em ar, operando na frequência de 0,4 MHz, tendo havido boa concordância entre eles.