Ладиженський О. Дослідження процесу збудження акустичних коливань перетворювачем ємнісного типу

Магістерська дисертація містить 98 сторінок, 42 рисунка, 25 таблиць, 35 джерел за переліком посилань.

Ключові слова: ультразвук, ємнісні ультразвукові перетворювачі, медична діагностика, збудження акустичних коливань

Робота направлена на вирішення проблеми проектування ультразвукових перетворювачів ємнісного типу для систем медичної діагностики. На основі аналізу світового досвіду виконана оцінка ефективності малогабаритних високочастотних перетворювачів при їх збудженні відносно низькими напругами. Проведено експериментальні дослідження для підтвердження фізичних процесів збудження коливань.

 

Актуальність

П'єзоелектричні перетворювачі довгий час були домінуючою технологією в ультразвукових перетворювачах, але нещодавно з'явилися ємнісні мікромеханічні ультразвукові перетворювачі, що надають значні переваги, такі як широка смуга пропускання, легкість виготовлення великих масивів елементів та потенціал для інтеграції з існуючими електронними схемами. ЄМУП - це простий пристрій з двома пластинчасто-подібними електродами, зміщеними постійною напругою та збудженням додатковим змінним сигналом для гармонійного коливання однієї з пластин. ЄМУП забезпечують ряд переваг перед п'єзоелектричними перетворювачами: вони можуть бути виготовлені партіями з технологіями мікрообробки, що забезпечують жорсткі специфікації параметрів, чого важко досягнути у випадку із п'єзоелектриками, їх легше виготовити, ніж п'єзоелектричні перетворювачі. Технології серійного виробництва також дозволяють виготовляти матриці перетворювачів з різними робочими частотами на одній пластині та перетворювачі складної форми.

Мета дослідження – покращення коефіцієнта електромеханічного зв’язку і механічних характеристик ємнісних перетворювачів шляхом підвищення напруги збудження коливань і аналіз отриманих результатів.

Завдання дослідження

1. Аналіз стану сучасних технологій збудження механічних коливань і фізичної суті процесу збудження коливань з використанням ємнісних ультразвукових перетворювачів.
2. Розробити конструкцію перетворювача і реалізувати її у вигляді прототипу.
3. Експериментально дослідити фізичний процес коливання, визначити оптимальні амплітуди збуджуючої напруги.
4. Розробити електричну схему для збудження коливань.
5. Дослідити можливі варіанти підвищення ефективності збудження коливань.

Об’єкт дослідження – процес збудження ультразвукових коливань ємнісними мікромеханічними ультразвуковими перетворювачами.
Предмет дослідження – метод збудження ультразвуку ємнісними перетворювачами і технічна реалізація цього процесу.

Керівник: проф. Маєвський С.М.

Повний текст дисертації (.pdf)

Повний перелік магістерських дисертацій

ПСНК КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2017