Contribución a la modelización y al estudio de transductores piezoeléctricos de potencia
- Autores: Antoni Turó Peroy
- Directores de la Tesis: Miguel J. García Hernández (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) ( España ) en 1998
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Luis Castañer Muñoz (presid.), Pere Joan Riu Costa (secret.), Juan A. Gallego Juárez (voc.), Francisco Montero de Espinosa Freijo (voc.), Rafael Pérez Pérez (voc.)
- Materias:
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- Resumen
El objetivo de esta Tesis Doctoral es la mejora de modelos de transductores de ultrasonidos de potencia y la optimización de la respuesta de los mismos. Se ha tratado y mejorado el diseño de un transductor utilizado en diatermia y funcionando en modo espesor y, se ha estudiado un transductor con una estructura metal-cerámica-metal (tipo sandwich) cuyo modo fundamental de vibración es el de extensión en longitud.
El estudio de los transductores se ha realizado mediante la ayuda de simuladores eléctricos SPICE debido a su gran disponibilidad y potencia y por que, en nuestro caso, además nos resultan muy próximos a nuestra actividad en Electrónica. Para ello, se han desarrollado específicamente los modelos nuevos sobre SPICE para cada transductor piezoeléctrico.
En primer lugar, se ha desarrollado el modelo eléctrico SPICE de un transductor constituido por una cerámica piezoeléctrica cuyo modo de vibración fundamental es en espesor. Este modelo se basa en el uso de una línea de transmisión eléctrica para describir el comportamiento de la parte acústica del transductor, y en el uso de fuentes dependientes, para modelar el acoplamiento entre la parte eléctrica y la parte acústica del transductor en lugar del transformador normalmente utilizado en los modelos tradicionales.
El circuito eléctrico equivalente anterior ha sido modificado para introducir dentro del modelo el efecto de las pérdidas tanto eléctricas como mecánicas del elemento piezoeléctrico. Para la consideración de las pérdidas mecánicas se ha establecido la analogía entre la propagación de las ondas acústicas en un medio con pérdidas con la propagación en una línea de transmisión eléctrica con pérdidas. Ello conduce a que es posible introducir el factor de atenuación del material piezoeléctrico como una resistencia distribuida de la línea de transmisión utilizada para modelar la parte acústica del transductor. En cuanto a la
