ES2301201T3 - Transductor ultrasonico para transduccion elevada en gases y metodo para transmision de ultrasonidos en un modo de no contacto en materiales solidos. - Google Patents
Transductor ultrasonico para transduccion elevada en gases y metodo para transmision de ultrasonidos en un modo de no contacto en materiales solidos. Download PDFInfo
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Abstract
Un transductor ultrasónico para transmitir y recibir energía ultrasónica dirigida hacia y desde un medio gaseoso que comprende: un elemento piezoeléctrico (10) que tiene lados delantero y trasero; una placa (11b) eléctricamente conductora sobre el lado delantero del elemento piezoeléctrico; una capa (15) de transmisión de materiales de impedancia acústica inferior en contacto con la placa; una capa (18) de revestimiento de un material fibroso ligado a la capa de transmisión sin penetración sustancial del agente de enlace; y conexiones eléctricas (12, 13) para aplicar una señal eléctrica de excitación al elemento piezoeléctrico.
Description
Transductor ultrasónico para transducción
elevada en gases y método para transmisión de ultrasonidos en un
modo de no contacto en materiales sólidos.
Es muy conveniente transmitir energía
ultrasónica dentro de gases para poder analizar los gases en cuanto
a su composición, circulación y otras propiedades y a dirigir la
detección remota y de nivel de objetos a través del aire. También
es muy conveniente transmitir energía ultrasónica dentro del aire
para realizar ensayos sin contacto en productos, tales como papel,
madera, cerámicas verdes de baja impedancia acústica y metales en
polvo, plásticos y materiales compuestos así como en cerámicas,
metales, etc. de alta impedancia acústica. En aplicaciones médicas,
es también muy conveniente para dirigir diagnósticos sin contacto de
la piel y otras partes del cuerpo de personas o animales,
comprobación de fetos, mediciones de la circulación sanguínea,
terapéutica no invasiva y sin contacto y aplicaciones quirúrgicas,
tales como la eliminación de malignidades de piel,
"lithotripsy" (técnica que usa ultrasonidos para destruir
piedras en el riñón), eliminación de moles indeseables, etc.
Asimismo es muy conveniente en aplicaciones agrícolas, tales como
diagnósticos de plantas y árboles, así como para el análisis de
frutos, vegetales y de semillas.
Se conoce bien que la impedancia acústica de los
gases es de varios órdenes de magnitud la impedancia acústica de
materiales piezoeléctricos típicos. También, cuanto mayor sea la
diferencia en la impedancia acústica de dos capas adyacentes, más
difícil será la transmisión de energía ultrasónica a través de la
frontera entre las dos capas. Finalmente, se sabe que los gases
absorben rápidamente la energía ultrasónica especialmente a medida
que se incrementa la frecuencia del ultrasonido.
Ha sido posible transmitir ultrasonidos con un
cierto grado de éxito, dentro de gases, tales como aire, colocando
un material de baja impedancia enfrente del elemento piezoeléctrico.
La transmisión de ultrasonidos dentro de gases ha sido no obstante
bastante menor de la deseada.
Una ventaja, según esta invención, es
proporcionar un transductor ultrasónico y un método grandemente
mejorado para utilizar estos transmitiendo energía ultrasónica
dentro de gases con mucha mayor eficiencia.
Brevemente, según esta invención, se proporciona
un transductor ultrasónico para transmitir y recibir energía
ultrasónica a y desde un medio gaseoso. El transductor comprende un
elemento piezoeléctrico que, a su vez, comprende un material
cerámico/piezoeléctrico, un recubrimiento electrolítico
eléctricamente conductor sobre los lados delantero y trasero del
elemento piezoeléctrico, una capa de transmisión de material de baja
impedancia acústica adyacente al recubrimiento electrolítico
eléctricamente conductor sobre la cara delantera del elemento
piezoeléctrico, conexiones eléctricas para aplicar una señal
eléctrica de excitación al elemento piezoeléctrico y una capa de
revestimiento de fibras fijada a la superficie de la capa de
transmisión. Preferiblemente, la impedancia acústica de la capa de
transmisión está comprendida entre alrededor de 1x10^{6}
kg/m^{2}.s y 20x10^{6} kg/m^{2}.s, la impedancia acústica del
material piezoeléctrico está comprendida entre alrededor de
2x10^{6} kg/m^{2}.s y 50x10^{6} kg/m^{2}.s. Según una
realización, la capa de revestimiento comprende un material
fibroso, tal como una esterilla, papel, fieltro o tela que está
enlazado con la capa de transmisión sin sustancial penetración del
agente de enlace dentro del material fibroso.
Según una realización preferida, la capa de
revestimiento fibrosa está compuesta de fibras, una porción
substancial de las cuales son oblicuas o perpendiculares a la cara
delantera del elemento piezoeléctrico.
Brevemente, según esta invención, se proporciona
un método para transmitir sonidos y ultrasonidos a través de un
medio gaseoso, dentro y fuera de una muestra sólida, que comprende
las operaciones de: enlazar una capa de revestimiento de un
material fibroso con la superficie de transmisión de un transductor
para convertir una cierta forma de energía en vibraciones, por
ejemplo, un transductor piezoeléctrico, sin penetración sustancial
del agente de enlace en el material fibroso; enlazar una capa de
revestimiento de un material fibroso con una superficie de la
muestra sólida sin penetración sustancial del agente de enlace
dentro del material fibroso; y excitar el transductor dirigido a la
superficie de la muestra sólida con la capa de revestimiento ligada
al mismo.
También se proporciona un método para transmitir
ultrasonidos a través de un medio gaseoso dentro y a través de una
muestra sólida que comprende las operaciones de: enlazar una capa de
revestimiento de un material fibroso con la superficie de
transmisión de los transductores primero y segundo sin penetración
sustancial del agente de enlace dentro del material fibroso;
enlazar una capa de revestimiento de un material fibroso con las
superficies opuestas de la muestra sólida sin penetración
sustancial del agente de enlace en el material fibroso; y excitar
el primer transductor dirigido a la superficie de la muestra sólida
con la capa de revestimiento enlazada a la misma y detectar el
ultrasonido transmitido a través de la muestra sólida con el segundo
transductor.
Más características y otros objetos y ventajas
resultarán evidentes a partir de la descripción detallada siguiente
hecha con referencia a los dibujos, en los cuales;
la Figura 1 es una vista en sección esquemática
a través de un transductor de acuerdo con esta invención;
la Figura 2 ilustra una muestra sólida preparada
para recibir ultrasonidos en un modo de no contacto;
la Figura 3 es una traza de osciloscopio que
demuestra la efectividad del método según esta invención para
transmitir ultrasonidos a través de materiales compuestos de
plástico reforzados con fibras de grafito;
la Figura 4 es una traza de osciloscopio que
demuestra la efectividad del método según esta invención para
transmitir ultrasonidos a través de alúmina sinterizada densa;
la Figura 5 es una traza de osciloscopio que
demuestra la efectividad del método según esta invención para
transmitir ultrasonidos a través de un bloque de aluminio;
la Figura 6 es una traza de osciloscopio que
demuestra la efectividad del método según esta invención para
transmitir ultrasonidos a través de una aleación de titanio; y
la Figura 7 es una vista en sección esquemática
de un transductor enfocado según esta invención.
Haciendo referencia a la Figura 1, en ella se
muestra un transductor según esta invención que es especialmente
adecuado para transmitir energía ultrasónica dentro de un gas. El
elemento 10 piezoeléctrico tiene capas conductoras o capas 11a y
11b de recubrimiento electrolítico sobre las caras delantera y
trasera del mismo. Los conductores eléctricos 12, 13 están
conectados a la cara trasera del cristal piezoeléctrico y a la capa
conductora sobre la cara delantera. Cuando una señal pulsatoria
apropiada se aplica al elemento piezoeléctrico por medio de
conductores, el elemento vibra a una frecuencia caracterizada por
las dimensiones del elemento.
Según esta invención, el material adecuado para
la cerámica piezoeléctrica comprende soluciones sólidas de
circonato de plomo/titanato de plomo (PZT),
meta-niobato de plomo, niobato de litio y otros
agentes de acoplamiento electromecánico adecuados.
Las capas conductoras o los recubrimientos
electrolíticos 11a y 11b sobre las caras delantera y trasera pueden
comprender metales tales como oro, plata, platino, níquel o
materiales epoxídicos conductores que se llenan con metales en
polvo. Típicamente estas capas conductoras son de menos de 20
micrómetros de espesor.
Haciendo referencia de nuevo a la Figura 1, la
capa eléctricamente conductora 11b está en contacto con la cara
interior de una capa 15 de transmisión. La capa eléctricamente
conductora 11a está enlazada para reducir o aumentar la impedancia
del material 16 de amortiguación, dependiendo de la amortiguación
requerida del elemento piezoeléctrico 10. Alternativamente, si se
desea, la capa conductora 11a puede también ser dejada en el aire,
es decir, sin enlazar con cualquier otro material. El conjunto
completo puede ser encapsulado en un alojamiento adecuado para su
uso ergonómico. La capa 15 de transmisión comprende polímeros y
polímeros llenos con partículas cerámica o vidrio y fibras de
metales ligeros o cerámicas o vidrios. En contacto y enlazada con la
cara exterior 17 de la capa 15 de transmisión hay una capa 18 de
revestimiento de material de muy baja impedancia acústica. La capa
de revestimiento es de material fibroso tal como una esterilla,
papel, fieltro o tela que está enlazada con la capa 15 de
transmisión sin penetración sustancial del agente de enlace dentro
del material fibroso. Las propias fibras pueden ser fibras
textiles, ya sean naturales o sintéticas, fibras de papel, fibras
polímeras de carbono o fibras cerámicas. Las fibras deben formar
una matriz de interconexión como con un ligamento o fieltro. Las
fibras adyacentes a la capa 15 de transmisión deben estar enlazadas
con la capa de transmisión pero debe ponerse cuidado en minimizar
la penetración del material de enlace dentro de la matriz de fibras
pues esta destruirá las deseadas propiedades acústicas de la capa de
fibra.
La impedancia acústica el elemento
piezoeléctrico 10 está comprendida entre alrededor de 2x10^{6}
kg/m^{2}.s y 50x10^{6} kg/m^{2}.s. La impedancia acústica de
la capa 15 de transmisión está comprendida entre alrededor de 1 x
10^{6} kg/m^{2}.s y
20 x 10^{6} kg/m^{2}.s y la impedancia acústica de la capa 18 de revestimiento es menor que alrededor de 1 x 10^{6} kg/m2.s. Gradualmente, la impedancia acústica se reduce moviendo del transductor al aire o gas dentro del cual la señal ultrasónica es transmitida mediante la selección uso de una capa de transmisión especialmente seleccionada y una capa de revestimiento de material fibroso.
20 x 10^{6} kg/m^{2}.s y la impedancia acústica de la capa 18 de revestimiento es menor que alrededor de 1 x 10^{6} kg/m2.s. Gradualmente, la impedancia acústica se reduce moviendo del transductor al aire o gas dentro del cual la señal ultrasónica es transmitida mediante la selección uso de una capa de transmisión especialmente seleccionada y una capa de revestimiento de material fibroso.
El espesor combinado de la transmisión
eléctricamente conductora delantera y las capas de revestimiento
debe corresponder a la longitud de onda dividida por cuatro para la
máxima transmisión de energía dentro del gas o aire. Puesto que
todas las capas son muy finas, la capa de transmisión estará
normalmente muy cerca del espesor de la longitud de onda dividido
por cuatro.
Las ventajas de esta invención son evidentes a
partir del ensayo comparativo siguiente que ilustra la transducción
en los gases mediante experimentos en modo de transmisión. En los
experimentos en modo de reflexión, el mismo transductor se usa
tanto para enviar como para recibir un impulso ultrasónico, mientras
que en los experimentos de modo de transmisión, se usan
transductores separados para enviar y recibir un impulso
ultrasónico.
Según una realización preferida, la capa 15 de
transmisión puede comprender dos o más capas.
La primera capa de transmisión es
preferiblemente una que es transparente para la frecuencia resonante
del material piezoeléctrico y la impedancia acústica, Z_{2}, por
lo que es aproximadamente (preferiblemente menor que):
\left[(Z^{2}_{1} +
Z^{2}_{\alpha}) /
2\right]^{^{1}/_{2}}
donde Z_{1} es una impedancia
acústica del elemento piezoeléctrico y Z_{a} la del aire. Puesto
que Z_{a} es extremadamente baja comparada con Z_{1} (y la de
otros sólidos), puede ser eliminada de la ecuación. Por lo
tanto,
Z_{2} =
[Z^{2}_{1} / 2 ]
^{^{1}/_{2}}
Tales materiales son: aluminio, vidrios
ordinarios, cerámicas y sus materiales compuestos.
La segunda capa de transmisión es
preferiblemente una que es transparente a la frecuencia resonante
del elemento piezoeléctrico y la impedancia acústica, Z_{3}, la
cual es aproximadamente (preferiblemente menor que):
[Z^{2}_{2} /
2]^{^{1}/_{2}}
Tales materiales son epoxídicos, cauchos, otros
plásticos, etc.
La capa de revestimiento de matriz de fibras es
preferiblemente la que es también transparente a la frecuencia
resonante del elemento piezoeléctrico y la impedancia acústica,
Z_{4}, la cuales aproximadamente (preferiblemente menor que):
[Z^{2}_{3} / 2]
^{^{3}/_{2}}
Tales materiales son aquellos caracterizados por
una porosidad abierta, y por una transducción extremadamente alta
en un medio de aire o gaseoso, debiendo estar compuestos también de
estructuras fibrosas, tales como papeles, tejidos, cerámica, leña,
madera, vástagos de plantas, ramas u hojas, vidrio, grafito, metal o
papeles de fibra polímera, cintas, etc.
Es imperativo que la capa de transmisión final
sea acústicamente transparente cuando sea examinada en el modo de
no contacto (contacto de gas) a la frecuencia resonante del
transductor. Se ha hallado que los materiales basados en fibras,
caracterizados por una alta porosidad, son los mejores materiales
para esta aplicación. Con papeles ordinarios, se ha hallado además
que los papeles revestidos de arcilla son más prácticos.
Ejemplo
1
Un transductor de 1 MHz puede ser construido
como sigue:
Material piezoeléctrico: PZT.Z_{1} = 34 x
10^{6} kg/m^{2}.s
Primera capa de transmisión: aluminio. V=63252
m/s, Z_{2} = 17x10^{6} kg/m^{2}.s.
P/8 @ 1 MHz=1000/8 = 125 ns, donde 1000 ns es un
periodo, P, para la frecuencia MHz.
Por lo tanto, el espesor de esta capa es 125 x
10^{-9} x 6.325.000 = 0,79 mm.
Segunda capa de transmisión: epoxídica dura,
V=2600 m/s, Z_{3}=3x10^{6} kg/m^{2}.s.
P/16 @ 1 MHz = 1000/16 = 62,5 ns.
Por lo tanto, el espesor de esta capa es
62,5x10^{-9} x 2.600.000 = 0,16 mm.
Capa de revestimiento: papel revestido de
arcilla. V=500 m/s. Z_{4} = 0,6 x 10^{6} nkg/m^{2}.s.
P/16 @ 1 MHz = 1000/16 = 62,5 ns.
Por lo tanto, el espesor de esta capa es 62,5 x
10^{-9} x 500.000 = 0,03 mm.
Todas las capas de transmisión pueden estar
enlazadas entre sí con resinas epoxídicas y cementos convencionales,
no obstante, la capa fibrosa porosa final debe estar enlazada de
tal modo que la porosidad de su estructura no sea alterada. Por lo
tanto, la cinta autoadhesiva u otra epoxídica de alta viscosidad,
cola o cemento son adecuados.
Ese tipo de dispositivo (con espesor variable de
las capas de transmisión) ha sido fabricado y es al menos cinco
veces mejor en términos de rendimiento y sensibilidad cuando son
comparados con dispositivos similares hechos según cualquiera de
los métodos de la técnica anterior de los que el inventor tiene
noticia.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
2
Un transductor según esta invención con una capa
de transmisión multiparte puede ser construido a base de las capas
siguientes:
Los coeficientes de transmisión entre capas
deberán ser entonces: 0,89, 0,83, 0,84, 0,33. Los coeficientes de
transmisión entre el revestimiento de papel y el aire deberá ser
0,0005.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
3
Un transductor según esta invención con una capa
de transmisión multiparte puede estar compuesto de las siguientes
capas:
Los coeficientes de transmisión entre capas
serán 0,89, 0,83, 0,84, 1,0, 0,7. El coeficiente de transmisión
entre el revestimiento de papel y el aire deberá ser 0,005.
En los Ejemplos 2 y 3, los coeficientes de
transmisión fueron calculados según la fórmula
4Z_{1}Z_{2}/(Z_{1}+Z_{2})^{1/2}, donde Z_{1} es
la impedancia acústica de la capa de transmisión desde la cual se
transmite el ultrasonido y Z_{2} es la impedancia acústica de la
capa de transmisión dentro de la cual se transmite el ultrasonido.
El objeto es incrementar el sonido que alcanza la capa de papel tan
fuertemente como sea posible porque incluso de acuerdo con esta
invención, la transmisión en el aire es difícil.
En la tabla siguiente se establecen los datos
para las sensibilidades recibidas de transductores de no contacto
en aire ambiental en modos de transmisión para los mejores
transductores de la técnica anterior y transductores según esta
invención que tienen una capa de revestimiento de material fibroso.
(Sensibilidad (dB) = 20 Log V_{x}/V_{o}, donde V_{x} =
tensión (amplitud) de la señal recibida y V_{o} tensión de
excitación (amplitud) de la señal de excitación). Estos ensayos
fueron efectuados ensayando primero los transductores de la técnica
anterior sin una capa de revestimiento de papel, y efectuando luego
el ensayo con la capa de revestimiento de papel sobre ambos
transductores el que envía y el que recibe.
\newpage
Sensibilidades recibidas de
transductores de no contacto en aire ambiente en modos de
transmisión
En los ejemplos descritos anteriormente, la
orientación de las fibras en la capa fibras fue para la mayor parte
la de paralelas a la superficie del transductor piezoeléctrico. Se
ha hallado que la transducción puede ser además mejorada orientando
las fibras en la capa de revestimiento de modo oblicuo o
perpendicular al plano del transductor. Basada en ciertos
experimentos análogos, la mejora en la sensibilidad orientando las
fibras oblicuas o perpendiculares al plano del transductor será del
orden de 22 dB o 10 veces. Un ejemplo de una capa de revestimiento
con fibras orientada perpendicular al plano del transductor es una
capa de madera cortada perpendicularmente al grano. Otro material
tipo planta puede ser usado.
Haciendo referencia a hora a la Figura 2, en
ella se muestra esquemáticamente una muestra preparada para recibir
ultrasonidos transmitidos a la misma a través de un medio gaseoso.
Una capa de polímero delgado está enlazada directamente con las
superficies opuestas de la muestra y una capa fibrosa está enlazada
sobre la capa polímera. Se desea que las capas sean muy finas, es
decir, del orden de decenas de micrómetros. En el caso de muestras
que están ya compuestas de materiales de baja transmisividad, tales
como polímeros y materiales basados en polímeros (caracterizados
por una baja impedancia acústica), solamente se requiere la capa
fibrosa. Por otra parte, para aumentar la transmisividad en
materiales, tales como metales, cerámicas densas, y sus materiales
compuestos (caracterizados por una impedancia acústica
extremadamente alta), una capa delgada de polímero (caucho,
epoxídico, poliéster, etc.) entre la muestra y la capa fibrosa es
conveniente.
El material fibroso o capa puede ser una
esterilla, fieltro, papel o tela. Las propias fibras pueden ser
fibras textiles y fibras cerámicas. Las fibras deben formar una
matriz de interconexión como con un dibujo o fieltro. Las fibras
adyacentes a la muestra deben estar enlazadas con la muestra o una
capa de polímero adyacente pero debe ponerse cuidado en minimizar
la penetración del material enlazado dentro de la matriz de fibras
pues esto destrozará las propiedades acústicas deseadas de la capa
fibrosa.
Los transductores de ultrasonidos para generar y
recibir ultrasonidos se describen anteriormente. Otros transductores
de sonidos y ultrasonidos en adición a los transductores
piezoeléctricos, tales como transductores magnéticos,
electroestrictivos y de capacitancia, tendrán una capacidad
incrementada para transmitir vibraciones dentro de la atmósfera que
los rodea cuando son proporcionados con el revestimiento fibroso
descrito en esta memoria.
Las Figuras 3 a 6 muestran trazas comparativas
capturadas y presentada mediante un osciloscopio digital. En cada
caso, las escalas verticales para ambas trazas son idénticas y son
dadas en mV por división en la parte inferior izquierda de la
presentación. Las escalas horizontales para ambas trazas no son
idénticas. Las trazas inferiores han sido expandidas para que
muestren mejor las características significativas de la forma de
onda. La extensión en la cual la traza inferior fue expandida es
evidente a partir de los números dados en \mus para la división
debajo de la presentación. Por ejemplo, con referencia a la Figura
3, los números M 10 \mus y D 1 \mus como indica la traza
inferior fueron expandidos 10 a 1.
Haciendo referencia a la Figura 3, la traza
superior ilustra la señal recibida a través de una muestra desnuda
y la traza inferior la señal recibida a través de una muestra que ha
sido cubierta con las capas de polímero y fibrosa. La muestra fue
de material compuesto de plástico reforzado con fibra de grafito de
3 mm de espesor (Z = 8 x 10^{6} kg/m^{2}.s).
El transductor que genera el ultrasonido de 2
MHz fue excitado con una onda sinusoidal de 16 voltios. La
amplificación de la señal recibida fue de 72 dB. La señal
transmitida a través de la muestra no cubierta puede ser
difícilmente detectada a través del ruido de fondo por lo que la
señal transmitida a través de la muestra cubierta es definitiva.
Haciendo referencia a la Figura 4, la traza
superior ilustra la señal recibida a través de una muestra desnudada
y la señal de la traza inferior recibida a través de una muestra
que ha sido cubierta con el polímero y las capas fibrosas. La
muestra fue densa, 99,3 de alúmina sinterizada de 10,2 mm de espesor
(Z = 44 x 10^{6} kg/m^{2}.s). El transductor que genera los
ultrasonidos de 2 MHz fue excitado con una onda sinusoidal de 16
voltios. La amplificación de la señal recibida fue de 72 dB. La
señal transmitida a través de la muestra no cubierta puede
difícilmente ser detectada a través de un ruido de fondo por lo que
la señal transmitida puede ser observada por medio de la muestra
cubierta.
Haciendo referencia a la Figura 5, la traza
superior ilustra la señal recibida a través de una muestra desnuda
y la traza inferior la señal recibida a través de una muestra que ha
sido cubierta con el polímero y las capas fibrosas. La muestra fue
un bloque de aluminio de 51 mm de espesor (Z = 17 x 10^{6}
kg/m^{2}.s). El transductor que genera el ultrasonido de 1 MHz
fue excitado con una onda sinusoidal de 16 voltios. La amplificación
de la señal recibid fue de 72 dB. La señal transmitida a través de
la muestra descubierta es mostrada en el cuadrante izquierdo
superior pero una señal reflejada interiormente y transmitida puede
ser difícilmente, si lo es, detectada a través del ruido de fondo.
Las señales transmitida y reflejada en la muestra revestida son
definitivas.
Haciendo referencia a la Figura 6, la traza
superior ilustra la señal recibida a través de una muestra desnuda
y la traza inferior la señal recibida a través de una muestra que ha
sido cubierta con el polímero y las capas fibrosas. La muestra fue
una aleación de titanio y níquel aeronáutica de alta resistencia de
12,7 mm de espesor (Z = 50 x
10^{6} kg/m^{2}.s). El transductor que genera el ultrasonido de 2 MHz fue excitado con una onda sinusoidal de 16 voltios. La amplificación de la señal recibida fue de 72 dB.
10^{6} kg/m^{2}.s). El transductor que genera el ultrasonido de 2 MHz fue excitado con una onda sinusoidal de 16 voltios. La amplificación de la señal recibida fue de 72 dB.
Haciendo referencia a la Figura 7, en ella se
muestra un transductor según una realización alternativa de esta
invención que es especialmente adecuado para transmitir ultrasonidos
dentro de un gas y en el que el ultrasonido está enfocado. El
transductor activo, la capa intermedia y la capa fibrosa final están
configurados todos para enfocar el ultrasonido a una distancia
espaciada del transductor. Por ejemplo, cada elemento de la
superficie de una capa o la interfaz entre capas es perpendicular al
ultrasonido emitido desde ese material dirigido al punto focal.
Habiendo definido por tanto mi invención con el
detalle particularmente requerido por las Leyes sobre Patentes, lo
que se desea proteger por la Patente se establece en las
reivindicaciones siguientes.
Claims (6)
1. Un transductor ultrasónico para transmitir y
recibir energía ultrasónica dirigida hacia y desde un medio gaseoso
que comprende:
un elemento piezoeléctrico (10) que tiene lados
delantero y trasero;
una placa (11b) eléctricamente conductora sobre
el lado delantero del elemento piezoeléctrico;
una capa (15) de transmisión de materiales de
impedancia acústica inferior en contacto con la placa;
una capa (18) de revestimiento de un material
fibroso ligado a la capa de transmisión sin penetración sustancial
del agente de enlace; y
conexiones eléctricas (12, 13) para aplicar una
señal eléctrica de excitación al elemento piezoeléctrico.
2. El transductor ultrasónico según la
reivindicación 1, en el que la capa de transmisión de baja
impedancia acústica comprende materiales seleccionados del grupo
compuesto de polímeros, metales de baja densidad, cerámicas y
vidrios.
3. El transductor ultrasónico según la
reivindicación 2, en el que el material fibroso está compuesto de
fibras, la porción sustancial de las cuales es oblicua o
perpendicular al lado delantero del elemento piezoeléctrico.
4. Un método para transmitir sonidos o
ultrasonidos a través de un medio gaseoso dentro de una muestra
sólida que comprende las operaciones de:
enlazar una capa (18) de revestimiento de un
material fibroso con la superficie de transmisión de un transductor
(10) para generar vibraciones sónicas o ultrasónicas sin penetración
sustancial del agente de enlace dentro del material fibroso; y
excitar el transductor dirigido a la superficie
de la muestra sólida con la capa de revestimiento ligada a
esta.
5. Un método según la reivindicación 4, que
comprende además la operación de enlazar una capa de revestimiento
de un material fibroso con una superficie de la muestra sólida sin
penetración sustancial del agente de revestimiento dentro del
material fibroso.
6. Un método para transmitir sonidos o
ultrasonidos a través de un medio gaseoso dentro y a través de una
muestra sólida que comprende las operaciones de:
enlazar una capa de revestimiento de un material
fibroso con la superficie de transmisión de los transductores
primero y segundo sin penetración sustancial del agente de enlace
dentro del material fibroso;
enlazar una capa de revestimiento de un material
fibroso con las superficies opuestas de la muestra sólida sin
penetración sustancial del agente de revestimiento dentro del
material fibroso; y
excitar el primer transductor dirigido a la
superficie de la muestra sólida ligada al mismo y detectar el
ultrasonido transmitido a través de la muestra sólida con el segundo
transductor.
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US5021797P | 1997-06-19 | 1997-06-19 | |
| US50217P | 1997-06-19 | ||
| US5661197P | 1997-08-20 | 1997-08-20 | |
| US56611P | 1997-08-20 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2301201T3 true ES2301201T3 (es) | 2008-06-16 |
Family
ID=26728018
Family Applications (1)
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