Efeitos da polarização não-uniforme de ceramicas piezoeletricas no campo de Transdutores de ultra-Som

Orientador: Eduardo Tavares CostaTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de ComputaçãoResumo: O objetivo da apodização (polarização não-uniforme) foi obter discos de cerâmicas piezoelétricas que vibrassem mais intensamente na região central do que na região periférica, para produzir transdutores de ultra-som com campos em que a contribuição das ondas de borda fosse mínima, reduzindo os efeitos da difração. Um programa para implementar o Método de Elementos Finitos (MEF) foi usado para simular o campo elétrico de polarização de um disco de cerâmica, formatado por eletrodo esférico. Procurou-se determinar o melhor valor do raio do eletrodo para o processo de apodização, a distribuição dos vetores de campo elétrico no interior da cerâmica e descrever a intensidade do campo elétrico de apodização por uma equação polinomial. O MEF também foi usado para simular o comportamento vibracional dos discos de cerâmica apodizados. Os resultados deste trabalho demonstraram que é possível modificar a polarização da cerâmica usando um eletrodo esférico encostado na face superior do disco cerâmico, cujo eletrodo depositado original foi previamente removido. Discos de PZT5A foram apodizados e usados na montagem de transdutores de ultra-som. Também foram montados transdutores com cerâmicas polarizadas uniformemente, para comparar o desempenho destes com os apodizados. O mapeamento do campo acústico dos transdutores construídos mostrou que os campos gerados pelos transdutores apodizados atingem distâncias maiores a partir da face do transdutor, em relação aos transdutores não-apodizados, devido à menor contribuição das ondas de borda, que reduz os efeitos da difração acústicaAbstract: The objective of apodization (non uniform polarization) was to obtain piezoelectric ceramic discs that would vibrate more intensively in the central region than in the edge, to produce ultrasound transducers with acoustic fields where the contributions of the edge waves were minimal, reducing diffraction effects. A program to implement the Finite Element Method (FEM) was used to simulate the electrical polarization field for a ceramic disc. A spherical electrode formatted this electrical field. We tried to determine the best radius of the electrode for the apodization process, the distribution of the electrical field vectors inside the ceramic disc, and to describe the intensity of the apodized electrical field by a polynomial equation. FEM was also used to simulate the vibrational behavior of apodized ceramic discs. The results of this work have shown that it is possible to modify the polarization using a spherical electrode touching the superior face of the ceramic disc, which previous electrode was removed. PZT5A ceramic discs were apodized and used to construct ultrasound transducers. It has also been constructed ultrasound transducers with conventional ceramic discs, in order to compare their performance to that of apodized transducers. The mapping of the acoustic fields of the constructed transducers has shown that the fields generated by the apodized transducers have extended range from the transducer face, compared to that of the non-apodized transducers, due to the lesser contributions of the edges waves reducing the acoustical diffraction effectsDoutoradoDoutor em Engenharia Elétric

Projeto e construção de um estimulador optico alternador e reversor de padrões para potencial evocado

Orientador : Wang BinsengDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia EletricaResumo: O potencial evocado visual (PEV) é uma resposta elétrica provocada por estimulação visual da retina e registrada no escalpo sobre a região occipital do córtex. Como índice objetivo da experiência visual. é utilizado clinicamente para avaliar a função visual. requerendo pouca cooperação do paciente e auxiliando no prognóstico e diagn6stico de distúrbios visuais. Dois tipos gerais de estímulos visuaIs são usados para provocar PEV: estímulos não-padronizados do tipo nflashesn de luz e estímulos padronizados. i.e.. padrões 6pticos ricos em bordas de contraste. tais como xadrez e barras. Os estímulos padronizados podem ser apresentados alternadamente com quadros pretos (luminância variável) ou reversivamente. i.e.. com os elementos pretos e brancos alternando de cor (luminância constante). Um estimulador programável com padrões ópticos foi construído com um microprocessador de 8 bits (8085). decodificadores. buffers, RAM (2114). EPROM (2716), controlador de vídeo (8275) e uma interface paralela (8255) para comunicação com o usuário através do painel de controle. Os padrões ópticos gerados são apresentados na tela de um televisor comum em preto-e-branco modificado. Nas chaves do painel de controle. selecionam-se as características de estimulação: - tipo de estímulo: xadrex, barras horizontais e verticais; - número de elementos: xadrez - lxl. 2x2. 4x4, 8x8. 16x16. 30x30. 40x40 e 80x80; modo de estimulação: alternado ou reversivo; - frequência de estimulação: 0.5. 1.0 1.5. 2.0. 3.0, 3.75. 5.0. 6.0. 7.5 e 15 estímulos/s; e - campo visual: completo. Às medidas de bancada e os resultados dos testes experimentais demonstraram o bom desempenho do prot6tipo em provocar PEV. Posteriormente, o prot6tipo será testado e utilizado no Hospital de Clínicas da UNICAMP, em conhunto com o Sistema Inteorado para Potencial Evocado em desenvolvimentoAbstract: Visual evoked potential (VEP) is a cortical response elicited by optical stimulation of the retina recorded on the scalp in the occipital region. It- can.be( used as an objective index of visual experience in studies of human visual system, requirino little patient cooperation and without involvement of subjective judgement. Two kinds of stimuli have been used to elicit VEP: non-patterned stimuli, i.e.. ligth flashes and patterned stimuli. l.e.. optical patterns such as checkerboards or vertical bars. Patterned stimuli can be presented either alternating patterns with black frames (non-constant luminance) or reversing black elements to white and vlce-versa (constant luminance). A programmable optical-pattern stimulator for VEP was built with an 8-bit microprocessor (8085) . decoders, RAM (2114) . EPROM (2716). a video controller (8275), and a parallel interface (8255). The patterned stimuli generated are presented to patient on the screen of a 16-inch black-and-white TV set. Five switches on the front panel are available for selection of the stimulation parameters: - patterns: checkerboard. horizontal bars, and vertical bars; - number of elements: checkerboard - lx1, 2x2, 4x4, 8x8. 16x16, 30x30. 40x40 and 80x80; bars - 1, 2, 4, 8, 16, 30, 40 and 80; - stimulation mode: alternating or rever sal; - stimulation rate: 0.5, 1.0. 1.5. 2.0, 3.0 3.75, 5.0, 6.0, 7.5 and 15 stimuli/s; and - visual field: full. The bench tests and the experimental results have confirmed the Qood performance of the prototype. Further work will be done towards clinical assesment of the optical stimulator in conjunction with the inteQrated system for evoked potential (currently, beinQ developed) at the University Hospital of CampinasMestradoMestre em Engenharia Elétric