Optimizacija pobude piezokeramičkih ultrazvučnih pretvarača u nelinearnim i termički promjenjivim radnim uvjetima : doktorski rad - Franček, Petar (P. Franček, Fakultet elektrotehnike i računarstva, 2021)
U ovom radu prikazani su rezultati istraživanja metoda elektromehaničke i akustičke karakterizacije piezokeramičkih uzoraka i ultrazvučnih pretvarača. Istražene su uobičajene normirane metode karakterizacije, uočeni su problemi i nedostatci postojećih rješenja s naglaskom na promatranje parametara piezoelemenata pri visokim razinama pobude. Fokus je stavljen na promjene parametara piezokeramičkih elemenata ovisno o pobudnoj razini i temperaturi te na problem impedancijskog neprilagođenja piezokeramika s pobudnim sustavom pri različitim vrstama pobude. Napravljeno je modeliranje temperaturnog i impedancijskog utjecaja na parametre piezoelemenata, te su predložene nove metode elektromehaničke i akustičke karakterizacije čime su stvorene pretpostavke za unaprjeđenje procesa karakterizacije piezoelemenata predviđenih za rad u promjenjivim uvjetima. Sva mjerenja provedena su s posebnim naglaskom na rad pri rezonantnom i usko oko rezonantnog područja s pojavom nelinearnih efekata. Piezokeramički elementi razmatrani su kao crna kutija – elektromehanički šesteropol. Prikazani su ekvivalentni električni krugovi ultrazvučnih pretvarača navedeni u standardu, pri čemu su definirani bitni parametri izvedeni iz osnovnih jednadžbi. U mehaničkoj domeni prikaz piezokeramičkih elemenata ostvaren je kao titrajni sustav masa spojenih oprugom. Napravljena su mjerenja piezokeramika kao i već sastavljenih pretvarača, te su prikazani fizički parametri koji određuju rezonantne karakteristike. Mjereni parametri napona, struje, pomaka i akustičkog tlaka povezani su s parametrima električne, mehaničke i akustičke domene. Eksperimenti su realizirani u laboratorijskom okruženju s kontroliranim uvjetima. Promjene parametara piezokeramičkih elemenata promatrane su za tri definirane temperature i pri različitim opterećenjima. Ključni pojmovi: ultrazvuk, UZV, piezokeramika, elektromehanička karakterizacija, rezonancija Keywords: ultrasound, piezoceramic, electromechanical characterisation, ultrasonic resonance