Simulación y comparación de la respuesta eléctrica de algunos materiales piezoeléctricos aplicados en la ecografía médica

• Autores: R. A. Reyes Villagrana, D. A. Contreras Solorio
• Localización: Nova scientia, ISSN-e 2007-0705, Vol. 6, Nº. 11, 2014, págs. 135-157
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Simulation and comparison of electrical response of some piezoelectric materials used in the medical echography
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• Resumen
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    La acústica se interpreta como la ciencia que estudia las ondas acústicas, vibraciones y sus interacciones con el entorno, tanto en sistemas macroscópicos como microscópicos. En este trabajo se presenta el modelo de un detector acústico piezoeléctrico desarrollado en el programa OrCAD-PSpice, para determinar la máxima amplitud de voltaje utilizando los materiales piezoeléctricos Cuarzo, PZT-5H, PVDF y PSMNZT, con el objetivo de determinar cuál de estos materiales piezoeléctricos tanto naturales, cerámicos, polímeros y cerámicos compuestos genera el máximo voltaje, sin agregar una etapa de acondicionamiento de la señal, y así contar con una herramienta computacional para predecir los voltajes que arrojan los materiales piezoeléctricos aplicando la técnica de transmisión, cuando no se cuenta de manera inmediata con el equipo para determinar éstas comparaciones. Se utiliza al agua como medio de propagación y se proponen diferentes espesores para las simulaciones. Se muestran las gráficas de las simulaciones realizadas, donde el PSMNZT proporcionó un máximo voltaje de 21.272V con un espesor de 10µm.

  • English

    The acoustics is interpreted as the science that studies sound waves, vibrations and their interactions with the environment, in both macroscopic and microscopic systems. This paper presents the model of piezoelectric acoustic detector developed with the OrCAD-PSpice program, to determine the maximum voltage amplitude using piezoelectric materials such as Quartz, PZT-5H, PVDF and PSMNZT. Our objective is to determine which of these piezoelectric materials: natural, ceramics, polymers and composites ceramics generates the maximum voltage without adding a stage of signal conditioning. Thus we have a computational tool to predict the voltages applied that yield piezoelectric materials using the technique of transmission, in the absence of the equipment to perform these comparisons. The water is used as a propagation medium and we proposes different thicknesses for simulations. We show the simulation graphs, where the PSMNZT provided a maximum voltage 21.272V with a thickness of 10µm.