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Sviluppo di un sistema per la focalizzazione dinamica di un fascio ultrasonoro

Sviluppo di un sistema per la focalizzazione dinamica di un fascio ultrasonoro. Laureando: Marco DALLE FESTE. Relatore: Prof. Antonio BOSCOLO Correlatore: Ing. Francesco ARMANI. Il problema.

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Sviluppo di un sistema per la focalizzazione dinamica di un fascio ultrasonoro

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Presentation Transcript

  1. Sviluppo di un sistema per la focalizzazione dinamica di un fascio ultrasonoro Laureando: Marco DALLE FESTE Relatore: Prof. Antonio BOSCOLO Correlatore: Ing. Francesco ARMANI

  2. Il problema Focalizzare e deflettere dinamicamente un fascio ultrasonoro nel semipiano posto di fronte alla schiera di trasduttori Applicazioni tipiche: • Campo medico • Settore industriale

  3. Gli obiettivi preposti • sviluppo sistema per la focalizzazione dinamica di ultrasuoni • realizzare un sistema dinamico • piattaforma a basso costo • funzione di focalizzazione e deflessione del fascio ultrasonoro • Caratterizzazione qualitativa del dispositivo

  4. Stato dell’arte Scanner lineari sequenziali • Campo di misurazione limitato • Profondità focale fissa • Scansione relativamente rapida Scanner settoriali meccanici • Ingombranti • Profondità focale fissa • Scansione molto lenta Scanner ‘linear phased array’ • Meccanica più leggera • Focalizzazione dinamica • Scansione in real-time

  5. Possibili approcci Scanner ‘linear phased array’ • meccanico • puramente analogico • misto digitale-analogico • Motivazioni della scelta: • Facile scalabilità • Versatilità • Controllo real-time

  6. Progettazione e sviluppo Schema a blocchi del dispositivo realizzato

  7. Generatore di funzioni arbitrarie • PC: calcola gli sfasamenti dei quattro canali paralleli isocroni • Microcontrollore: genera i campioni della forma d’onda a 14 bit di risoluzione • DAC: converte in modo isocrono i campioni di ogni canale Caratteristiche: • 4 canali paralleli • Sincronia • Banda: DC – 80kHz • Possibilità di modulazioni

  8. Il DAC multicanale Le specifiche prese in considerazione sono: • Risoluzione • Velocità di conversione • Tipo di comunicazione supportata Gli AD5446 adottati garantiscono: • 14 bits di risoluzione + 2 bits di controllo • 2,7MSPS • Comunicazione seriale SPI fino a 50MHz • 12Mhz multiplyingbandwidth

  9. Sviluppo del PCB Accorgimenti adottati: • Lunghezza delle connessioni • Separazione dei piani di massa • Evitare loopdella corrente di ritorno

  10. I Trasduttori utilizzati Caratteristiche tecniche del costruttore: • Frequenza di risonanza nominale 40kHz • Lobo di emissione di 60° • Basso costo Caratterizzazione effettuata: • Frequenza di risonanza effettiva circa 41kHz • Lobo di emissione a scarsa linearità • Comportamento capacitivo Adattamento d’impedenza

  11. Risultati ottenuti Caratterizzazione qualitativa del lobo di emissione • Verifica della deflessione del fascio

  12. Risultati ottenuti • Verifica della focalizzazione del fascio

  13. Conclusioni E’ stato verificato, in modo qualitativo, il corretto funzionamento del sistema Possibili sviluppi futuri • Distanziometro/velocimetro selettivo • Scanner bidimensionale • Estensione nel campo tridimensionale

  14. Grazie per l’attenzione

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