Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Numerical Investigation of the Propagation Characteristics of Surface Transverse Wave Considering Various Quartz Substrate and Electrode Configurations

Jiang Chao, Cao Xiaoli, Yang Feng, Liu Zejun

Archives of Acoustics

|

2023

|

Vol. 48, No. 3

403--412

EN

Featured with a higher velocity, increased power handling capability, and better aging behavior, surface transverse wave (STW) shows more promising prospects than Rayleigh wave nowadays in various sensing applications. The need to design, optimize, and fabricate the related devices motivates the development of modeling and simulation. For this reason, a three-dimensional (3D) finite element (FE) simulation of STW on quartz, considering the crystal cut angle and the electrode effects, is presented in this study. Firstly, we investigated the effects of quartz’s cut angle on the generated waves. Here, the polarized displacements were analyzed to distinguish the wave modes. Secondly, the investigations of the electrode effects on the polarized displacement, phase velocity, and electromechanical coupling factor (K2) were carried out, for which different material and thickness configurations for the electrodes were considered. Thirdly, to examine the excitation conditions of the generated waves, the admittance responses were inspected. The results showed that not only the crystal cut angle but also the density and the acoustic impedance of the interdigital transducer (IDT) material have a strong influence on the excited waves. This article is the first to analyze STWs considering quartz’s cut angle and electrode effect through a 3D FE model. It could provide a helpful and easy way to design, optimize, and fabricate the related surface acoustic wave devices.

2

Experimental validation of the sensing capabilities of tunable interdigital transducer

Mańka M.

Diagnostyka

|

2018

|

Vol. 19, No. 1

49--56

EN

Modern systems and methods of Structural Health Monitoring (SHM) and Non Destructive Testing (NDT) require new types of transducers. In this paper, a new type of Lamb Wave transducer, the Tunable Interdigital Transducer (T-IDT), developed at AGH University of Science and Technology, is presented and its sensing capabilities are discussed based on experimental tests. The properties of the proposed transducer are similar to those of a traditional Interdigital Transducer (IDT), except for its ability to change the wavelength to which the transducer is tuned without introducing any physical changes in the electrode layout. In the paper, three sets of experiments are presented. The first two determine the ability of the transducer to measure the distance of damage from the transducer. The last set of experiments investigates the angular sensitivity of the proposed transducer for modelled damage. The presented results are compared to ones obtained with a traditional IDT.

PL

Nowoczesne systemy i metody Monitorowania Stanu Konstrukcji (ang. SHM) oraz techniki Badań Nieniszczących (ang. NDT) wymagają opracowywania coraz to nowszych typów przetworników. W artykule został przedstawiony nowy typ przetwornika do badań z wykorzystaniem fal powierzchniowych Lamb’a, opracowany na Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie a nazwany przez jego twórców Dostrajalnym Przetwornikiem Międzypalczastym (ang. T-IDT). Właściwości prezentowanego przetwornika T-IDT są zbliżone do właściwości tradycyjnego IDT z jedną różnicą mianowicie przetwornik T-IDT może zostać dostrojony do określonej długości fali bez potrzeby wprowadzania zmian w jego strukturze. W artykule zostały przedstawione trzy serie eksperymentów dotyczących badań zdolności przetwornika do wykrywania uszkodzeń. W pierwszych dwóch seriach badana była zdolność przetwornika do wykrywania i określenia odległości uszkodzenia od przetwornika. Natomiast trzecia seria badań dotyczyła czułości przetwornika na uszkodzenie w zależności od jego pozycji kątowej względem przetwornika. Wszystkie wyniki eksperymentów uzyskane z zastosowaniem przetworników T-IDT zostały porównane z wynikami uzyskanymi z wykorzystaniem tradycyjnych przetworników IDT.

3

Interdigital transducers for lamb-wave based SHM systems: design and sensitivity analysis

Mańka M., Rosiek M., Martowicz A., Uhl T.

Mechanics and Control

|

2011

|

Vol. 30, no. 2

79-84

EN

Structural health monitoring (SHM) systems have been constantly improved in the past decades. Sensors for SHM should be built-in to perform continuous measurements in opposite to non-destructive testing (NDT), in case of which sensors have to be mounted on the structure only during measurements. One of the most promising type of the transducers dedicated for SHM systems is Interdigital Transducer (IDT), which is designed for ultrasonic Lamb wave monitoring. Mode selectivity, high excitation strength, wave directivity, small size and relatively low cost are the most important advantages of the IDT. In the paper a designing process of the IDT is presented. Then, the results of numerical simulations and sensitivity analysis are discussed for exemplary IDT configuration.

PL

Systemy monitorowania stanu konstrukcji (SHM) w ostatnich latach są dynamicznie rozwijane. Przetworniki wykorzystywane w tego typu systemach są na stałe montowane na badanej konstrukcji pozwalając na ciągły pomiar zmian jest stanu. Jednym z przetworników stosowanych w systemach SHM bazujących na powierzchniowych falach ultradźwiękowych są przetworniki międzypalczaste (IDT). Ich głównymi zaletami są małe rozmiary oraz zdolność do generowania wąskopasmowej fali kierunkowej o stosunkowo wysokiej amplitudzie. W artykule przedstawiony został proces projektowania przetworników IDT. Omówiono wyniki przeprowadzonych symulacji oraz procesu analizy wrażliwości dla przedstawionej konstrukcji.

4

Aplication of Equivalent-Network Model to Analysis and Synthesis of the Saw Resonator

Mrać P., Filipiak J.

Molecular and Quantum Acoustics

|

2002

|

Vol. 23

293-298

EN

The paper shwos application equivalent-network model to analysis and synthesis of the Surface Acoustic Wave (SAW) resonator. In the beginning we introduce equivalent-network model the Interdigital Transducer (DT) and reflector. Based on this models analysis method this type SAW element was shown. Admittance, which depend on kind of piezoelectric substrate also geometry IDT and reflectors was obtained for 1-port SAW resonator. Expilct form of that electrical parameter allows analysis and simple synthesis of this type SAW element. Possibility of synthesis SAW resonator can be used to SAW sensor system.

5

Application of Equivalent-Network Model to Analysis and Synthesis of the Saw Resonator

Marć P., Filipiak J.

Molecular and Quantum Acoustics

|

2001

|

Vol. 22

165-170

EN

The paper shows application equivalent-network model to analysis and synthesis of the Surface Acoustic Wave (SAW) resonator. In the beginnig we introduce equivalent-network model the Interdigital Transducer (IDT) and reflector. Based on this models analysis method this type SAW element was shown. Admittanc, which depend on kind of piezoelectric substrate also geometry IDT and reflectors was obtained for 1-port SAW resonator. Explict form of that electrical parameters allws analysis and simple sysnthesis of this type SAW element. Possibility of synthesis SAW resonator can be used to SAW sensor system.