EXAMEN
Récemment, l'Université de Californie, l'équipe de recherche de San Diego a conduit développé un patch souple résiliente, de sorte que les différentes structures de forme (par exemple .: pièces de moteur, la turbine et le rail de coude du réacteur), l'imagerie par ultrasons devient plus facile, tandis que les appareils à ultrasons conventionnels sont souvent difficiles à détecter ces objets.
fond
Tout autour de nous, l'onde sonore est partout. Cependant, l'oreille humaine peut entendre la gamme de fréquences sonore (20 Hz ~ 20K Hz). « L'échographie » désigne les fréquences des ondes sonores au-dessus de 20K Hz, l'oreille humaine ne peut pas entendre.
(Source: Wikipedia)
Ultrasons bonne direction, la puissance de pénétration, l'énergie est concentrée, l'eau est de loin la distance de transmission. Il peut être utilisé pour la distance, la vitesse, le nettoyage, le soudage termes, le gravier, la stérilisation, etc., a beaucoup d'applications dans médical, militaire, l'industrie et l'agriculture.
La technologie des ultrasons est la science et la technologie concernent très populaire, le domaine est aussi ne manque pas d'innovations. J'ai présenté quelques-uns des cas classiques liés à la technologie à ultrasons avant, récapituler du LET:
1) les résultats de la recherche montrent l'Université de Bristol au Royaume-Uni: l'avenir des montres intelligentes et d'autres équipements d'imagerie par ultrasons portable peut être perçu mouvements de la main.
(Source: BIG, Université de Bristol)
2) University of Sussex par transmission d'ondes ultrasonores dans le dos de la main, la paume de la main et du signal de détection tactile dans un dispositif d'affichage interactif de palme.
(Source: Université du Sussex)
3) Université de Californie, Riverside (UCR) a développé un implant de crâne en un matériau céramique, aidera les médecins envoyés à l'échographie du cerveau, l'utilisation du traitement par ultrasons des maladies du cerveau.
(Photo: DUC)
4) Université du Missouri développer un dispositif laser plus sûr, le laser et la technologie des ultrasons combinera, par contact direct, le laser est transmis à la peau interne.
(Source: Ryan Owens / École de génie, Université du Missouri)
Outre les cas mentionnés ci-dessus, Contrôle par ultrasons , Mais aussi la technologie a des utilisations non critiques. Contrôle par ultrasons est un procédé classique pour le contrôle non destructif en utilisant des techniques ultrasonores. Il utilise la différence de propriétés acoustiques des matériaux et de leurs défauts, en modifiant la forme d'onde de propagation ultrasonique du temps et de l'énergie réfléchie pénétration cas, pour tester les défauts internes dans les matériaux.
La figure: un seul site, le technicien réseau étant progressivement les appareils à ultrasons, le tube de test souder défauts. Les moyens de détection avec une roue magnétique par un cadre constitué par un ressort de telle sorte que la sonde entre en contact avec le tuyau. les zones humides est un agent de couplage à ultrasons, de sorte que les ondes sonores peuvent traverser la paroi du tuyau.
(Source: Wikipedia)
Principe général de contrôle par ultrasons illustré ci-dessous . A gauche: émet des ondes ultrasonores pour sonder l'intérieur du matériau d'essai. Dans lequel il y a deux identités: une impulsion initiale à partir de la première sonde; ondes seconde réfléchi qui est réfléchi à partir de l'interface. A droite: un troisième défaut de fabrication identifiés, et en même temps réduire l'amplitude de l'onde réfléchie. La profondeur du défaut déterminé par le D / Ep.
(Source: Wikipedia)
Cependant, le plat du substrat de sonde à ultrasons classique et rigide, de sorte que lors du balayage d'une courbure ,, et toute autre surface ondulée angulaire irrégulière, ne peut pas maintenir un bon contact . Le professeur de génie nano (pour introduire les documents de recherche innovants suivant auteur correspondants) Jacobs School of Engineering, Université de Californie, la déclaration de San Diego Sheng Xu, qui est très limitée car dans la vie de tous les jours, surface non plane est très commun .
professeur de génie civil à l'Université de Californie, San Diego, co-auteur de Francesco Lanza di Scalea dit: « coudes, coins et autres détails de la structure se trouvent les zones les plus critiques des défaillances qui se produisent, ce sont des zones de fortes contraintes. sonde plane rigide classique ne peut pas être effectuée sur le défaut interne des zones d'image . "
Afin que la sonde et une meilleure surface de contact de l'objet dans la détection du gel en général, l'huile, l'eau et autres substances. Mais un trop grand nombre de ces substances, il va filtrer le signal. En outre, la sonde à ultrasons classique est très lourd, ne peut pas être détectée difficile d'accéder à ces parties.
Xu: « Si une voiture est présente sur le site d'une fissure difficile d'accès, les inspecteurs ont besoin de démonter tout le moteur, le membre est immergé dans l'eau, de manière à obtenir une image en trois dimensions complète. »
innovation
Cependant, un nouveau dispositif surmonte les inconvénients du dispositif à ultrasons courant, il peut être appliqué pas tout à fait surface plane de l'objet. Les résultats des recherches le 23 Mars, publié dans la revue « Les progrès scientifiques (avances scientifiques) ».
Récemment, les ingénieurs de l'Université de Californie, San Diego (Université de Californie à San Diego) a dirigé l'équipe de recherche a développé une Patch élastique flexible Alors que, dans une variété de structures façonnées (par exemple .: pièces de moteur, la turbine et le rail de coude du réacteur), l'imagerie par ultrasons plus facile, tandis que les dispositifs à ultrasons classiques sont souvent difficiles à détecter ces objets. Ceci est un outil polyvalent de placement plus pratique à ultrasons pour les pièces de machines d'inspection des défauts profonds et éléments de construction et les dommages.
(Source: University of California, San Diego)
technologie
Une équipe dirigée par l'UCSD a développé une sonde à ultrasons flexible, pas d'eau, gels, huiles, vous pouvez travailler sur la surface profilée . Il est un patch mince, un élastomère de silicone ayant la structure de motif au-dessus de « pont de l'île. » Fondamentalement, ce tableau est un petit composant électronique (île), chaque île à son tour, sont reliés entre eux par un ressort-like structures (ponts). Île contenant des électrodes et un dispositif transducteur piézoélectrique. Lorsque le courant passe à travers, il génère une onde ultrasonore. Pont est un ressort en forme de cuivre de flexion élastique, de sorte que le patch peut adapter aux surfaces non planes, sans affecter sa fonction électrique.
Les schémas de conception de réseau de transducteurs à ultrasons flexibles
(Source: Référence [2])
Le patch ultrasonique souple lors de l'étirement et la distorsion, n'affectera pas sa fonction électrique.
(Source: Hongjie Hu)
Sur un bloc d'aluminium ayant une onde de surface, les chercheurs ont testé l'appareil. La présence de 2 à 6 cm au-dessous des défauts de surface du bloc d'aluminium. Les chercheurs placés à différents points sur la surface de la forme d'onde de sonde, l'acquisition de données et de traitement de données utilisant des algorithmes de reconstruction d'images personnalisées. Les sondes peuvent être à deux millimètres de largeur des trous du bloc d'aluminium et la formation de fissures.
valeur
matériaux San Diego la science et de l'ingénierie étudiante au doctorat de l'Université de Californie, co-auteur de Hongjie Hu a déclaré: « Ce sera attaché à la sonde à ultrasons différentes parties du moteur, les ailes d'avion ou un pont, la détection des fissures en cours, sera aspect soigné ".
avenir
Le dispositif est encore dans la phase de conception, ne sont pas encore capable d'imagerie en temps réel. Il doit être connecté à une source d'alimentation et un ordinateur pour le traitement des données. Xu a dit: « À l'avenir, nous espérons que le pouvoir et traitement des données en fonctions sonde à ultrasons flexible, vidéo et apporter l'imagerie sans fil en temps réel. »
mot-clé
Ultrasons, électronique flexible, l'imagerie
Documents de référence
[1]
[2] Par Hongjie Hu, Xuan Zhu, Chonghe Wang, Lin Zhang, Xiaoshi Li, Seunghyun Lee, Zhenlong Huang, Ruimin Chen, Zeyu Chen, Chunfeng Wang Yue Gu, Yimu Chen, Yusheng Lei, Tianjiao Zhang, NamHeon Kim, Yuxuan guo, Yue Teng, Wenbo Zhou, Yang Li, Akihiro Nomoto, Simone Sternini, Qifa Zhou, Matt Pharr, Francesco Lanza di Scalea, Sheng Xu. ensembles de transducteurs à ultrasons étirables pour l'imagerie en trois dimensions sur des surfaces complexes . Les progrès scientifiques, 2018; DOI: 10.1126 / sciadv.aar3979
