Una red automática de adaptación de impedancia de un solo elemento paralelo simplificada aplicada a transductores acústicos electromagnéticos de accionamiento
Autores: Andrade, João Pedro T.; Bazan, Pedro Leon F. C.; Medeiros, Vivian S.; Kubrusly, Alan C.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Una red automática de adaptación de impedancia de un solo elemento paralelo simplificada aplicada a transductores acústicos electromagnéticos de accionamiento
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Automatización industrial
Palabras clave
Ondas ultrasónicas
Transductores acústicos electromagnéticos
Red de adaptación de impedancia
Transferencia de potencia
Automatización
Transductores EMAT
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
Las ondas ultrasónicas generadas y recibidas por transductores acústicos electromagnéticos (EMAT) son ventajosas en la inspección no destructiva, principalmente debido a la capacidad de operar sin contacto físico con el medio bajo prueba. Sin embargo, presentan un inconveniente principal de menor eficiencia, lo que conduce a una menor relación señal-ruido. Para superar esto, a menudo se utiliza la red de adaptación de impedancia en forma de L para garantizar la máxima transferencia de potencia al EMAT desde la electrónica de excitación. Hay una amplia gama de factores que afectan la impedancia de un EMAT, aparte del propio transductor; a saber, las propiedades del material de la muestra, la temperatura y la frecuencia. Por lo tanto, para asegurar una transferencia de potencia óptima, la configuración de la red de adaptación necesita ser ajustada con frecuencia. Por lo tanto, la automatización del laborioso proceso de ajustar manualmente la red es de gran beneficio para el uso de transductores EMAT. En este trabajo, se propone una red de adaptación automática simplificada de un elemento en paralelo y se deriva su valor óptimo teórico. A continuación, se diseñó y fabricó una red de adaptación automática. Se realizaron experimentos con dos EMAT diferentes a varias frecuencias, obteniendo una buena concordancia con las predicciones teóricas. El sistema automático fue capaz de determinar la mejor configuración para la red de adaptación de un elemento y proporcionó hasta 5.6 dB de ganancia, similar a una solución manual estándar y considerablemente más rápida.
Descripción
Las ondas ultrasónicas generadas y recibidas por transductores acústicos electromagnéticos (EMAT) son ventajosas en la inspección no destructiva, principalmente debido a la capacidad de operar sin contacto físico con el medio bajo prueba. Sin embargo, presentan un inconveniente principal de menor eficiencia, lo que conduce a una menor relación señal-ruido. Para superar esto, a menudo se utiliza la red de adaptación de impedancia en forma de L para garantizar la máxima transferencia de potencia al EMAT desde la electrónica de excitación. Hay una amplia gama de factores que afectan la impedancia de un EMAT, aparte del propio transductor; a saber, las propiedades del material de la muestra, la temperatura y la frecuencia. Por lo tanto, para asegurar una transferencia de potencia óptima, la configuración de la red de adaptación necesita ser ajustada con frecuencia. Por lo tanto, la automatización del laborioso proceso de ajustar manualmente la red es de gran beneficio para el uso de transductores EMAT. En este trabajo, se propone una red de adaptación automática simplificada de un elemento en paralelo y se deriva su valor óptimo teórico. A continuación, se diseñó y fabricó una red de adaptación automática. Se realizaron experimentos con dos EMAT diferentes a varias frecuencias, obteniendo una buena concordancia con las predicciones teóricas. El sistema automático fue capaz de determinar la mejor configuración para la red de adaptación de un elemento y proporcionó hasta 5.6 dB de ganancia, similar a una solución manual estándar y considerablemente más rápida.