s. afrang
-
امروزه به منظور مطالعه ی بالینی در تصویربرداری اولتراسونیک، ریزمبدل های اولتراسوند خازنی در بازه فرکانس های بالا مورد استفاده قرار می گیرند. در این مقاله از طریق تحلیل رفتار مکانیکی ریزمبدل اولتراسوند خازنی، پهنای باند فرکانسی و میزان حساسیت آنها ارزیابی شده است. برای طراحی ریزمبدل اولتراسوند که قادر به تولید تصاویر با وضوح بالا باشد، نیاز به یک ساختار خازنی با استفاده از تکنولوژی سیستم های میکرو الکترومکانیکی می باشد. از این رو در این مقاله به منظور پیش بینی رفتار مکانیکی این سیستم به طور دقیق، ناپایداری پولین و پاسخ فرکانسی دیافراگم با در نظر گرفتن نظریه گرادیان های مرتبه بالا بررسی می شود. همچنین، به منظور مطالعه ی جامع، فاکتورهای الکتریکی ساختار ریزمبدل خازنی از جمله ضریب تزویج الکترومکانیکی، فشار خروجی و حساسیت سیگنال دریافتی مورد مطالعه قرار می گیرد. ساختار بررسی شده در این مقاله در واقع یک روش عملی، ساده و دقیق است که برای کاربردهای پزشکی مورد استفاده قرار می گیرد.کلید واژگان: تصویربرداری پزشکی، سیستم های میکروالکترومکانیکی، ریزمبدل خازنی، تئوری گرادیان های مرتبه ی بالاIn the medical field, ultrasonic imaging is especially popular for its technological features, such as non-radioactive real-time acquisition, affordable equipment cost, and miniaturization capabilities in minimally invasive methods. However, in ultrasonic imaging, micromachined capacitive ultrasound transducers with consideration of various benefits such as ease of fabrication, integration with signal processing electronics, efficient performance, low impedance, and high transduction coefficient can be used for the high-frequency range of medical applications. In this paper, the mechanical and electrical behaviors of a capacitive micro ultrasonic transducer and the frequency bandwidth and sensitivity of the system are evaluated by consideration of scale effects. Moreover, the static deflection of the micro plate using COMSOL software and MATLAB script is extracted. To design an ultrasound transducer capable of producing high-resolution images, a micro capacitive structure using MEMS technology is required. In other words, in the development of medical devices including CMUTs, a range of the operating frequencies are crucial since this directly affects its resolution of images and applications. Consequently, in this work, in order to predict the mechanical behavior of this system accurately, the pull-in instability and frequency response of the diaphragm are investigated by considering the higher order gradients theory based on the Galerkin method. In fact, a simplified strain gradient elasticity analysis was used to analyze a circular micro-scale Kirchhoff plate, adding a role for intrinsic lengths in determining the behavior of the structure significantly. On the other hand, the pull-in voltage, resonance frequency, and the geometrical properties of the structure are the key parameters for designing a transducer. Hence, for a comprehensive study, the electrical features of the capacitive micro transducer including electromechanical coupling coefficient, output pressure, and sensitivity of the received signal are studied by considering the high-order gradients theory. An effective, simple and accurate modeling for a micro/nano structure is presented in this paper, which can be used for medical applications.Keywords: medical imaging, Micro electro mechanical system, capacitor micro-machined transducer, high order gradient theory
-
در این مقاله طراحی و شبیه سازی ساختار جدیدی از سوییچ میکرو ماشینی عمل کننده با شتاب، با قابلیت تنظیم برای شتاب موردنظر ارایه شده است. با استفاده از سوییچ پیشنهادی امکان سنجش شتابدر محدوده بین میلی جی (g) الی نود جی میسر گردیده است. جهت تنظیم شتاب موردنظر در بازه ذکر شده از دو تحریک الکترواستاتیک شانه ای و پیزوالکتریک استفاده شده است. از تحریک الکترواستاتیک شانه ای، به علت رنج خطی بالای آن و تحریک پیزوالکتریک به علت دقت بالای تنظیم سوییچ در شتاب های خیلی کم و عدم وجود پدیده پایین کش (pull in) بهره برده شده است. در ساختار پیشنهادی جهت جلوگیری از پدیده پایین کش از متوقف کننده در تحریک الکترواستاتیک استفاده شده است. در بخش تحریک پیزوالکتریک معادلات حاکم بر جابجایی ناشی از تحریک پیزوالکتریک استخراج شده است. بر اساس طراحی انجام گرفته رزولوشن ساختار حدود 15/0 جی است. ولتاژ آستانه پایین کش برای تحریک الکترواستاتیک شانه ای 50 ولت و حداکثر ولتاژ تنظیم تحریک پیزوالکتریک 85 ولت است. ساختار پیشنهادی بر اساس محاسبات انجام گرفته در نرم افزار اینتلیسویت (intellisuite) شبیه سازی شده و نمودارهای حاصل از شبیه سازی جهت صحت سنجی با نمودارهای حاصل از متلب مقایسه شده است.
کلید واژگان: سوئیچ، شتاب، سیستم های میکرو الکترومکانیک، قابل تنظیم، تحریک الکترواستاتیکIn this paper design and simulation of a new tunable acceleration MEMS switch is proposed. Using the proposed switch, it is possible to measure the accelerations in the range between milli-g and 90g. To tune the desired acceleration switching, two actuators are used. These actuators are electrostatic comb drive and piezoelectric actuator. The electrostatic comb drive actuator operates in high linear range and the piezoelectric actuator can measure very low accelerations without pull in phenomenon. In the structure, the stopper is used to avoid pull in phenomenon due to the electrostatic actuation. In the piezoelectric actuator section, the governing equations for the deflection due to piezoelectric actuation is extracted. Based on design, the resolution is about 0.15g. The pull in voltage of electrostatic comb drive actuator is 50 volt and maximum voltage tuning of piezoelectric actuator is 85 volt. To verify, the proposed structure is first calculated using matlab software and then simulated using intellisuite software.
Keywords: Acceleration switch, MEMS piezoelectric actuator, electrostatic actuator, tune pull in
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.