Design and verification of diamond based capacitive micromachined ultrasonic transducer
Elmas tabanlı ultrasonik çevirgeçler?in tasarımı ve doğrulanması
- Tez No: 286135
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. BARIŞ BAYRAM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 111
Özet
Tıbbi tedavide, yüksek yoğunluklu odaklanmış ultrason gibi potansiyel uygulamalar büyük çıkış basınçları gerektirmektedir. Sınırlamalar olmadan iletimde görülmemiş akustik çıkış basıncı sunmak için, Kapasitif Mikroişlenmiş Ultrasonik Çevirgeçler için literatürde çökme ve çökme-bırakma çalışma modları tanıtılmaktadır. Her iki çalışma modu membranın taban yüzeyine temasını gerektirmektedir ki, bu yapısal bütünlük ve aşınma özelliği açısından membran dayanıklılığı üzerinde problem oluşturmaktadır.Bir çevirgeçin sürdürülebilir işletiminde yüksek çıkışlı basınç iletimine erişmek için bu modların ek gereksinimlerine dayanılarak, membran materyali kullanımında elmas nihai çözüm olarak önerilmektedir. Elmasın mekanik, termal ve elektriksel özellikleri, onun Kapasitif Mikroişlenmiş Ultrasonik Çevirgeçlerin mikro-üretiminde kullanılması lehindedir.Bu tez, silikon ve silikon-nitrat tabanlı Kapasitif Mikroişlenmiş Ultrasonik Çevirgeç'lere alternatif olarak ilk elmas tabanlı Kapasitif Mikroişlenmiş Ultrasonik Çevirgeç'lerin tasarım ve test sonuçlarını göstermektedir. Simülasyonlar ticari olarak bulunabilen bir yazılım paketi, ANSYS, kullanılarak Sonlu Elemanlar Modeli ile gerçekleştirilmiştir.Elmas tabanlı Kapasitif Mikroişlenmiş Ultrasonik Çevirgeç ilk defa hava ve sıvı içinde başarılı bir şekilde çalıştırılmıştır. Mevcut çalışma ve gelecekteki işler için test düzeneğinin ekipmanlarını kumanda ve kontrol etmeye dönük tamamen özelleştirilebilir bir yazılım geliştirilmiştir. Kapasitif Mikroişlenmiş Ultrasonik Çevirgeç'in Fresnel ve Fraunhofer bölgeleri gelişmiş donanım ve yazılım birleşimi kullanılarak ayçiçek yağı içinde karakterize edilmiştir. Elmas tabanlı Kapasitif Mikroişlenmiş Ultrasonik Çevirgeç'in ışınım ve dağılıma dair deneysel sonuçları dairesel piston çevirgeç için bulunan teorik hesaplamalar ile doğrulanmıştır. İlk nesil elmas tabanlı Kapasitif Mikroişlenmiş Ultrasonik Çevirgeç'lerden elde edilen sonuçlar, membranlar için elması gelecek vaad eden bir materyal olarak göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Potential applications such as high intensity focused ultrasound in medical therapeutics require larger output pressures. To offer unprecedented acoustic output pressure in transmit without the limitations, Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducer operation modes of collapse and collapse-snapback are introduced in literature. Both operation modes require the membrane to contact the substrate surface, which poses a problem on the durability of the membrane in terms of structural integrity and tribological property.Based on the additional requirements of these modes, diamond is proposed as the ultimate solution to be used as the membrane material. Mechanical, thermal, and electrical properties of diamond are all in favor of its use in the microfabrication of CMUTs.This thesis introduces the design and test results of the first diamond-based CMUTs as an alternative to silicon and silicon nitride based CMUTs. Simulations are performed using Finite Element Methods (FEM) using a commercially available software package, ANSYS.The diamond-based CMUT is operated successfully both in air and immersion for the first time. Fully customizable in-house software is developed to command and control the test setup equipments for current dissertation and future work. Fresnel and Fraunhofer regions of the CMUT are characterized in sunflower oil using a combination of advanced hardware and software. The experimental results of radiation and diffraction for the diamond-based circular CMUT are verified by the theoretical calculations for a circular piston transducer. The results obtained from the first generation diamond-based CMUTs presented the diamond as a promising material for membranes in CMUTs.
Benzer Tezler
- Hibrit üç yönlü periyodik minimal yüzeyli üç boyutlu grafen yapıların mekaniği ve tasarımı
The mechanics and design of hybrid triply periodic minimal surfaces of three dimensional graphene
OSMAN FURKAN YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MESUT KIRCA
- FPGA implementations of motion estimation algorithms using vivado high-level synthesis
Hareket tahmini algoritmalarının vıvado yüksek seviye sentezleme ile FPGA gerçeklemeleri
FIRAS ABDUL GHANI
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İLKER HAMZAOĞLU
- AlSi7Mg T6, AlSi7Mg AND AlSi11Mg Alaşımlarının binek araç jant malzemesi olarak kullanılabilirliklerinin araştırılması
Study of AlSi7Mg T6, AlSi7Mg AND AlSi11Mg alloys applications as an automobile wheel material
DİDEM TARKUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CELALETDİN ERGUN
- Mikro sertliğin ve dokusal özelliklerin doğal taş kazılabilirliğine ve elmas boncuklu tel kesme makinelerinin seçimine etkisinin araştırılması
Investigations into natural stone cuttability and diamond wire cutting machine selection using microhardness and textural properties
CAN POLAT
Doktora
Türkçe
2024
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DENİZ TUMAÇ
- The design and verification of a rocket launcher subframe
Roketatar yardımcı şase tasarımı ve doğrulanması
RIFAT ÜNAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Makine MühendisliğiBartın ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA SABRİ GÖK