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: Belirtilmemiş.
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
- Elmas katkılı kompozit frez üretimi ve mekanik özelliklerinin belirlenmesi
Fabrication and mechanical characterization of diamond-reinforced composite burs
EMİN ORHUN BAŞTEKELİ
Doktora
Türkçe
2025
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HACI ABDULLAH TAŞDEMİR
- 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
- Bingham Canyon Madeni'nin Güney Şevindeki Eski“O-Slide”Yenilme Bölgesinde bulunan Kayma Düzlemlerini Belirlemek için Patlatma Deliği Özgül Enerjisinin Kullanılması ve Sayısal Duraylılık Analizlerle Değerlendirilmesi
Using Blast Hole Specific Energy to Identify Shear Planes in the Legacy“O-Slide”Failure Zone on the South Wall of Bingham Canyon Mine and Evaluation via Numerical Stability Analysis
ABAİ JULDYZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Konya Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İHSAN ÖZKAN
- Mechanical properties comparison of strut-based and tpms lattice structures produced by ebm
Ebm ile üretilen dikme tabanlı ve tpms kafes yapıların mekanik özelliklerinin karşılaştırılması
BARIŞ SOKOLLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERHAN İLHAN KONUKSEVEN
DR. ORHAN GÜLCAN
- 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