Caracterización de Arenas y Gravas con Ondas Elásticas

Doctorado en Ingeniería – Facultad de Ingeniería – Universidad Nacional de Cuyo – Año 2007
Lic. Armando Luis Imhof
Directividad Angular
El esquema de trabajo fue similar al de Figura 2.22, excepto que la disposición relativa de los PZT
en el tanque con agua correspondió a la de Figura 2.24.a.
Los resultados del ensayo se presentan en Figura 2.24.b. En ella se pueden ver los lóbulos
principales para α = 45º y 135º (es decir nuevamente θ = ±45º).
Además los valores de amplitud no decrecen demasiado, hasta un 40% de la máxima, por lo que la
amplia cobertura se mantiene.
2.4.5 Factor de Acoplamiento Electromecánico:
Un parámetro importante es el acoplamiento electromecánico, denominado generalmente como k,
indica la eficiencia con la cual el PZT convierte energía eléctrica en mecánica o viceversa.
Entonces elevados valores de k indicarán que la relación entre la energía captada por el PZT y la
que libera es alta.
Para elementos con forma de disco, la ecuación para calcular k es (APCI, 2000; Vanderaat, op.cit.):
( fp − fs)
2
( )
2. 51
⎟ ⎛ fp − fs ⎞
k ≅ ⋅ − ⎜
(2.11)
fp ⎝ fp ⎠
k ≅ 0.
37
Es decir que el PZT convierte un 37 % de la energía recibida.
2.5 Conclusiones
La caracterización eléctrica de los transductores posibilita utilizar el modelo equivalente eléctrico
en modelos numéricos computacionales para simulación. Además permite conocer las variaciones
en las impedancias a fin de calibrar los amplificadores conectados a los mismos y evaluar el
comportamiento ante el incremento de las solicitaciones.
Los transductores utilizados poseen gran cobertura espacial, con lóbulos principales a ±45º,
presentando zonas de mínima sensibilidad con ángulos comprendidos entre 10º - 20º, donde la
misma decrece a medida que aumenta la distancia axial. Además más allá de los lóbulos principales
la resolución decrece progresivamente.
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