Steering single-element lead zirconate titanate ultrasound transducers using biaxial driving
Notice bibliographique
Résumé
Previous work has shown that biaxial driving using two phase-offset orthogonal electric fields (propagation and lateral) improves the efficiency of ferroelectric materials by reducing coercivity and, hence, energy dissipation. In the current investigation, we demonstrated the capability of the biaxial method to steer ultrasound waves in single-element piezoceramic transducers made of prismatic lead zirconate titanate (PZT). We conducted finite element analysis simulations for 133 kHz (model 1) and 470 kHz biaxial (model 2) transducers models. We performed experimental validation with biaxially driven single-element transducers (n = 3) operating at an average frequency of 131 kHz with the same characteristics as model 1. For both models, we found non-symmetric steering that was a function of both the phase and power of the second electric field. At a constant electrical power (1 W) on the propagation electrodes, simulations for the 133 kHz model predicted maximal steering of 10.3°, 22.6°, and 30.9° for lateral electrode powers of 0.1 W, 0.5 W, and 1.0 W, respectively. Experimentally, for model 1, the maximal steering was 11.7° ± 1.9°, 23.5° ± 3.5°, and 30.2° ± 4.4° for the lateral electrode powers of 0.1 W, 0.5 W, and 1.0 W, respectively. Simulations for the 470 kHz model predicted maximal steering of 8.8°, 16.1°, and 27° for lateral electrode powers of 0.1 W, 0.5 W, and 1.0 W, respectively. Simulations showed that the cause of the steering asymmetry was a non-uniform shear deformation associated with the slightly off-resonance lateral electric field driving frequency. This is the first demonstration of ultrasound steering using a single-element transducer, which can have important applications for ultrasound focusing with phased arrays.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».