Laureando: Marco DALLE FESTE Sviluppo di un sistema per la focalizzazione dinamica di un fascio ultrasonoro Relatore: Prof. Antonio BOSCOLO Correlatore: Ing. Francesco ARMANI Laureando: Marco DALLE FESTE

Il problema Focalizzare e deflettere dinamicamente un fascio ultrasonoro nel semipiano posto di fronte alla schiera di trasduttori Applicazioni tipiche: Campo medico Settore industriale

Gli obiettivi preposti sviluppo sistema per la focalizzazione dinamica di ultrasuoni realizzare un sistema dinamico piattaforma a basso costo funzione di focalizzazione e deflessione del fascio ultrasonoro Caratterizzazione qualitativa del dispositivo

Stato dell’arte Scanner lineari sequenziali Campo di misurazione limitato Profondità focale fissa Scansione relativamente rapida Scanner settoriali meccanici Ingombranti Profondità focale fissa Scansione molto lenta Scanner ‘linear phased array’ Meccanica più leggera Focalizzazione dinamica Scansione in real-time

Possibili approcci Scanner ‘linear phased array’ meccanico puramente analogico misto digitale-analogico Motivazioni della scelta: Facile scalabilità Versatilità Controllo real-time

Progettazione e sviluppo Schema a blocchi del dispositivo realizzato

Generatore di funzioni arbitrarie Caratteristiche: 4 canali paralleli Sincronia Banda: DC – 80kHz Possibilità di modulazioni PC: calcola gli sfasamenti dei quattro canali paralleli isocroni Microcontrollore: genera i campioni della forma d’onda a 14 bit di risoluzione DAC: converte in modo isocrono i campioni di ogni canale

Il DAC multicanale Le specifiche prese in considerazione sono: Risoluzione Velocità di conversione Tipo di comunicazione supportata Gli AD5446 adottati garantiscono: 14 bits di risoluzione + 2 bits di controllo 2,7MSPS Comunicazione seriale SPI fino a 50MHz 12Mhz multiplying bandwidth

Sviluppo del PCB Accorgimenti adottati: Lunghezza delle connessioni Separazione dei piani di massa Evitare loop della corrente di ritorno

I Trasduttori utilizzati Caratteristiche tecniche del costruttore: Frequenza di risonanza nominale 40kHz Lobo di emissione di 60° Basso costo Caratterizzazione effettuata: Frequenza di risonanza effettiva circa 41kHz Lobo di emissione a scarsa linearità Comportamento capacitivo Adattamento d’impedenza

Risultati ottenuti Caratterizzazione qualitativa del lobo di emissione Verifica della deflessione del fascio

Risultati ottenuti Verifica della focalizzazione del fascio

Conclusioni E’ stato verificato, in modo qualitativo, il corretto funzionamento del sistema Possibili sviluppi futuri Distanziometro/velocimetro selettivo Scanner bidimensionale Estensione nel campo tridimensionale

Grazie per l’attenzione