cMUT y pMUT

Soluciones precisas de medición de vibración para cMUT y pMUT

Caracterización de transductores ultrasónicos en tiempo real

Los transductores ultrasónicos fabricados mediante tecnología de microsistemas son muy prometedores para aplicaciones médicas de ultrasonidos. En este contexto, se distingue básicamente entre los denominados pMUT y cMUT (transductores ultrasónicos piezoeléctricos micromecanizados y transductores ultrasónicos capacitivos micromecanizados, respectivamente).

Los cMUT presentan propiedades únicas en comparación con los elementos convencionales. Gracias a la forma de deflexión del modo de flexión de la membrana, la impedancia mecánica del transductor se reduce, al tiempo que mejora la transferencia de energía al medio circundante. La microfabricación también permite una producción en serie asequible de cMUT mediante tecnología de semiconductores. El circuito de conmutación semiconductor puede integrarse directamente en el mismo chip, lo que permite crear fácilmente configuraciones de matrices 1D de gran tamaño o 2D más complejas.

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Determinación del campo de presión espacial en cMUT

A menudo se utiliza una combinación de diferentes métodos para caracterizar nuevos transductores ultrasónicos. Las simulaciones por elementos finitos predicen el comportamiento del transductor, teniendo en cuenta también el medio circundante. A continuación, se pueden medir los nuevos prototipos de transductores con vibrómetros láser basados en microscopios, como el analizador de microsistemas MSA de Polytec, para determinar directamente la respuesta en frecuencia mecánica de la superficie del transductor acústico. Al hacerlo, se apreciará la amplia anchura de banda de frecuencia y la capacidad en tiempo real que se utilizan para medir de forma fiable y precisa, en particular, los procesos transitorios.

El IMEC de Bélgica caracterizó un cMUT único con el MSA de Polytec y, basándose en los resultados, determinó el campo de presión espacial en el medio de transferencia utilizando el método de la integral de Ra-Yuleigh. Los resultados se confirmaron posteriormente con mediciones independientes realizadas con hidrófonos.

Datos de medición de vibración por láser del desplazamiento RMS (desplazamiento de la célula cMUT individual, ©IMEC, Bélgica
Desplazamiento transitorio medido en una sola célula cMUT, ©IMEC, Bélgica
Disminución de la amplitud de la presión medida en una sola célula cMUT, ©IMEC, Bélgica

Caracterización de la microestructura

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