Optimización de excitaciones multi-canal en banda ancha para colimar haces ultrasónicos a bajo coste mediante sistemas de difracción limitada

Abstract

El estudio de las ondas de difracción limitada está motivado principalmente por sus aplicaciones en sistemas de inspección acústicos que requieran de alta resolución con una alta tasa de imágenes por segundo. Estas soluciones teóricas, fuero n encontradas por J. A. Stratton en 1941, para la ecuación escalar de ondas en medios isotrópicos y homogéneos; y fueron implementadas por primera vez en la acústica por D. K. Hsu en 1989, para transductores de tipo Bessel. Un tipo particular de ond a de difracción limitada es la onda X, descubierta por J. Y. Lu y J. F. Greenleaf, en 1991; mostrando diversas aplicaciones en el campo de los ultrasonidos. Teóricamente, las ondas X producidas por aperturas infinitas se propagan indefinidamente sin cambiar su patrón de forma en el espacio. En la práctica, las ondas X han sido aproximadas con aperturas finitas, usando transductores de tipo array anular. Sin embargo, la generación de ondas X en tiempo real es tecnológicamente cara, debido a que s e requiere de un arreglo electrónico especializado y voluminoso para generar los pulsos de excitación. El principal objetivo de la presente tesis, es el presentar una metodología para simplificar el arreglo experimental necesario en la generación de ondas de difracción limitada. La idea principal es aproximar las excitaciones eléctricas teóricas, obtenidas de la solución de onda X teórica, a pulsos de morfología rectangular, más simples. Este tipo de formas de onda han sido implementadas con un bajo costo por medio de circuitos de electrónica analógica