پديد آورنده :
بحق، محمدمهدي
عنوان :
طراحي و ساخت سامانه امواج مافوق صوت متمركز با شدت بالا جهت توسعه فرآيند الكتروريسي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
طراحي كاربردي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
چهارده، 74ص. : مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها :
الكتروريسي , آلتراسونيك متمركز , طراحي ترانسديوسر , طراحي لنز
تاريخ ورود اطلاعات :
1402/12/20
رشته تحصيلي :
مهندسي مكانيك
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1402/12/21
چكيده فارسي :
امروزه امواج ما¬فوق صوت در علوم مهندسي و علوم زيستي مورد استفاده قرار¬ميگيرد. از اين امواج براي تشخيص، ارزيابي و يا انجام يك فرآيند استفاده ميشود. در بعضي از موارد لازم است كه امواج مافوق صوت در يك ناحيه مشخص متمركز شده تا بتوان از حرارت و يا شوكهاي ايجاد شده در اين ناحيه، جهت ايجاد تغييرات استفاده كرد. تمركز امواج مافوق صوت با استفاده از پيزوالكتريكهاي با فرم هندسي مقعر و استفاده از لنز در مسير امواج ساطعشده از پيزوالكتريك تخت امكانپذير است. در اين پژوهش، به علت كاهش هزينه و انعطافپذير بودن، روش استفاده از لنز جهت تمركز امواج مورد استفاده قرار گرفته است. مقدار شدت در ناحيه تمركز ترانسديوسرهاي امواج مافوق صوت متمركز توسط نسبت فاصله كانوني ترانسديوسر به قطر دهانه آن انجام ميشود. نسبت فاصله كانوني ترانسديوسر به قطر دهانه آن با ميزان شدت ايجاد شده در ناحيه تمركز رابطه معكوس دارد. در اين پژوهش، دو نمونه لنز با فاصله كانوني، شعاعهاي انحناي متفاوت و قطر دهانه يكسان جهت تمركز امواج مافوق صوت طراحي و ساخته شدهاست. سپس تجهيزات مربوط به نصب ترانسديوسر مافوق صوت متمركز، محفظه محلول پليمر و مكانيزم جمعكننده نانوالياف طراحي و ساختهشد. در اين سامانه به منظور ايجاد انعطافپذيري در ويژگيهاي نانوالياف توليد شده، امكان نصب لنزهاي مختلف جهت تمركز امواج مافوق صوت با شدتها و در ناحيههاي گوناگون و همچنين تنظيم آسان ناحيه تمركز برروي سطح محلول و همچنين امكان تنظيم سريع ارتفاع صفحه جمعكننده نانوالياف از سطح محلول پليمري فراهم گرديده است. همچنين به منظور امكانپذيري فرآيند الكتروريسي، امكاناتي نظير تغييرات در فركانس، چرخه وظيفه و زمان پالس ايجاد شد. جهت تعيين ناحيه تمركز ترانسديوسرهاي ساخته شده، يك هيدروفون طراحي و ساختهشدهاست. به منظور نمايش پالسهاي خروجي، هيدروفون به يك اسيلوسكوپ متصل و ولتاژ ناحيههاي مختلف از ترانسديوسرها ثبت شد. فاصله كانوني براي ترانسديوسرهاي ذكر شده، 7/19 و 2/32 ميليمتر بهدست آمد. در پايان، مخروط تيلور كه لازمه شروع فرآيند الكتروريسي است برروي سطح محلول پليمري ايجاد و فرآيند الكتروريسي نانوالياف از جنس پلي وينيل الكل آغاز شد.
چكيده انگليسي :
Ultrasonic waves are used in different engineering and biological applications. They are used to diagnose, evaluate and perform a process. In some cases, it is necessary to focus ultrasound waves in a specific area to use the heat or shocks generated in the area to make changes. Focusing of ultrasound waves is possible by using concave piezoelectric or by using a lens in the path of waves emitted from a flat piezoelectric. In this research, due to the economic reasons and flexibility of the method, a lens was used to focus the waves. The intensity in the focal area of HIFU transducers is determined by the ratio of the focal length of the transducer to its aperture diameter. This ratio has an inverse relationship with the generated intensity in the focal area. In this research, two lenses with different focal lengths and curvature radii, and the same aperture diameter were designed and fabricated to focus ultrasound waves. Then, the equipment for installation of the focused ultrasound transducer, the polymer solution chamber, and the nanofiber collector mechanism were designed and fabricated. In this system, in order to obtain flexibility in the characteristics of the produced nanofibers, it is possible to install different lenses to focus ultrasound waves with different intensities and quickly adjust the height of the nanofiber collector plate from the surface of the polymer solution. In order to make the electrospinning process possible, the ability of controlling pulse repetition frequency (PRF) and duty cycle have been also added to the control unit. A hydrophone was designed and manufactured to determine the focal area of the fabricated transducers. In order to obtain the output pulses of the hydrophone, it is connected to an oscilloscope and the voltage of different areas of the transducers is recorded. The focal lengths for the transducers are 19.7 and 32.2 mm. Finally the Taylor cone, which is necessary for the initiation of electrospinning process was created on the surface of the polymer solution and the electrospinnig of polyvinyl alcohol nanofibers was started.
استاد راهنما :
عليرضا فدائي تهراني , امين اله محمدي
استاد مشاور :
مهدي كاروان
استاد داور :
محسن بدرسماي , محمد دانش