search query: @keyword valmistettavuus / total: 10
reference: 6 / 10
« previous | next »
Author:Kovanen, Kaius
Title:Ultraäänituulianturin akustisen sovituskerroksen valmistettavuuden kehittäminen
Design of ultrasonic wind transducer's acoustic matching layer manufacturability
Publication type:Master's thesis
Publication year:2010
Pages:90 s. + liitt.      Language:   fin
Department/School:Koneenrakennustekniikan laitos
Main subject:Koneensuunnitteluoppi   (Kon-41)
Supervisor:Ekman, Kalevi
Instructor:Valo, Hannu
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark Aalto  6483   | Archive
Keywords:design for manufacturability
matching layer
piezoelectricity
polyurethane
valmistettavuus
pietsosähköisyys
polyuretaani
sovituskerros
Abstract (eng): The need to research and develop manufacturing process of the ultrasonic transducer's acoustic matching layer was the background for this master's thesis.
The matching layer enables transducer's acoustic behaviour and protects the fragile piezoelectric element which creates ultrasound.
Assembly process for the matching layer demanded too much specific skills from an assembly worker and manufacturability did not meet the desired level.

This master's thesis concentrates on polymers and polymer processing methods to manufacture matching layer within the boundary limits set by environment and acoustics.
Boundary limits set by environment that the matching has to endure are temperature, moisture and UV-radiation.
Bird pecking creates also a challenge which means that the material suitable for the matching layer has to be hard.
Acoustic impedance or sound wave resistance of the matching layer has to be as low as possible.

Based on theoretical research and the seven step research method of manufacturability design the experimental part of this masters thesis concentrated on polyurethane as the matching layer material.

The matching layer was made by casting liquid polyurethane over a transducer which was mounted into a silicone mold.
Functionality of the manufacturing method was achieved with few changes.
Polyurethane proved also to be functional within the boundary limits set by environment and mechanical properties of the material which were experimentally tested.
The current silicone matching layer provides better signal transmission and reception output but the signal envelope and attenuation were better with polyurethane.

A compact innovative part to improve manufacturability of the ultrasonic transducer utilizing opportunities opened by polyurethane was made in the end of this master's thesis.
A few alternative methods to improve current manufacturability of transducers and matching layer were found.
Technical functionality of the methods was not experimentally tested within the master's thesis.
Abstract (fin): Tausta diplomityön teolle oli tarve tutkia ja kehittää menetelmää valmistaa ultraäänituulianturiin ulkovaippa eli akustinen sovituskerros.
Sovituskerros edesauttaa anturin akustista toimintaa ja suojelee anturin herkkää pietsosähköistä elementtiä, jolla ultraääni luodaan.
Sovituskerroksen asentaminen anturiin vaatii kokoonpanijalta paljon spesifistä tekemällä opittua kokoonpanotaitoa, eikä menetelmällä saavuteta haluttua valmistettavuuden tasoa.

Diplomityössä perehdyttiin polymeerien ja niiden muovausmenetelmien mahdollistamiin sovituskerroksen valmistustekniikoihin ympäristön sekä akustiikan asettamien reunaehtojen puitteissa.
Ympäristön asettamia reunaehtoja ovat lämpötila, kosteus ja UV-säteily, joiden sietokykyä sovituskerrokselta vaaditaan.
Sovituskerroksen on myös kestettävä lintujen nokkimisen aiheuttamat vahingot, jolloin materiaalin tulee olla mahdollisimman kovaa.
Akustinen reunaehto muodostuu materiaalin ominaisuuksille asetettavasta vaatimuksesta vastustaa äänen etenemistä mahdollisimman vähän eli omata mahdollisimman pieni akustinen impedanssi.

Teoriatutkimuksen ja kokeellisen osan tutkimusmetodiksi valitun valmistettavuuden seitsemän askeleen menetelmän tulosten perusteella päädyttiin kokeellisesti tutkimaan polyuretaanin toimivuutta sovituskerroksena.

Sovituskerros valmistettiin valamalla polyuretaania silikonimuotissa olevan ultraäänianturin päälle.
Valmistusmenetelmä saatiin toimivaksi pienten muutosten kautta.
Polyuretaani osoittautui toimivaksi vaihtoehdoksi myös ympäristön sietokyvyn ja materiaalin mekaanisten ominaisuuksien määritykseen suoritettujen kokeellisten mittausten perusteella.
Signaalien lähetys- ja vastaanottotehossa mitattuna tuotannossa oleva silikonisovituskerros tarjoaa paremman akustisen suorituskyvyn, mutta ultraäänisignaalien verhokäyrien muodon ja vaimentumisen perusteella polyuretaani on kilpailukykyinen vaihtoehto.

Työn lopuksi ideoitiin valmistettavuutta kehittäviä menetelmiä, joihin pyrittiin hyödyntämään kokeellisessa osassa toimivaksi todetun polyuretaanin avaamia valmistusteknisiä mahdollisuuksia.
Lopputuloksena saatiin ideatasolla muutamia vaihtoehtoisia menetelmiä kehittää tuulianturin ja sovituskerroksen valmistettavuutta, joiden teknistä toimivuutta ei kuitenkaan työn puitteissa kokeellisesti tarkasteltu.
ED:2010-10-21
INSSI record number: 41153
+ add basket
« previous | next »
INSSI