Il presente lavoro si focalizza sulla progettazione, prototipazione e validazione di un nuovo tipo di microfono in stampa 3D di dimensioni millimetriche basato su un film di polivinildenfluoruro (PVDF). Il piezoelettrico PVDF è ampiamente utilizzato per lo sviluppo di sensori in diverse applicazioni grazie alle sue proprietà ferroelettriche e al basso costo. L’obiettivo del lavoro è quello di progettare un sensore acustico ad elevata sensibilità in grado di massimizzare la forza, dovuta all’onda acustica, che si scarica sul film piezoelettrico di PVDF grazie ad un innovativo meccanismo di trasduzione della pressione. Il lavoro presenta un dettagliato modello analitico che descrive il comportamento meccanico del sistema. Tramite un algoritmo di ottimizzazione metaeuristico, è possibile calcolare i parametri geometrici ottimali del sistema che massimizzano la forza acustica sul film piezoelettrico. L’architettura di microfono proposta, realizzata tramite la stampa 3D, possiede un valore di sensibilità dieci volte maggiore rispetto alla configurazione standard di tipo flat in una gamma di frequenze da 10 a 2500 Hz.
Modellazione, prototipazione e convalida sperimentale di un nuovo microfono basato su film di PVDF / Sorrentino, Andrea. - (2019). (Intervento presentato al convegno 48° Convegno Nazionale AIAS tenutosi a Assisi - PG nel Settembre 2019).
Modellazione, prototipazione e convalida sperimentale di un nuovo microfono basato su film di PVDF
Andrea Sorrentino
2019
Abstract
Il presente lavoro si focalizza sulla progettazione, prototipazione e validazione di un nuovo tipo di microfono in stampa 3D di dimensioni millimetriche basato su un film di polivinildenfluoruro (PVDF). Il piezoelettrico PVDF è ampiamente utilizzato per lo sviluppo di sensori in diverse applicazioni grazie alle sue proprietà ferroelettriche e al basso costo. L’obiettivo del lavoro è quello di progettare un sensore acustico ad elevata sensibilità in grado di massimizzare la forza, dovuta all’onda acustica, che si scarica sul film piezoelettrico di PVDF grazie ad un innovativo meccanismo di trasduzione della pressione. Il lavoro presenta un dettagliato modello analitico che descrive il comportamento meccanico del sistema. Tramite un algoritmo di ottimizzazione metaeuristico, è possibile calcolare i parametri geometrici ottimali del sistema che massimizzano la forza acustica sul film piezoelettrico. L’architettura di microfono proposta, realizzata tramite la stampa 3D, possiede un valore di sensibilità dieci volte maggiore rispetto alla configurazione standard di tipo flat in una gamma di frequenze da 10 a 2500 Hz.
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