Los investigadores han desarrollado un parche elástico y flexible que podría facilitar la realización de imágenes de ultrasonido en estructuras de formas extrañas, como piezas de motores, turbinas, codos de tuberías de reactores y vías de ferrocarril, objetos que son difíciles de examinar con equipos de ultrasonido convencionales.
El parche de ultrasonido es una herramienta versátil y más conveniente para inspeccionar la máquina y las piezas de construcción en busca de defectos y daños debajo de la superficie. Un equipo de investigadores dirigido por ingenieros de la Universidad de California en San Diego publicó el estudio en la edición del 23 de marzode Avances científicos .
El nuevo dispositivo supera una limitación de los dispositivos de ultrasonido actuales, que son difíciles de usar en objetos que no tienen superficies perfectamente planas. Las sondas de ultrasonido convencionales tienen bases planas y rígidas, que no pueden mantener un buen contacto al escanear a través de curvas,superficies onduladas, anguladas y otras irregulares. Esa es una limitación considerable, dijo Sheng Xu, profesor de nanoingeniería en la Escuela de Ingeniería de UC San Diego Jacobs y autor correspondiente del estudio. "Las superficies no planas prevalecen en la vida cotidiana", dijo.
"Los codos, las esquinas y otros detalles estructurales son las áreas más críticas en términos de falla, son áreas de alto estrés", dijo Francesco Lanza di Scalea, profesor de ingeniería estructural en la Universidad de California en San Diego y coautor deel estudio: "Las sondas planas rígidas convencionales no son ideales para obtener imágenes de imperfecciones internas dentro de estas áreas".
El gel, el aceite o el agua generalmente se usan para crear un mejor contacto entre la sonda y la superficie del objeto que está examinando. Pero demasiadas de estas sustancias pueden filtrar algunas de las señales. Las sondas de ultrasonido convencionales también son voluminosas, lo que las hace poco prácticas parainspección de piezas de difícil acceso.
"Si el motor de un automóvil tiene una grieta en una ubicación difícil de alcanzar, un inspector deberá desmontar todo el motor y sumergir las partes en agua para obtener una imagen 3D completa", dijo Xu.
Ahora, un equipo dirigido por UC San Diego ha desarrollado una sonda de ultrasonido suave que puede funcionar en superficies de formas extrañas sin agua, gel o aceite.
La sonda es un parche delgado de elastómero de silicona estampado con lo que se llama una estructura de "puente de isla". Esto es esencialmente un conjunto de pequeñas partes electrónicas islas que están conectadas por estructuras con forma de resorte puentes. Las islascontienen electrodos y dispositivos llamados transductores piezoeléctricos, que producen ondas de ultrasonido cuando la electricidad pasa a través de ellos. Los puentes son alambres de cobre en forma de resorte que pueden estirarse y doblarse, permitiendo que el parche se adapte a superficies no planas sin comprometer sus funciones electrónicas.
Los investigadores probaron el dispositivo en un bloque de aluminio con una superficie ondulada. El bloque contenía defectos de dos a seis centímetros debajo de la superficie. Los investigadores colocaron la sonda en varios puntos de la superficie ondulada, recolectaron datos y luego reconstruyeron las imágenes usando datos personalizadosalgoritmo de procesamiento. La sonda pudo obtener imágenes de los agujeros y grietas de 2 milímetros de ancho dentro del bloque.
"Sería bueno poder pegar esta sonda de ultrasonido en un motor, ala de avión o diferentes partes de un puente para monitorear continuamente cualquier grieta", dijo Hongjie Hu, un estudiante de doctorado en ciencias de los materiales e ingeniería enUC San Diego y co-primer autor del estudio.
El dispositivo aún se encuentra en la etapa de prueba de concepto. Todavía no proporciona imágenes en tiempo real. También debe estar conectado a una fuente de alimentación y una computadora para procesar datos ". En el futuro, esperamosintegre tanto la potencia como una función de procesamiento de datos en la sonda de ultrasonido suave para permitir imágenes y videos inalámbricos en tiempo real ", dijo Xu.
Este trabajo fue apoyado en parte por los Institutos Nacionales de Salud subvención R21EB025521 y fondos de los Premios de Ciencias Clínicas y Traslacionales UL1TR001442. El Centro de San Diego para el Envejecimiento Sano de la UC proporcionó apoyo adicional, una subvención del gobierno federal de los EE. UU.Administración de ferrocarriles FR-RRD-0027-11 y la National Science Foundation CMMI-1362144.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - San Diego . Original escrito por Liezel Labios. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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