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Universidade Federal de Santa catarina (UFSC)
Programa de Pós-graduação em Engenharia, Gestão e Mídia do Conhecimento (PPGEGC)
Detalhes do Documento Analisado

Centro: Tecnológico

Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica

Dimensão Institucional: Pós-Graduação

Dimensão ODS: Econômica

Tipo do Documento: Dissertação

Título: CARACTERIZAÇÃO NUMÉRICA E EXPERIMENTAL DE UM PROTÓTIPO DE MICROFONE PIEZOELÉTRICO VISANDO USO EM APARELHOS AUDITIVOS

Orientador
  • JULIO APOLINARIO CORDIOLI
Aluno
  • ISRAEL PEREIRA

Conteúdo

Aparelhos auditivos são equipamentos que visam o aumento da qualidade de vida de pessoas com deficiências auditivas, porém seu elevado custo pode tornar inviável a compra desses equipamentos por pessoas de baixa renda, principalmente em países pouco desenvolvidos. grande parcela do custo dos aparelhos auditivos está associada aos transdutores acústicos: o microfone e o alto-falante. atualmente, o microfone de eletreto é a primeira opção nesse tipo de aplicação, porém tipos alternativos de microfones estão sendo estudados para tentar reduzir custos e melhorar performance. microfones piezoelétricos possuem diversas vantagens quando comparados aos microfones de eletreto, como o número reduzido de componentes, uma resposta em frequência predominantemente plana e alta resistência a choques mecânicos. além disso, microfones piezoelétricos possuem uma construção muito simples, o que leva a baixos custos de fabricação. as principais dificuldades no uso desses microfones em aparelhos auditivos são os baixos níveis de sensibilidade, quando comparados aos de eletreto. esse trabalho apresenta um estudo de desenvolvimento de um protótipo de microfone piezoelétrico visando o uso em aparelhos auditivos. para isso, uma revisão bibliográfica é realizada, onde são estudados os principais tipos de microfones, suas características e aplicações, além de alguns trabalhos na área de microfones para aparelhos auditivos, transdutores piezoelétricos e microfones piezoelétricos. após a revisão bibliográfica, modelos numéricos usando variações do método de elementos finitos (finite element method - fem) de um diafragma piezoelétrico são desenvolvidos, o diafragma é utilizado como microfone e as características desse tipo de transdutores são estudadas. são criados modelos com o acoplamento acústico-estrutural clássico em fem e uma formulação modificada que inclui efeitos viscotérmicos. é demonstrado que a consideração de efeitos viscosos e térmicos é fundamental em situações onde pequenas cavidades estão envolvidas, como é o caso de transdutores usados em aparelhos auditivos, e não podem ser ignoradas nessas situações. para validar os modelos numéricos, foi desenvolvido um método de caracterização experimental baseado em métodos de caracterização de microfones capacitivos. é demonstrado que o método desenvolvido é capaz de determinar a sensibilidade de diferentes tipos de microfones e pode ser usado para caracterizar microfones piezoelétricos. por fim, é realizada uma análise paramétrica em modelo típico de microfone para que os principais parâmetros que possam influenciam na resposta do diafragma sejam avaliados e, assim, seja possível a criação de direcionamentos para o desenvolvimento desse tipo de microfone.

Pós-processamento: Índice de Shannon: 3.96327

ODS 1 ODS 2 ODS 3 ODS 4 ODS 5 ODS 6 ODS 7 ODS 8 ODS 9 ODS 10 ODS 11 ODS 12 ODS 13 ODS 14 ODS 15 ODS 16
5,23% 6,23% 8,48% 6,72% 4,86% 5,68% 6,15% 7,62% 9,74% 5,09% 7,96% 5,28% 4,81% 5,10% 4,69% 6,36%
ODS Predominates
ODS 9
ODS 1

5,23%

ODS 2

6,23%

ODS 3

8,48%

ODS 4

6,72%

ODS 5

4,86%

ODS 6

5,68%

ODS 7

6,15%

ODS 8

7,62%

ODS 9

9,74%

ODS 10

5,09%

ODS 11

7,96%

ODS 12

5,28%

ODS 13

4,81%

ODS 14

5,10%

ODS 15

4,69%

ODS 16

6,36%