In te r n ation a l Jou rn al  o f Po we r  Elec tron ic s an d   D r ive S y stem  (IJ PED S )  Vo l .  1 0 , No .  2 , Ju n e  20 1 9 , p p .  1 0 6 4 ~ 1 071  ISSN: 2088- 8694,  DOI :   10.11591 /ijpeds. v10. i 2.pp1064-1071          1064     Jou rn a l  h o me pa ge :  ht tp: //i a e score . com / j o u r na l s / i n d e x . p hp/IJ PED S   Study and sim u lation with  VHDL-AMS of the electrical  imp e dance of a piezoelect ric ultrasonic transducer      T o uf ik  M erd jan a , A bde lhafid  C h a ab i   H yper  F r eq uen c y  an d  S e mico nd uct o r  L a borat ory  (LHS ),  U niv e rsit y  M e ntou ri Co n s ta nt in e 1 ,   Alg e ria       Art i cl e In fo     ABSTRACT  A r tic le hist o r y :   R e c e i v e d  Sep  2 2 ,  2 018  Re vise d N ov  1 9 ,   201 8   Ac ce p t ed  M ar 3 , 2 0 19      Ultras oni c  t r ansducers   are  a  ke y   el em ent  th a t   g o v erns   t he  p erfo rm an ces  o f   bo th   g en eratin g   and  receivi ng   u ltras oun d  in   a n  u l t r asonic  meas u rem e nt   sy st e m .  El ectric a l   im p e dance  i s   a   p aramet er  s en sit i v e   t o   the  en v i ronm e n t  of   th e  tran sd ucer;  it   c on tai n s   inf o rm ati o n   abo u t   t h e  t r ans ducer  b u t   al so  o n   th e  m e di u m   i n   w h i c h  it  is  i mm ersed .   S everal   p ract ic al   a pp li ca tio ns   e x ploi t  th is  p r op e r ty .   F o r   th i s   s tu dy ,   th e   m o de l   i s   i mp le me n t e d   w i t h   t h e   V HD L- A M S  beh a vi oral  l ang u age.   T he  s im ulati o n s   a p p roach es  p re s e nt ed  i n  th is   w o r k  are  bas e d  on   t he  e le ct rical  R edw o o d   m od e l   a nd  its  p aramet ers  are  d e duce d  from  th e tran sd ucer elec t roaco us tic  c h a racteri s ti cs .   K eyw ord s :   Im pedanc e   Piez oele c tic   Tran sducer  U ltraso n i c   VHDL-AM S   Co pyri gh t © 2 019 In stit u t e  of Advanced  En gi neeri n g  an d  S c ien ce.   All  rights   res e rv ed.  Corres pon d i n g  Au th or:   To ufik  M er dj a n a,   De p a rt men t  of   El ect ro ni c ,  Fac u lty  o f   sc i e n c e an d   Te c h no l ogy ,   U n i v ersi ty  M e n t o uri C o n s ta n t i n e 1 ,   A l geria     Cons ta nt i n e,  A lger ia   Em ail:  me rdjana_ t ou fik @ um c . e du.dz       1.   I N TR OD U C TI O N    U ltra s o u n d   sy s t em s a r e w i de l y  u sed.  T he y fi nd m a ny a p pl ic ati o ns   i n en g i nee r i ng, m edi c ine , bi o lo g y ,  and othe r  a r ea s. The one  i n d i s pen s ib le par t   i n   t hese sy s t e m s  i s  t he  t r a n s d u c e r.   T h e se w il l   use   t h e pro p er t i e s  of  ma gnet o s t r i c t ive   or   p iez o elec tric   m ate r ia ls  t o  co n v ert  elec tr ic al  e ner gy  i n t o   u l t raso nic  m echa n i c a l   e ner gy  [1] .   P i ez oele c t r i c   ma terials   ha ve   t he   a d v an ta ge   o ver  o t her   syste m s  o f   h a v i ng   g ood   p e r f o rma n ce   a nd  b e i n g   ava ila b l e  i n   v e r y  d i ve rse  geom etr i es.   The   e l ec trom ec han i ca l  i n t e r ac t i o n   o f  p i e z o elec tric  t r a ns ducer ,   repr esente d  b y   elec t r i c a l   e q u i va le nt  c ircu it s,  w as  f irst  i ntro d uc e d   b y  M a son  [2] .   H e  prop ose d   a n   e x act   equ i vale n t   c irc u it  tha t   s e p ar a t ed  t he  p iez o e l e c tric  m ater ia l   i n t o   a n  e l e c t r i ca l   p o rt  a nd  t w o  ac o u stica l   por ts  thr o u g h   t he   u s e   o f  a n   i dea l   e le ctrom echa n i c al  t r a ns form er .  The   prob l e ms  w it h  t h e  mo de l  ar e  tha t   i t  r e q u i red  a   nega t i ve  c a p a c i t a nce  a t   t he   e lec t r i c a l   p o r t.  R edw o od  [3]   i m pro v e d   t h i s  elec t r o m e c hani ca l  mode l   b y   i n co rpo r at i ng  a  t r an smissi on   l i n e ,   m a k in g  possi b l e  to   e xt rac t   u sefu l  in formati o n  on   t he   t e m pora l   r es po n s e  o f   the p i ez oe lec t r i c   c o mpone n t .   Th e  El e c t r i cal  i mp ed an c e   i s  a  p a ra me t e r  s e n s i t iv e   to   t he  e n v i ro nm e n t  of  t he   t ra nsd u c e r .  S e ve ral   prac t i c a l  a ppl i c a t i o ns  e x p lo i t   th i s   p ro pert y[4,   5 ].   T he   m ea sure me nt  o f  th e   impe da nce   m a kes  i t   pos si ble,  f or  exa m ple,   t o  de tec t   t he   p h y sic a l   o r  s t ruc t ura l   m odi fica ti on s   of  t h e  me d i u m   due  i n  pa rt ic ular  t o  da ma g e .  Thi s   appr oa ch  i s  u s e d   f or  n o n - d estruc ti ve  t es t i ng  t o   m o n it or  t he  c o n dition  of   s tructures  suc h   a s  aging  and  corr osio n  [6,   7 ] .  Fr equenc y  a n al ys i s   o f  t h e  impeda nce   m a ke s  i t   poss i ble   t o   p re c i se ly  l oc ate  t h e  reso nanc e   zone   o f  t h e  t r a n sd ucer .  This  l ocat i on  c a n   b e  exp l oite d  t o   c o n t r o l   a n d   s t a b i l i ze   t he  o pera ting  fre que nc y  o f   h ig h   pow er   s ys tem s   s uc h  a s   u l t rason i c  w e ld in g  d e vice s  [8] .   R eal-t ime   k n o wl e d ge  o f  t h e  e l ec t r i c al  i mpe d a n ce   a l s o   ma kes  it  pos sible   t o   d e t e r m i n e   a n d   o p tim iz e   the   p o w e r  em i t te d  b y  a  t r ans m itter  or  t he  s e n s iti vi ty  i n  r e c e p t i on   of  a  piez o e l ec tr i c  sensor  [9].    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J  P o w   Elec  &  D r i   S y st   I S S N :  2088- 86 94       Stu d y  an d sim u la tio n w i t h   VH D L - A MS  o f   the  e l e c tr i c a l  im p e da nce  o f  a  p i e z oe lectr i c  …   ( T oufik  Merd j a na)   1 065 D i ffe r e nt  a p p r o a c he s  w e r e   p r o pose d   t o  p r edic t  t h e  p i e z oe lec t r i c   t r a n s du c e r   be ha v i o r   s uc h  as  a   num er i c a l   r eso l u tio n  of   p iez o elec t r i c   e q u a t ions.   A n o t her   a p pr oa ch is  bas e d  o n  t he   e q u i va l e n t   e le ctr i ca l  cir c uit  sim u la ti on  us ing  an  e l e c t ric  simu lat o r  l i k e  SPICE  ( Sim u la tio n  P r ogr am   w ith  I nte g r a te d  Ci r c ui t  Em p h as is)   [10 ,   1 1 ] .  Ho wev e r  SPI C E   p resent s  so me  limitation s   SP ICE  is  o n   a   c ont inu o u s   b asi s   i t   can not   s up po rt   d isc r e t e   r e pr e s e n ta t i o n s ,  and  as a   r e su l t ,   i t  is   no t su ita ble   f o r   m i xe d   m odel i ng  [ 1 2 ,   13] .   V H D L- AMS   ( V e r y  H i g h  spe e d   in te gr a t e d   c ir c u i t   H a r dw ar e  D e scr i pt i on  La ngua ge  A na lo g  a n d  M i x ed   S i g n a l )   i s  a   h i g h - l e v e l   l a ngua g e   t h a t  e n ab les  nume r ica l   a nd  a n a l o g   s imu l a t i o ns,   while  g i v in g  the  po ss ib il i t y   to  s imula t e  s y s t em s  wi th  d iffe ren t   ph ys ica l   m ag n itu de s:  m ec ha nica l,   t her m a l   a nd   e l ectr i c a l .   The  us e  of   a n  an al ys i s   t oo l ,   s u c h   as  t h e   V H D L- A M S   beha vior al  d e s c r ip tio n  l a ngua ge,   ca n  be  a   s o l u t i o n  t o   t he  l im i t a tio ns  c au sed  b y   t he  u se   o f  the   S P ICE  sim u la tor .       2.   THE O RY  O F   P IE Z O ELE C TRIC U L T R A SONIC   T RAN S DUCER   The  p i ez oe lec t r i c   m a teria l   i s   the  pr inc i pa l  elem en t  i n   a n   ul tra so n i c  tra n sd ucer .  The  pi e z o e l e c t ric  m a ter i als  ha ve   t he   a d v an ta ge   c om par e d  to  t he  o t h er   s ys te m s   o f  p r e sent i ng  go od  per f o r ma nces  a nd  t o   b e   a v ai la b l e  in   v e r y  d i ver s e  ge o m e t r i e s .  These   ma t e rial s  a r e  gener al l y   a pp eare d   a s  a   di sc ,   a   rin g   o r  pl ate .   O u r   piez oe lec t r i c   el em ent  has  the  cha r ac t e ris tic   t o  v i bra t e  i n   t hic kne ss  mode ,   on  on ly  o ne   d i r e c ti on  a x is  ( z ) .   This   m odel l i n g   st u d y   i s  t hus   l i m i t e d   t o   one   g e o m e tr ica l   d im ens i on  ( 1 -D),   w i t h   t h e   b ound a r y   con d it ions  a t  th e   a c ou st i c   p or ts  F igur e  1  [1 4] .                    ( 1 )     Whe r e  A   is  t he   a r e a   of  t he   t r a nsd u ce r   a nd  T  i s   t he   i n t er na l   str ess.           F i gur e   1.   P i e z oele ctr i c  p l a t e   o f   t h i c knes s   e   a nd  its  r epr e sen t a ti on  as  a   t hr e e   p or t  sys t e m       Let’ s  c ons ide r   e   t he  t h i c kne ss   o f   t h e   p i ez oel ectr i c   p l ate   a n d  V 3   i s  the   ex cita t i on  v o l t a g e .  F 1   a nd  F 2   pr esen ted   t h e  f o r c e s   t r a nsm i t t e d  to   t he  p r o p a gat i o n   m e di u m   on  t he   f ro n t   a n d   b a c k  face   o f  t h e  t r ans d u cer .  ν 1   a nd  ν 2  a r e  the a c ou st i c  par tic l e s vel o ci t i es a t   t h e fron t  an d   t h e  ba c k  fac es of  the tra n s ducer .       I n   t hese   c on d i t i ons,   th e  tr ans f er   m a t r i x  f o r m   ( 2)   w hich  d esc r ibes  t he  g l oba l  be ha vi or   b etw e e n   t h e   e l e c tr ic  e xc ita t i on  p o r t   a n d   t he   t w o   a c ous tic  p or ts.     ⎣ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎡ 1 2 3 ⎦ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎤  ⎣ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎡ tan sin ℎ 33 si n tan ℎ 33 ℎ 33 ℎ 33 1  0 ⎦ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎤ ⎣ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎡ 1 2 3 ⎦ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎤        ( 2 )     ν 1   a nd  ν 2   ( m / s)   a re  t he   a c o ust i c   p ar tic l e   v e l oc ities  at  t he  f ro nt   a n d   t h e  b a ck   f ac es  o f   th e   p l at e ,   F 1  a n d   F 2   a re   t he  a cous t i c   for ces  a t  the  tra n sd u c e r   f ace s,  Z   i s  the  acous t i c   im pedanc e  of   t he  p i e z o ele c tr i c   ma t e ri a l ,, h  e  ε  ⁄   i s  t h e   p i e z o e l ect ri cit y   c on st ant   and   C   i s  t h e   c a pa c ita nce   va lue   of  t he   p la t e ,   and  I  i s     V 3  I 3 ν 1   ν 2   F 2   F 1   Acoustic       P o r t  2   Acoustic    P ort   1  El ectrical  P ort    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN: 2088- 8694  Int J  P o w   El e c  &  D ri S yst ,  V ol.  10,  N o.  2 , June  20 1 9  :   106 4 –  1 0 71  1 066 the  e l ec trica l   c ur rent.    ⁄ .  The  de p h asa g e   ge ne rates  b y   t he   p r opa ga ti o n   w it h  ω2 π f  i s   t h e   elec tr ical  p uls a ti o n   w h e re   f   i s  the  fre q uenc y,   e   i s  the   th ic kne ss  of  t he   p iez o e l ec tric   p l a t e,   ρ   i s  the  materia l   den s i t y,       is the  e last ici t y  mod u l u s w i th c o n st ant  d i s p lac e m e nt fie ld.     Det erm i n atio n  of the   e lec t ric a l   impeda nce   o f   t he  piezo electric  transd ucer      The  tra n sduc e r   i s  ass u me d  here   c har g e d   t o   t h e  a c ous t i c   por ts  by  h o m ogene o u s  m e di ums.   W e   deter m i n e  the   i npu t  e l ec t r ica l   i m p eda n ce   o f  t h e  trans d u c e r   b y   t h e   i mp ed an ce s  o f   t h e   a c o u s t i c   lo ad s  Z 1  a n d   Z 2   respe c t i ve l y   a c ous t i c  impe da nce   of  t h e   f r o n t   m ed ium   an d  the   ba c k  m e d i um.   A t   port s   a cou s t i c   a n d   g i ven  t h e   sense  o f  spe ed  i n t h e  d i agra m,  we have :                     (3 )                    ( 4 )         We  r e p o r t  t h e s e   rela ti o n s  i n   t he  f irst  t w o   e qu a t i o ns   o f  t h e  m a tri x   ( 2)  w hic h   m akes   i t   p o ss ible   t o  d e t e rmin e   t h e el ec t r i c al  i mpe d an c e           1                          ( 5 )     The   e xpr essi o n   o f  electr i c a l i m p e danc e  is g e n era lly  f ou n d  in t h e  li tera ture   i n  the f o l l ow i n g for m :       1                       ( 6 )     Where     F or  l ong i t ud ina l   w a v es,  the  pa ram e ter     i s  often  d e fine d  a s   t he   p iez o e l e c t ric   cou p l i ng  co ns t a nt  f or  a   t ransv e rsely  clam pe d   ma t e rial;  f o r  it   i s  the  ef fec t i v e  piez oelec t ric   c o n s ta nt  u se d  when   t h e r e i s  no   mo ti on  t ra n s v e rs e to  t h e  e l ect ri c   fi el d .        3.   ELECT R O-A C O U S T IC  M ODEL   O F  PIE Z O E LE CTRIC ELE M E NT  F o r   r e a s o n s  o f   s i m p l i c i t y ,   w e  c h o s e   t o  u s e  R e d w o o d ' s   e q u i v a l e n t   e l e ct rica l   ci rc uit .   T h e   e q u i v al e n t  circ u i t  o f   a   t h i c kne ss–mo de  p ie z o e l ec t r i c   t rans duce r   c a n   b e  re p rese nt e d   by  the   Re dw o od  mo de l   a s   s how n  i n   F i gure   2.          F i gur e 2.  Equ i v ale n t c i rcu it o f   R e d w o o d ' s  mode l      The   mode l   is  d i v id e d   i n  t w o   pa rts.  T he   f irs t   one   i s  the   ele c t r i c a l   p ort  wh ich  i n cl u d es  t h e   c apac it ors  C   a nd   C   t ha t  r e pre s en t  t h e  c a pac ita nce  m o tio na l   effec t .   Th i s   e l e c t r i ca l  p o rt  i s  con n ec ted  to  a   r esista nc e  R   Re dw o od m o d e l   F 1   V 3        I 3   -C 0 T Z back   F 2     Z f r ont   R    C 0   :1 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   E l e c  &  D ri S yst  IS S N :   2088- 86 94       St u d y an d  si m u la t i on  wi th VH D L -AM S  of t h e   electr i ca l im p e da nc e  of  a p i e z oe lec t r i c  … (T oufik  Me rd j a na)   1 067 and  a   vo ltage   s ource   n ot e d   V . T he  s ec o nd  pa rt  i s  com pose d   by  the  tw o  ac oust i c  p o rts,   T   i s  an   i d eal   e l e c t ro -  ac oust i c  tra n sf orme r  w ith  a   r a t i o h  .  P i e z oce r am ic  l aye r   i s  a s si m i l a te d  t o   a   p ro paga tio n  l i n e   c har a c t eri z ed  by  i t s  c h ara c te rist ic  i m p eda n ce   (  . ),    i s  t h e   a r e a   a nd  the   propa ga t i o n   time T d  (  ⁄ ),  w i t h    i s  the a c o u st i c  veloc ity an d   is the  t h ic k n e s s.   On e  b r an ch   o f  t h e   pi e z o cera m i c   l a y er  i s  in  c o n t act   w it h   th e   b a c k   medi um  Z back  and  t h e   ot her  i s   i n   con t ac t   w ith  t he  propa gat i on  me dium  Z f r ont.       4.   VHDL - A MS  B E H AVIORAL   M ODEL   O F  T R A NDU CER  Bef o re  d i s c u s s i ng  the  mo del i ng  of  t ransd u ce rs  i n  V H D L-A M S ,   w e   q u i c k l y  p r e s e n t  t h i s   p r og rammi n g   l a n g u a g e .   Th e  VHDL- A M S   i s   an   I EEE  s t a n d a r d   [ 15 ] .   I t  w a s  d e v e l o p e d  a s   a n  e x t e n s i o n  o f   VHDL   t o   en a b l e  t h e   m o d eling   an d   si mu l a tio n   of   c i r cui t s an d   an a l og  an d di g i t a l -  analo g   m i xed  sys t em s.   Th e  VHDL-AM S   i mp l e mentat i o n   of   t h e   p r e v i ou s   mo d e l   as  s h o w n   in   F ig u r e  2  i s   d ivi d ed in  tw o  par t s.  F irst   is  t he  d ec lar a t i on  of  t he   e nti t y  w h ich  is  c o m pose d   o f  t h e   ph ys i c a l   c har a cteris t i cs  o f  t h e  t r a n sd ucer   a nd  t h e   di ffe re nt   t e r m i na ls  u se d  i n   c o nne c t i o n.   E a c h   T E R MIN A L  de pe n d s  o f  t h e  ph ysi c al  n atu r e   of   t h e   r e l ati o n   to   b e  i m p l e m en t e d   to   d escri b e  th e  e l e m e n t .   U si n g   th e   st at emen t s   ELEC T R I C A L   i n  t h e  e l e c t r i c a l   d o m a i n  a n d   K I N E MA TI C_ V   in  t he  a c ous ti c   d o ma in.   Th e  se co nd   p ar t  of  t he   m ode l  is  t he  a rc hitec t ur e  w h ic h  e s t a blis hes   the p h y s i c  l a ws re l ated t o  the   m a them at ical  r elat i on b e t w e e n   e a c h  term i na l [1 6].  I n   t h i s  a pproac h ,  electr i c a l   a n d   aco us tic  e le m e nts  ar e  de sc ribe d.  E lectric a l  ele m e n t   is  d efi n e d   w i t h   vo lta ge  a nd  c u rrent  q ua nt it i e s  a nd  a c ous tic   e le me n t   w i t h  forc e  an d  ve loc ity  q ua n t i t ies  [1 7,  18].  The    VHDL-AM S  i mp l e ment ati o n  o f  Red w o od' s eq ui v a l e nt   m o d el  as  sh o w n   i n  F igure   2  i s   g ive n  b y :     EN TI T Y   Re d w oo d  IS  GE N E RIC  (C 0 ,  k t ,   Z 0 , Td: r eal);  PORT   (TER MI N A L  p,   m :  ele ctrica l;  TERM I NAL  t1 1 ,  m1 1,  t22,  m 22:  k i n em ati c _ v ) ;   EN D   E N TI T Y   Redw oo d ;   ARCHIT EC TURE   st r u ct ure  OF  Redw o od  IS   TERMINAL  p 1 :  e l e ct ri cal ;  TERMINAL   t 1,  t1x,  t 2 x   :  k in em atic _v ;  QUANT ITY  v 1   acr o ss  i 1   th r o u g h  p   T O   m ;   QUANT ITY  v 2   acr o ss  i 2   th r o u g h   p  TO  p1;   QUANT ITY  vte  acr o ss  i t e   th rou g h  p1  TO  m ;  QUANT ITY  p ti  a cro ss  uti  t h r o ug h  t1  T O   kinem a t i c _ v_ grou n d ;   QUANT ITY  p 1xr   acr o ss  u1 x r   th r o ug h   t 1x  TO  t1;   QUANT ITY  p 2xr   acr o ss  u2 x r   th r o ug h   t 2x  TO  t1;   QUANT ITY  p 1x  acr o ss  u 2x   through  t1x T O   t 1 1 ;   QUANT ITY  p 2x  across  u 1x  th r o ug h   t 2x  T O  t22 ;   QUANT ITY  p 11  acr o ss  t 11  T O   t 1 ;  QUANT ITY  p 22  acr o ss  t 22  T O   t 1 ;  BEGIN   i1 == C 0  * v 1 'dot;  i2 ==- C 0  *  v 2 ' d o t;  pt i= =kt  * v t e ;   Ut i = = - it e / k t;  p1 xr ==p 2 2 ’D ELA Y E D   (Td)  –  p1x ;   p2 xr ==p 1 1 ’D ELA Y E D   (Td)  –  p2x ;   p 1x= = ( u1x+ u2x ’D ELAYED  (Td ))* Z 0 /2. 0 ;  p 2x= = ( u2x+ u1x ’D ELAYED  (Td ))* Z 0 /2. 0 ;  E N D AR CHITE C TURE  str u cture;      5.   SIMU L A TION  R ESULT S   We  p re sen t ons  i n  t h is  p a r t   th e   re sul t s  o f   s imu l at i on  w ith  V H D L- AMS   of  t he   i npu t  ele c t ric a l   impe da nce   of  t he  t ran s d u ce r.  T he  s tu d i e d   t rans duc er  i s  bu il t  w i th  P ZT  cer am i c   o f  P 1 -8 8  t y p e ,   prod uc ed  b y  Q u ar t z   a nd   S ilic e  s o c i et y,  v i b r a t i n g   i n  t h ic kne ss  m o d e  a t   a   f re que nc y  o f   2 .25   MH z,   1   m m  th ick   an d  are a   A = 13 2. 73 m m 2 .  These   cha r ac te ristic s  are   re c a l l e d   i n Tab l e  1.             ;          ⁄         ;            ℎ    ⁄     ;              Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN: 2088- 8694  Int J  P o w   El e c  &  D ri S yst ,  V ol.  10,  N o.  2 , June  20 1 9  :   106 4 –  1 0 71  1 068 Tab l e  1. Tr a nsduce r  a co ustic   c ha rac t eris tic s  [1 9]    P a r a mè trs  De finiti on  Val u e   Unit  ρ   D e nsity  7700  Kg / m 3   v   Ac ousti c   v e lo c i t y   4530  m/s   Z   A c oust i c   i m p e d a nc e  34. 9  Mra y ls  C   C a p a c itor  of  t he  c e r am ic   759  PF   K   c oupling  fac t or 0. 49  -  C    Ela s tic  c onsta nt  15. 8x1 0 10   N/ m 2   ε    d i el ect r i c   co n s t a n t 870 ε   F/m   h    pie z o e l ec tri c  c onst a nt 1. 49x1 0 9   -  ta n   D i e l e c t ri c   l o ss  f a ctor  0 . 02  -      Th e  fre qu en ti al   t ra n s d u c ers  respo n s e   st udy   i s  e s se nti a l  to   p re d ict   the   sen s i tiv it y  o f   t he   s ys t e m  for   t h e   vari ous  a na lyz e d   m edi u ms.   Tab l e   2  gi ves  acou s t i c  char a c ter i s t i c s  o f   s i m ulate d   m ed iu ms.   The  am plitu de  o f  the tra n sduc er  i s fi xe d  at 1V o lt  with a f r e quency   o f   2.25MH z.        Tab l e  2. A coust i c   cha r ac t e ris t i c  of  differ en t m e dium s  [2 0]    Me diu m s   Ac ousti c   i m p e d a nce   ( M ra yl s)   A c o us ti c   v e lo c i t y   ( kW )   Wa t e r   1. 4 9   1 469   E t ha nol   0 . 9 1   1 158   P a raffi n o i l   1 . 8 6   1 420       5.1.  Stud y  of  th e e l ect rical i m p e d a n ce of th e  R ed w ood  m od e l   The   com p lex  im peda nc e  o f   t he  R edw o o d   m odel  is  o f  t h e  form :   Z jw R j X | Z | e  .  We  d e not e   f 1  a n d   f 2   t h e   fre qu enc i e s   f o r   w h i ch  t h e   i mp e d an c e   m o d u l e   r ea ch e s   r es p ect iv ely   it s   mi ni mum  a n d   ma ximum   va lu e s ,  the   fr eque n c i e s  o f   r esona nce  fr  a nd  an t i r e sona n ce   f a  a r e   the  val u es  f or  w hic h   t he  g lo ba l   r e a c t a n c e   X   o f  t h e  t r a n s d u c e r  i s   z e r o  ( θ = 0 ) .   T h e   s i m u l a t i o n  c o d e   us ed  t o  ob t a in   t he  t ra n s d u c e r  im put   elec tr ical im p e d anc e   i s  give n by :     EN TI T Y   Im peda nce _ S i mu la t i o n   IS  EN D   Im peda n ce_S i mula t i on ;  ARCHIT EC TURE   st r u ct  OF   Impe danc e _ S i mula ti o n   IS  TERMINAL   n 1 ,  n2: ELE CT RICAL ;   TERMINAL  n3 ,   n4 : K I N E MA TIC _ V ;   C O NSTANT   e :   real :=1 . 0 e - 3   C O NSTANT  A:   real := 132 . 7 3 e -3  C O NSTANT   :   re al :=4 530 .0 ;  C O NSTANT   f o :  r eal:= 2 . 25 e6  C O NSTANT  Z c : re al: = 34.9e 6;  C O NSTANT   k t :   r eal: = 0 .49;  C O NSTANT   e p s i 0 : re al: = 8. 8 5 42e- 1 2 ;   C O NSTANT   e p s i 33 : r eal: = 65 0. 0;  C O NSTANT   r o :   re al := 330 0 . 0;  C O NSTANT   h :   real := k t * *s qrt(ro/(e p s i 0 *eps i 33 ));   CO N S TA N T  Co:  r ea l : =A *e ps i 33 /e ;   QUANT ITY  v a c : r eal  s pe ctru m   1. 0, 0. 0 ;  QUANT ITY  v i n p u t a c ross ie  t hr ou g h   n1 t o  e lectr i ca l _gr o und;   BEGIN   Vi np ut == v a c ;   R:  EN T I TY  re s is tanc  ( b hv)  G EN ERIC  M A P   ( 50.0)   PORT  MAP  (n1,  n2);   T1 :  e n tit y  Re d w oo d  ( bhv)  g e n er i c   m a p   ( Co,  K,  A *Z c ,   ⁄ )  P O RT  M AP   ( n3 ,   ki ne ma t i c _ v _ g r ou nd,   n4,  ki nem a t i c _ v _ g r o u n d ,  n2,  e l e c t rica l _ gro u n d );   Rf r o n t :  EN TI T Y  re s i s ta nc  (bh v)  G EN ERIC MA P   ( 1.5e 6*A )  PO RT MAP  ( n4, gr ound) ;  Rba c k:  EN TITY   r esist a nc  ( bh v) G EN ERIC MA P  ( 44 5. 0   A * )  PORT   M AP   ( n3,  e lec t r i c a l gr o und) ;  E N D AR CHITE C TURE  st ru c t;    F i gure  3  r e pre s e n ts  d iffe ren t   c har acter i s t i c  cu rve s   t ha t  can  b e   e xtra cted  f ro m  the   im peda n c e   .  In  p ra ct ice  t h e  fre qu en ci e s   f 1 a n d   fr  o n  t h e  one   h a n d   an d  th e   fre q ue ncie s  fa  a nd  f 2   o n  t h e  ot h e r  h a nd   a re    v e r y  c lo s e .  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J  P o w   Elec  &  D r i   S y st   I S S N :  2088- 86 94       Stu d y  an d sim u la tio n w i t h   VH D L - A MS  o f   the  e l e c tr i c a l  im p e da nce  o f  a  p i e z oe lectr i c  …   ( T oufik  Merd j a na)   1 069        F i g u r e   3 .   C har acte r ist i c  cur v e s   o f  t h e   im pe da nc e  of   t he  R e d w ood   m ode l  a nd  I m peda nc e  pha se       5. 2.   I n f lu e n c e   o f   t h e  p r op agat i o n   med i u m   o n   t h e   i mp e d an c e   m od u l us   The  vibr at i o n  mode s  of  t he   p iez o e l ec tr ic   t r a nsd u c e r s   a r e   s tr o n g ly  i n f lu e n ced  b y  t h e  me di um   i n   w h ic h  the y   a r e   i m m e r sed  or   b y   t h e  s t r u c t ur e   of   w h i ch   t he y  ar e  i nte g r a l.   I n  a  h o mo ge ne ous   l i q u i d  or   g aseo us   f l u i d,   t he   c or r e sp on d i n g   a c o ustic  l oa d  m o dif i e s   t he  v i b r a t i o n   v e l oc it y  of   t he  t r a ns du c e r   and  da mp e n s  i t s   r e sona nce   [2 1] .   R e t r o d if f u se d  ec hoe s  t o   t h e   t r a nsd u c e r   g e ner a t e   a   r e cept i o n   curr en t.  I n  t h e  c a se   o f  a   th i n   piez oe lec t r i c   b l a d e   b o nde d  t o   a   s o l id   s t r uct u r e   u n d er   s tr e s s,   t he   i n f l u e n ce  of   t he   l a tter   i s   p r e p onde r a n t .   T h e s e   c o n s i d er at io ns  s how  t hat   t h e  elec tr i c al   i mpe d ance   o f  the   tr ans d uce r   i s  ve r y   s e n s iti ve  t o  i t s  e n v i r o nme n t   [2 2] .   T h e  t r a n sd u c er  i s  l o ad ed   o n   th e  f r ont   f ac e  by   t h r e e   d i f f e ren t   m ed i u ms:  w a t e r,  e tha n o l   a nd  pa raf f i n   o il. The i r  a c ou st i c   c har a cter is tic s  a r e show n  i n   T a b le 2.   The   s i m u la ti on r es ul t   is  s h o w n  i n  the   f oll o w i n g   f i g ur e .  F igur e   4   cl ea rly   sho w s  t h e  i n fl u e n c e  of  t h e   m edi u m  on   t h e   e l e ct r i ca l  i m p e d a n c e   m o d u l u s  a n d  p r e c i s e l y  o n   Z m a x .   W e   no te  a   c onc or da nce   be t w e e n   t he  r e s ul t  o b ta ine d   b y  V H D L - A MS   a nd   t h e  exp e ri me nt al  r e s u lt  p r e s en ted   in  [23 ] ,  s o   a   good m odeling  by  VHDL-AMS.         F i gur e  4.   T r a nsduce r   i m p e d a n ce  modul us  a n d   t he  pha se  f or   d if f e r e n t   pr op aga t i on  me d i u m s      5 . 3 .   I nfluence  o f co upling   fa ct o r   o n  t h e impeda n ce mo dulus   F r o m  t h e  f o r m u l a  ( 6 )  i t   i s  f o u n d   t h a t   t h e   e l e c t r i c a l  i n p u t  i m p e da nce  of   t he   t r a n s d u cer   i s  d i r e c t l y   r e late d  t o   t he  c ou p l i n g  f a c t o r   K t.   T he  f ol l o w i ng  f i g u r e   s how s  t h e   v a r i a t i on   o f  th e  i m p e d a n c e   modul us  f o r   di ffere n t   co u p l i n g   f ac tors.  The tra n sd ucer  is loa d e d   on t h e  fro n t   f ace   by  w a ter   as  p r opaga ti o n   m edium .   A s   s how n  in  F i g ur e  5,   t he   d if f e r e nce  betw e e n   t he   r es ona n t   a nd  a n tir e s o n a n ce   f r e que n c ie s  is  s t r on gl y  in f l ue nc e d   by  K t .   T h e   i nf lu en c e   o f   K t   i s  i m por ta nt  on  Zm ax  b u t   ne gli g ib le   on  Zmin.       0. 5   1. 0 1. 5   2. 0   2.5   3. 0 3. 5 4.0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Fre q ue nc y   ( MH z ) | Z T |  ( Ω )   Et hano l Wa t e r Pa ra ffi n  oi l 5. 0 0. 5 1. 0 1. 5 2. 0 2. 5 3. 0   3.5   4. 0   4. 5 0 20 40 60 80 10 0 12 0 14 0 16 0 Fr e que ncy   (MH z )   Phas e  ( °)   +   90°     Et hano l   Wa te r   Pa ra ffi n  oi l Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          I S S N: 2 0 8 8 - 86 94  I n t   J Po w   Elec  &  Dr i  Sy st,  Vo l. 1 0 ,  No . 2 ,   Ju n e   2 019   :    1 0 64   –   1 071  1 070      F i gur e  5.   T r a nsduce r   i m p e d a n ce  modul us  a n d   pha se   f or   d i f f e r e nt  va lu e s   o f  K t       5 . 4 .   I nfluence  o f int r insic  di electri c  lo sses  o n  t h e   i mpeda n ce  modu lus  I t   s h o u l d  be   n o t e d   t ha t   the   f o r m   ( 6)   o f  the   electr i c a l  impe da nc e ,   d oes  no t  sh ow   t he   d ie l ectr i c   los s es   in  t he   c e r am ic.   T he se   c an  b e   t a ke n  i n t o   a c c o un t  w h en  c o n s i der i n g  a   tr a n sm issi on  li ne  w it h  l o sse s .   Elec tric a l   l oss e s  is  w e ll  k n o wn  t o   be  t he  r esi s ta n c e  lea k   o f  th e  ce rami c   c a p a c i t a n c e  co nsi d ered   a s  a  r e sista n c e   w hic h   d e p e n ds  o n  t h e   fr eque nc y  d e scr i be d  by  r e l a ti o n   ( 7)   [ 24,   25] .                            ( 7     Wi t h   k t   the   co up l i ng  fac t or   i n  thic k n e s s  mo de,   C   i s  the  ca p a c i ta nc e  o f   t he   c e r a m ic,   tan δ  i s   t h e   losses factor  a nd  ω   t he  p u l sa tio n.   F i gur e   6  show s  a   gr ow th  w it h    o f  the  maximum   val u e    of  t he   e l e c t r i ca l  i m pe dance   a t   t he   a n tir e s o n a n ce   f r e que nc y,   l i k e   w e   c a n   n ot ice   a  r e du c tio n  o f   t he   p h ase   (t he   i n d u ct ive   e f fe ct  d e c re ases  i n   the  r e sona nce   z o n e   w he n    i ncr ease s ) .   T he  a nt i r eso n anc e   a nd  r e sona nce   fr eq uenc i e s  a s   w el l  a s   t he  m in imum   va lue       a r e   i nde pen d e n t   o f   .         F i g u r e   6 .   V a r ia ti o n s  of  t he   i m p eda n c e   m od u l us  a n d   t he   p has e   a s  a   func ti o n  of  the   d i elec tri c  losses     6.   CONCLUSION   I n  t h i s   p a p e r ,  a  n e w  a p p r o a c h  t o   t h e   u l t r a s o n i c   t r a n s d u c e r   m o d e l i ng  syste m   i s  pr ese n t e d .   O ur   s tud y   be g i ns  w it h  t h e  pr e s e n ta t i o n   o f   an  e le ctr i c  a nd  e l ec t r o a co u s t i c   m od e l   o f  t h e  tr a n sd uc er .   F r om  t hi s  mod e l   w e   de t e rm ine   the   anal y tic al   e x p ressi on   o f  t h e   i npu t  e l ec tric al   i mp ed an c e .  We   m o d e l e d  a nd  s i mul a t e d  th e   i n pu t  el ec t r i c al   i mp e d a n ce   o f  t h e   pie z o el ec t r i c   t ra n s du ce r  wi t h   V HDL - AM S,  as  w ell  as  t he  i nflue n c e   o f  t h e v a r i o u s  pa r a m e ter s   s uc h  as  t he  c ou p l i ng  f a c t or ,   the  pr o p a g a t i o n  m e di um   an d  t h e  e l ectr i c a l  losse s  on  the   mod u l us  o f  the   la t t er .   We  h ave   sh ow n   th a t   t he   f r e q u e n cy  a na lys i s  of   t he   e l ec trica l   i m p eda n ce   c a n   p r ecise l y   l oc a t e  the     Fr e que ncy   (MH z )   1. 8 1.9 2.0 2. 1 2.2 2. 3   2.4   2. 5   2.6 0 20 40 60 80 100 12 0 14 0 16 0 Phase  ( °) +  90°   K t=0. 55 Kt = 0. 50   K t=0. 45   K t=0. 40 4. 0 400 0. 5 1. 0 1. 5 2.0 2. 5 3.0 3. 5 0   50   100 150 200 250 300   350   Fr e que ncy   (MH z ) | Z T |  ( Ω )   Re=100Ω  Re = 400 Ω Re=800Ω  5. 0 0. 5 1. 0 1. 5 2. 0 2. 5 3. 0   3. 5   4. 0   4. 5 0 20 40 60 80 10 0 12 0 14 0 16 0 F r e que ncy   (MH z )   Ph a s e  ( °) +  90°     Re=8 00Ω   Re = 40 0Ω   Re=100Ω   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   E l e c  &  D ri S yst  IS S N :   2088- 86 94       St u d y an d  si m u la t i on  wi th VH D L -AM S  of t h e   electr i ca l im p e da nc e  of  a p i e z oe lec t r i c  … (T oufik  Me rd j a na)   1 071 resona nce  z o n e   t o   co n t ro l  a nd  sta b ilize   th e   ope ra ti n g   f re que nc y   o f  the   system .   I n   a dd i t i on,  t he  u se  o f  t h e  VHDL-AM S   l an gu ag e  h a s  th e  adv a n t a g e  o f   c o m b i nin g   m u l ti -phy s i cal   d oma i ns,   an d  i n dica tes  th at  t h e   si m u lat i on  of  a n  u l traso n ic  d e t ec ti on  de v i ce,   c om prisin g  bo th  e le c t ro n i c   co mpone n t s  a nd  (e l e ctrom echa n ica l )   t r an sd u c ers,  i s  p o ssibl e  with   VHD L-AMS.   F i n al l y ,   thi s   s t udy   m ak e s   i t   p o ss ib le   t o  obta i n  a   go o d   repr esenta t i o n  of  t h e sta t e,  the   b eha v i o r  and  the   per f orm a nc e s   in r eal  t im e  of t he  t rans d u c e r .       REFE RENCES   [1]   I. Iswan t o ,  W. S . Agu st i n ing s ih ,  F. M ujaahid , R .  Roh m an sy ah, an d  A .   B udim a n   "A ccum u l a to r  Ch arg i ng   C on trol    with   P i ezoelect ric  Based  o n   F u zzy  A l g o r it h m   S chedu l i ng" ,   T E LKOMNIK A    Te le c o mmun ic at io n,  Compu tin g,   Ele c t ron i c s  an d  Co ntro l ,  Vol. 16 ,   N o . 2 ,   pp.   6 35-640 ,   2 018 .  [2]   W.   P .   Mason , " E l ectromechani cal T ransduce rs and  W ave F ilters",   New   York, D. Van N os trand, 19 4 2.  [3]   R.  M .  Redw oo d,  " Tran scien t   p erf o rm ance  o f   a   p iezo electri c  trans du cer " ,   A c ou stical  So ciety Amer ica ,   Vol   33,   p p .   52 7-5 36,   1 9 6 1 .   [4]   S .   R .  Gh orayeb ,  E.  M ai on e   an d  V.   L a  M a gna,   "M od eli n g   of  u ltraso ni c  wave  p ropag a ti on  i n   t e e t h   u sin g   P S p ice:  a   c o m p a r i s o n  w i t h   f i n i t e  e l e m e n t  m o d e l s , "   i n   IEE E  Tr an sa ctio n s  on  Ul tr as on i c s,   Ferr oe l ectrics,  an d F r equ e ncy  Control , v ol .  4 8 ,  n o. 4 , pp . 11 2 4 - 11 31 , Ju l y   20 01 .   [5]   A.S a f a ri ,  E.   K o r ay  A kdo gan   " P i ezoelect ric  a n d  A c ous ti c  Materi a l s  fo r  Tran sd ucer  A p p l i cat ion s ",  S p r in ger,  Hei d elberg,  200 8   [6]   S .   B h a ll a  an d  C.  K .  S o h ,   " P r og ress   i n  Stru ctural  H ealt h   M on ito r in g  and   N on-  D es tru c ti ve  E va l u atio n  Usi ng  Pi ezo- Im ped a n ce  Tran s ducers " ,  Smart M a te ria l s an d  Stru c t u r e s :  N e w   Research ,  N o v a   S ci ence  P ubl is hers ,  In c  ,   N e w   Yo rk,   p p .   1 7 7 -228,   2 0 0 7 .   [7]   D.  M .  Peai rs,  P.  A .  T a razag a,  a nd   D .  J .   I nm an ,  "Freq u en cy  r ang e   s elect io n  f o r  im ped a nce-b a s e d   st ruc t ural  h ealth  mo ni tor i ng " ,   Jo ur nal o f  Vib ratio n   and   Aco u s t i c s ,  Vol .   1 29 ,  No.   6 ,   p p .   7 01 –7 09,   2007 .   [8]   I .  I b r a h i m ,   A .  N .   N o r d i n ,   A .  F .   M .  M a n s o r ,  Y .   Z .  H .   H a s h i m ,   a n d   I .  Vo icu l es cu  " Co nt ent   Cy to to xicity   S tudies   o f  Col o rectal   C arcinom a  Cell s  Using  P r i n t e d  Im pedan ce  S e n s ors " ,   B u ll e t in  o f   E l e c t r i c a l  E n g i n e e r in g   an d  I n f o r m at ic s   (B E E I )  Vo l. 6 ,   N o . 4,   p p .   31 7~ 32 6, 20 1 7 .   [9]   F .   C ou tard,   "Mo d éli s a t io n  et  op timisat i on  de  s tructures  élect r o ni qu es  p o u r  l e   c o n d iti on ne m e nt   t ran s du cteu rs   pi ézoélect riq u es" P h D. in   Elect ro n i cs ,  th esi s ,   U nivers it y  of  N a n c y,   F ran ce,   2 007.  [10]   C .  G .   H u t c h e n s  a n d  S .   A .  M o r r i s ,  " A   T h r e e   P o r t  M o d e l   f o r  T h i c k n ess   Mode  T ra ns duc e rs   U s i ng  SPICE   II,"  IE E E   19 84  Ultr aso n i c s S y mp osium , Dall a s,  T ex as, U S A , 19 8 4 , pp .   8 97 -9 02 .   [11]   E.  M ari o n e ,  P .   T o r toli ,  G .   L y p acewi cz,  A .  Nowick i,  J .  M.  R ei d  a n d   L .   Fe llo w  " PSPIC E   m o d e l li ng   o f  u ltra s ou nd   tran sdu cers"  U l tr as on .,  F e rr oele ct ri c Fr equen cy  Con t r o l ,  vo l.   46,  N o.  2 ,  p p .  399 -4 0 6 ,   199 9.   [12]   S .   J e m m a li,   " Con t ri buti on  à  l’élaborat io n  d e   m étho do lo g i e s   e t  d ’outils  d ’ai d e  à  l a   c once pti o n  de  s ystèmes  multi- tech no log i q u es "   P h D t h esis  o f th e  Nati on a l  S ch o o l of Tel ecommun icati o n s  o f  Paris, Fran ce,  2 00 3 .   [13]   T.  M e r d j a n a   a n d  A.  C h a a b i  " C omp a riso n  be t w e e n   V HDL-A M S  a n d  PSPI CE  m o d elin g  o f   u ltrasoni c  t r ans ducer  f o r   bi ol ogical  m edium s "  6th   Inter n a t i onal Confer e n ce  o n  Sci e nc es of   Elect ronics ,  Tech no lo gies  of  Inf o r m a tio n  and   T e leco mmu ni cati on s  ( S ET IT) ,  Sous se,   T unisia,   pp.   1 8 3 -1 88 ,  20 12  [14]   G.  S .  Kino ,  " . A c ou stic   W a v e s :  De vic e s ,   I m a g in g ,   a nd   A na log   Sign al  P ro cessing ",  E d.   R enti c e -Hall ,   I nc.   N e w  Jers ey.   1 98 7.  [15]   IEEE  Standard  V HD L  Ana l og  a nd  M ix ed-S ign a l   Extensions ,   I EEE  St d   1 076 . 1 -199 9,   S H94 7 3 1 ,   IE EE   P ress,   L o s   Ala m i t os, 1 99 9.   [16]   R.  G ue l az,  D .  K o urt i che,  M .  Nad i   a nd   Y .  H e rve,  " Ult r aso n i c   p ie z ocer am ic  t ran s d u cer  m odel i n g   w ith   VHD L - AM S  IEEE 1076 .1,"  S E NSOR S, 20 04 IEEE ,  Vien na,   2 0 0 4,   pp.   8 7 - 90   vol. 1 .  [17]   Y. Herv e ,   " VHDL-AMS Applic ati o ns  e t enj e ux indust r iels " , Paris: Dunod,   2002.   [18]   T.  M erdjan a,  A .  Ch aabi and   S .   R o u ab ah  " VH DL -A M S   a nd   P SP ICE  mo de lin g  of   u lt ra s o n i c  piezo elect ri c  t r ansd ucer  f o r biolo g ical medi u m s  app li ca t i o n ",  P r o cess i ng   - A T SI P' ,   S ous se ,   Tu nisia  pp :  5 23-5 2 8 ,   2 014 .  [19]   Qu artz & Sili ce. P iezo electri c cer a m i c s   ( C om pl e t e  t e n s o r   c h a r a c ter i zat io n   of  P 18 8).  [20]   Han d b ook   o f  Ch em istry   and   P hysi c s,  4 5 t h  ed n.  C hem i cal   R ub ber Co . ,   C l e velan d  O hi o,  196 4.   [21]   M .  F .   A .  S h a i b ,   R .   A .   R a h i m ,  a n d   S . Z . M .   M u j i ,   " Devel o p m ent  of  N on -In v asiv e  U l t r aso n ic   M easu r in g  S y stem  f o r   M o n i to rin g   M ulti phas e   F l o w   i n   L i quid   M e dia  withi n   C om p o s i t e   P i p eli n e",  I n te r n at io na l J o u r n a l o f   E l e c t r i c a l   a n d   Com put er Engineeri ng ( I JECE) ,   V ol .  7 ,   N o .   6 ,   p p .   3 0 76-3 0 8 7 ,  2017.   [22]   T.  M erdjana  and  A.  C haa b i  " M odelling  o f   P Z T / P VDF  Ul t r a s oni c   T ra n s du cer  w ith   V H DL -AM S   f o r   M edical  Ap plicati ons",   Sens ors  &   Tr an s d u cers , Vo l . 2 21 ,   Issue 3 , p p.  23 - 2 9 , 20 1 8 .   [23]   L.  A l lies,   " U l t r ason ic  N o n -Lineari t y   P h eno m e n a  S t ud y  " ,  do cto r al  t h e sis,  H e n ri  P o i ncaré  Un ivers i t y ,  Nan c y  I,  F r ance, 2 00 8.  [24]   R.   G u e laz  and   D .   K o u rtiche.   "D oub le  e lem e n t   u l t ras onic  tran sd uc e r   m o d e ll in g  w i th   V H D L - A M S   f o r   l os sy   pi ezocer am ic",  1st Int e rnati o n a l  Con f er e n ce on  S e nsi n g   T echn o l ogy ,   P a lm erst on No rth ,  New Zealand , 20 0 5 .   [25]   R.  M artin ez,  A .  V e ra  a n d   L .   Leij a.  " H eat  T h e rapy  H I F U   T rans du ce r  E l ect rica l  Im p e d a nce  M o d e li ng  b y   u s i ng  FEM" .  in   Pr oc eed ing s  of   t h e  con f eren ce  o n  I n s t rumen t atio n   M e a s u r emen t Techn o l ogy Con f er e n ce  ( I 2M T C ) ,  Mo ntev i d eo,   Ur u g u ay ,  p p . 2 99  –  30 3 ,  2 01 4 .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.