Progetto di un Pulsatore per Meta-Trasduttori Ultrasonici

Il presente lavoro descrive la progettazione di un’architettura elettronica dedicata al pilotaggio di meta-trasduttori ultrasonici riconfigurabili per applicazioni di Structural Health Monitoring (SHM) e Non-Destructive Testing (NDT). Il sistema è in grado di gestire 128 elementi piezoelettrici, raggruppabili dinamicamente in un numero ridotto di canali di attuazione, consentendo la focalizzazione dell’energia ultrasonica secondo il principio del Time Reversal. Questo viene svolto con una significativa riduzione della complessità hardware rispetto ai sistemi phased-array tradizionali. È stata sviluppata una piattaforma di alimentazione compatta basata su topologia Boost con moltiplicatore di tensione, capace di generare rail duali fino a ±100 V e di sostenere correnti impulsive dell’ordine dei ±2.5 A. L’ottimizzazione della fase di carica dei condensatori ad alta tensione ha consentito di raggiungere, nelle simulazioni, un’efficienza superiore all’80%. A completamento dell’architettura è stata realizzata una scheda driver dedicata, nella quale i 128 trasduttori vengono organizzati dinamicamente in cinque canali, e pilotati attraverso pulsatori per ultrasuoni, sono gestiti da una rete di commutazione completamente riconfigurabile che implementa quindi un multiplexing 5:128. I risultati sperimentali confermano la fattibilità di un sistema compatto, riconfigurabile ed energeticamente efficiente, idoneo all’utilizzo di trasduttori piezoelettrici e di tecniche avanzate di focalizzazione ultrasonica in ambito industriale.