• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.10 no.6
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• pp.286-294
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• 2001

In this study, 3-D underwater object recognition using the self-made 3-3 type composite ultrasonic transducer and modified SOFM(Self Organizing Feature Map) neural network are investigated. Properties of the self-made 3-3 type composite specimens are satisfied considerably with requirements as an underwater ultrasonic transducer's materials. 3-D underwater all object's recognition rates obtained from both the training data and testing data in different objects, such as a rectangular block, regular triangular block, square block and cylinderical block, were 100% and 94.0%, respectively. All object's recognition rates are obtained by utilizing the self-made 3-3 type composite transducer and SOFM neural network. From the object recognition rates, it could be seen that an ultrasonic transducer fabricated with the self-made 3-3 type composite resonator will be able to have application for the underwater object recognition.

• Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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• 1998.06c
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• pp.455-458
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• 1998

초음파 산업분야에 널리 사용되고 있는 PZT 압전 세라믹 진동자의 경우 높은 품질계수로 인하여 대역폭이 좁고, 진동 시 두께방향 진동뿐만 아니라 횡방향 진동으로 인하여 초음파 신호를 분석하는데 여러 가지 어려움이 항상 존재하였다. 따라서 본 연구에서는 PZT 세라믹스와 고분자 재료인 Epoxy를 사용하여 1-3 접속도를 갖는 압전 복합재료를 제조하였다. 이를 이용하여 초음파 트랜스듀서를 제작하였고, 이에 대한 전기음향변환능률을 어드미턴스 loop를 측정하여 구하였다. 유전율, 공진 주파수 등을 포함한 기본적인 트랜스듀서의 파라메터들은 공진 부근에서 전기적인 임피던스로부터 측정하였다. 이러한 파라메터들을 적용하여 주파수에 대한 트랜스듀서의 성능을 평가하였다. Pulse-echo법을 이용하여 삽입손실율을 구하고 임펄스 반응을 통하여 주파수 대역폭에 대해서 측정하였다. 그 결과 어드미턴스 loop로부터 두께방향모드를 제외한 횡방향 모드는 거의 나타나지 않았다. 유전율은 5.25㎊m이었고, 공진주파수 1.65MHz에서 -8dB의 최소 손실이 발생하였다. 주파수대역폭은 -6dB에서 64%(Q ; 1.56)의 대역폭이 측정되었고 전기기계 결합계수는 0.54이고 전기기계변환능률은 52%, 기계음향변환능률은 31%로 측정되었다.

• 전자공학회논문지 IE
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• v.48 no.2
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• pp.40-46
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• 2011

In this study, PZT-5A green sheet were prepared by using tape casting technique, and the piezoelectric properties of PZT-5A by variation of sintering temperature was investigated. After, design and piezoelectric properties of 2-2 piezocomposite ultrasonic transducers by menas of the FEA. The acoustic impedance and piezoelectric charge constant of the 2-2 type piezocomposite transducer decreased proportionally due to the density decrease caused by the PZT volume fraction decrease. The piezocomposite acoustic impedance were 7~3 MRayl between 0.6 and 0.2 allowing it to be used for a ultrasonic transducer. The resonance characteristics and the electro-mechanical coupling factor were the best when the volume fraction PZT was 0.6. The PZT volume fraction shows the fixed value, 0.6~0.65, approximately within the range between 0.2 and 0.6 while it is increased to decreased over the range. The result of the experiment above confirmed that the 2-2 piezoelectric composites could be used as the ultrasonic transducers.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.22 no.4
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• pp.329-336
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• 2003

Intra-Vascular Ultra-Sound (IVUS) transducers were developed for the application to diagnose coronary diseases. The transducer consists of 32 piezoelectric elements with a front insulation layer and a polymeric acoustic backing layer on a hollow alumina tube. The optimal geometrical structure of the transducer was designed through theoretical analysis of radiation patterns of the transducer. Samples of the IVUS transducers of the diameter of 3㎜ were fabricated to illustrate the design scheme. For the piezoelectric elements, 2-2 mode piezocomposite materials were employed. Experimental performance of the transducers showed good agreement with the design results, which verified feasibility of the transducer for IVUS applications.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.17 no.8
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• pp.48-57
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• 1998

본 논문에서는 순수 압전세라믹에 비해 동등이상의 압전특성을 가지면서도 음향임 피던스가 월등히 낮은 1-3형 압전복합체를 이용한 탐촉자의 개발에 관해 연구하였다. 압전 복합재료 탐촉자는 그 자체만으로 측정대상체와의 음향임피던스 차를 최소화하여 별도의 정 합층을 필요로 하지 않는 특징을 가진다. 이를 위하여 본 연구에서는 복합재료에 사용되는 고분자 재료의 물성값 설계와, 압전세라믹과의 적절한 배합구조와 형상의 결정에 설계의 주 안점을 두었다. 그 결과를 바탕으로 압전복합체 초음파 트랜스듀서 시작품을 제작하고 그 성능을 분석하였으며, 이론적인 시뮬레이션 결과와의 비교를 통해 설계이론의 타당성을 검 증하였다. 본 연구에서는 수립되어진 압전복합체 트랜스듀서의 설계 및 제작기법은 향후, 측 정대상체와의 정합을 위해 정합층에 대해 복잡한 설계 및 제작공정을 거쳐야하는 다양한 탐 촉자 개발에 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.27 no.5
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• pp.215-220
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• 2008

The kerfs between arrayed piezoelectric elements in a medical ultrasonic transducer or a piezoelectric composite transducer are generally filled by polymeric materials. The boundary condition of the elements for lateral mode vibration is changed according to the kerf-filling materials, so that the resonance frequency for longitudinal mode of the transducer is also varied. In this study, to investigate the resonance frequency variation for an arrayed transducer experimentally, the piezoelectric vibration elements of $14mm{\times}0.22mm{\times}0.44mm$ were fabricated and those were linearly arrayed. And, the resonance frequencies were measured for three cases of kerf-filling condition, non-filling and two different kinds of epoxy filling. Conclusively, it is confirmed that the resonant frequency variation shows the similar tendency with the theoretical one for the longitudinal mode.

• Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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• 1998.06d
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• pp.1-4
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• 1998

본 논문에서는순수 압전세라믹에 비해 동등이상의 압적특성을 가지면서도 음향임피던스가 월등히 낮은 1-3형 압적복합체를 이용한 탐촉자의 개발에 관해 연구하였다. 압전 복합재료 탐촉자는 그 자체만으로 측정대상체와의 음향임피던스 차를 최소화하여 별도의 정합층을 필요로 하지 않는 특징을 가진다. 이를 위하여 본 연구에서는 복합재료에 사용되는 고분자재료의 물성값 설계와, 압전세라믹과의 적절한 배합구조와 형상의 결정에 주안점을 두었다. 그 결과를 바탕으로 압전 복합체 초음파 트랜스듀서 시작품을 제작하고 그성능을 분석하였으며, 이론적인 시뮬레이션 결과과의 비교를 통해 설계이론의 타당성을 검증하였다.

• Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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• autumn
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• pp.353-356
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• 2004

단일 PZT보다 전기적 및 음향 특성비 우수한 Polymer/PZT 압전복합재료를 설계하고, 이것으로 초음과 트랜스듀서를 제작하여 음향특성을 고찰하였다. 폴리머의 체적 수축율 조정을 위한 충진제를 선정하고, PZT의 부피분율출 $30\~80\%$ 변화시켜 이것에 따른 전기적 특성 및 음향 특성을 비교, 검토하였다. PZT/Polymer 압전복합재료의 전기기계결합계수$(=k_{t})$는 단일 PZT 보다 우수하게 나타났으며, 음향 임피던스는 $3\~7[Mrayl]$ 정도로 낮게 조정할 수 있었다. 또한 Pulse-echo법으로 음향 송수신특성을 측정한 길과, 단일의 PZT를 사용한 경우보다 높은 진폭과 넓은 대역폭이 측정되어 음향 특성이 우수한 것을 확인 할 수 있었다.

• Electrical & Electronic Materials
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• v.9 no.1
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• pp.24-29
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• 1996

A composite piezoelectric ceramic transducer is fabricated with three piezoelectric ceramic disk vibrators and two sheets of thin insulator. Its equivalent circuit is derived from the Mason's model of a thickness-driven piezoelectric vibrator. When the electric input near its fundamental resonance frequency is applied to the center vibrator and the output voltages across the left and the right vibrators are connected in series to the resistor loads, the load characteristics at resonance frequencies under the various resistor loads and the frequency characteristics near the resonance frequency without load are investigated. Furthermore, symbolic expressions for input impedances, voltage ratios, resonance frequencies, and bandwidths are derived. The data calculated from those symbolic expressions are agreed well with the measurement data.

• Electrical & Electronic Materials
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• v.2 no.1
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• pp.14-24
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• 1989

본 연구에서는 1-3형 PZT/Epoxy 압전복합재료를 제조하고 이에 대한 D-E 곡선, 펄스응답특성 및 유중발생전압특성 등을 조사하였다. 압전복합재료의 음향임피던스는 PZT체적비가 증가함에 따라 비례적으로 증가하였다. 그리고 펄스응답특성은 단일상 PZT의 특성에 비하여 아주 양호하게 나타났으며 PZT 체적비가 40% 이상에서는 펄스응답특성이 거의 일정하게 되었다. 유중에서의 발생전압은 PZT체적비, 시편두께 그리고 유중압력이 증가함에 따란 비례적으로 증가하였다. 이들의 결과는 초음파 트랜스듀서 제작에 좋은 자료가 될 것으로 생각한다.