• 제목/요약/키워드: 음향변환자

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부임피던스 변환회로를 이용한 두께 모드 압전 진동자의 특성제어 (Characteristics Control of a Thickness Mode Piezoelectric Vibrator Using a Negative Impedance Converter Circuit)

  • 황성필;김무준;하강열
    • 한국음향학회지
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    • 제21권7호
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    • pp.600-605
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    • 2002
  • 본 연구에서는 두께 모드 압전 진동자의 특성제어 부임피던스 변환 (NIC) 회로를 적용하였다. 두 개의 두께 모드 압전 진동자를 적층한 후, NIC 회로를 적용하여 입력 어드미턴스와 전기기계 변환효율을 측정한 결과를 시뮬레이션 결과와 비교하였다. 그 결과 NIC 회로에서 구현되는 부저항의 값에 따라 압전 진동자의 품질계수 및 전기음향 변환효율이 제어되었으며 NIC 회로를 적용한 경우에 품질계수는 약 20배, 전기음향 변환효율은 약 2.5배 정도 향상됨을 확인하였다.

과도탄성파에 대한 PZT 변환자의 응답특성 해석 (Analysis of the PZT trasducer's response for the transient elastic waves)

  • 배종성
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 1998년도 학술발표대회 논문집 제5권
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    • pp.9-12
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    • 1998
  • 공기경계층을 갖는 유리평판에서 힘의 크기가 10N이고 상승시간이 약 280ns 인 경사 점하중이 인가된 경우에 대하여 진앙점에서 입자 변위와 입자 속도를 계산하였다. 이론적으로 계산된 수직성분이 입자속도가 PZT변환자에 입사한다고 가정하여 PZT 변환자의 과도 응답특성을 Mason 등가회로와 격자점을 이용하여 계산하였다. 유리모세관의 파과시에 방출괴는 과도탄성파를 이용하여 유리평판의 진앙점에서 PZT 변환기의 응답을 조사하였고, 이론과 비교한 결과 상당히 일치하였다. 이를 이용하여 음향방출 시스템인 발생원, 전파매질, 변환자 및 신호분석시스템을 수학적으로 모형화할 수 있는 기초를 마련하였다.

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음향변환자 전면부 Housing에 의한 흡수손실에 관한 연구 (A Study on the Absorption Loss by Forward Housing of Transducer)

  • 최영호;장원실;김영일;오영석;박승수
    • 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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    • 한국마린엔지니어링학회 2006년도 전기학술대회논문집
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    • pp.197-198
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    • 2006
  • 선저탑재식 음향변환자는 돌출형에 한에 유체항력 및 유체유기소음을 감소시키기 위해 유선형 housing을 장착하고 있다. housing의 형상 및 재질에 따른 흡수손실(absorption loss)은 필연적으로 발생하게 되며, 정밀한 음향설계를 위해서는 이론해석 및 실험검증이 필수적이다. 본 연구는 해석기법으로는 BEM기법을 사용하였고, 실험검증은 음향수조에서 음원준위 측정법을 사용하여 수행하였으며, 해석 및 실험에서 유사한 결과를 도출하였다.

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1-3 압전 복합트랜스듀서의 성능 평가 (Performance Analysis of 1-3 Piezoelectric Composite Transducer)

  • 김우성
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 1998년도 학술발표대회 논문집 제17권 1호
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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.

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집속음향파를 이용한 고체특성 판별에 관한 연구 (A Study on the Distinction of Solid Characteristics Using Focused Acoustic Wave)

  • 문건
    • 한국통신학회논문지
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    • 제18권1호
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    • pp.92-99
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    • 1993
  • 본 연구에서는 3MHZ의 접속 음향변환자를 사용하여서 고체 샘플에서 반사되어 오는 음향파를 검출하는 시스템을 구성하였고, 이를 이용하여 음향 변환자의 촛점위치와 고체표면과의 거리(Z)에 따른 음향 반사신호의 특성곡선 V(Z)을 검출하였다. 여러가지 고체재료의 V(Z) 특성곡선을 실험에의해 검출한 결과 고체에따라 그들 고유의 V(Z)특성곡선 모양을 나타내고 있음을 보여 주었다. 본 연구에서는 V(Z)곡선을 분석하면 고체특성을 판별할 수 있음을 제시하였다.

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PVDF 다층막을 이용한 초음파 변환기의 제작 및 특성조사 (A Study on Manufacture and Properties of Ultrasonic Transducers made on Multi-layered PVDF Films)

  • 김정구;배종림
    • 한국음향학회지
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    • 제17권6호
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    • pp.23-28
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    • 1998
  • 고분자 압전 필름인 PVDF를 이용하여 단일막과 이층막의 초음파 변환기를 제작하 여 임펄스 응답특성을 이론식에서 계산하여 실험적으로 확인하여 보았다. 또한 RF 펄스를 이용하여 초음파 변환기의 다층막에 따른 주파수 특성을 조사하였다. 그 결과 임펄스 응답 특성은 이론식과 잘 일치하였으며, 단일막의 변환기가 이층막에 비하여 지속시간이 짧은 펄 스를 나타내었다. RF펄스에 대한 주파수특성은 이층막의 변환기가 단일막에 비하여 광대역 의 특성을 나타냄을 알 수 있었다.

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압전형 초음파 변환자의 성능 해석 시뮬레이션 및 실험 (Peformance Analysis of Piezoelectric Ultrasonic Transducers ; Simulation and Experiments)

  • 이종현;성굉모;이병호
    • 한국음향학회지
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    • 제4권3호
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    • pp.16-20
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    • 1985
  • 압전형 초음파 변환자의 특성을 압전체, matching layer, backing, 매질, tuning 및 구동 회로를 고려하여 해석하였다. 압전체는 KLM 모델을 이용하였고, 모델변수를 실험적으로 추정하여 시뮬레이션 에 대입하였다. 실험적인 RTIL은 면반사에 대한 pulse-echo를 측정하여 계산하였으며, 이론치와 비교할 때 20 dB 주파수 대역내에서 3 dB 이하의 오차가 관찰되었다.

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방사힘 측정법을 이용한 초음파 진단장치용 배열 탐침자의 음향파워 측정시스템 (Acoustic Power Measurement System of Array Probes for Ultrasonic Diagnostic Equipment Using Radiation Force Balance Methods)

  • 윤용현;조문재;김용태;이명호
    • 한국음향학회지
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    • 제29권6호
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    • pp.355-364
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    • 2010
  • 초음파 진단장치의 음향출력 특성은 전기음향 변환 장치인 배열 탐침자의 성능에 크게 영향을 받으며, 생물학적안전 측면에서 매우 중요하다. 본 논문에서는 초음파 진단장치용 배열 탐침자로부터 방사되는 음향파워를 소자별로 측정할 수 있는 자동화 시스템을 구성하였으며, 곡선형 탐침자의 경우 각 소자의 지향성이 측정에 미치는 영향을 확인하고 이를 보정하는 기법을 개발하였다. 선형, 위상형, 곡선형 배열 탐침자를 대상으로 음향파워 측정결과, 본 논문에서 제시하는 측정기법은 배열 탐침자의 음향파워 특성을 평가하는데 적합함을 확인하였다.

초음파 탐촉자의 성능 평가법 (Analysis of the Performance of Ultrasonic Transducers)

  • 노용래
    • 한국음향학회지
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    • 제10권6호
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    • pp.12-22
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    • 1991
  • 초음파 탐촉자 성능의 이론적 평가법을 개발해 이중소자 탐촉자에 적용하였다. 본 방법은 탐촉 자의 발신, 회절, 수신특성을 주파수, 시간 영역에서 평가할 수 있으며, 특히 시간영역에서는 통상 사용 하는 역푸리에 변환법에 의존하지 않고 음파의 투과, 반사 특성을 고려해 파형을 직접 구할 수 있다.

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초음파 트랜스듀서용 압전 진동자의 품질계수 제어 법 검토 (Investigation on Quality Factor Control Method of Piezoelectric Vibrator for Ultrasonic Transducer)

  • 고영인;김무준;하강열
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 2000년도 하계학술발표대회 논문집 제19권 1호
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    • pp.369-372
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    • 2000
  • PZT 세라믹 트랜스듀서와 같은 압전 세라믹 진동자를 사용하는데 있어서 품질계수(quality factor)를 제어할 수 있다는 것은 전기-기계 결합계수나 삽입손실 등을 개선 할 수 있으므로 매우 유용한 것이다 본 연구에서는 압전 진동자의 품질계수를 제어하는 방법으로써 압전 진동자의 제동용량과 저항성분을 전기적으로 상쇄시킬 수 있는 부임피던스 변환회로(negative impedance converter circuit)를 적용하였다. 그 결과 부임피던스 변환회로를 적용하지 않은 경우에 비해 압전 진동자의 품질계수가 수십 배정도 까지 제어됨을 실험으로 확인하였다.

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