• The Journal of the Acoustical Society of Korea
• /
• v.38 no.3
• /
• pp.256-265
• /
• 2019

Several types of cymbal transducers used for underwater detection have been studied. Representative types are Moonie, convex cymbal, and concave cymbal transducers. In this study, we analyzed the characteristics of these three types of transducers for underwater broadband projectors and compared them together. First, the influence of structural variables on the acoustic characteristics of the transducers was analyzed. Based on this, we derived the structure of each transducer type to have a specific center frequency and the maximum bandwidth. As a result of comparing the performance of the optimized transducers, the convex cymbal transducer turned out to be best in terms of both broad bandwidth and high power.

• Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
• /
• v.2 no.3
• /
• pp.194-199
• /
• 1996

평면 배열형 소나 센서에서는 트랜스듀서 상호간의 간섭효과들이 음을 방사하는 각각의 트랜스듀서 및 평면 배열의 빔패턴에 영향을 주게된다. 따라서 음향 방사출력의 계산은 소나용 트랜스듀서의 성능및 효율을 평가하는데 필수적이다. 음향 방사출력을 예측하기 위하여 무한 강성 배플에 고정된 수개의 트랜스듀서를 이론해석의 대상으로 설정하였다. 각 트랜스듀서는 자기방사 임피던스 및 상호방사 임피던스로 구성되어 있으며 이것의 총 방사 임피던스 및 음향반사 출력의 추출은 등가 전기회로 모델을 이용하였다. 이론및 수치해석의 결과에 근거하여 음향방사 출력은 각 트랜스듀서 상호간의 간섭의 양에 의존함을 보였으며 상호간섭에 의한 음향출력 손실은 25.05%에서 최고 51.52%정도임을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
• /
• 2000.05b
• /
• pp.287-290
• /
• 2000

본 연구에서는 압전세라믹스와 금속판으로 구성된 음향트랜스듀서를 모델로 설정하고, 원형평판으로부터 방사되는 내부음장과 트랜스듀서의 외부로 방사되는 음향특성을 수치 해석하였다. 음향트랜스듀서의 내부 유니트를 요소 분할하며 경계조건을 적용시키고, 유한요소법을 이용하여 내부의 음장 분포와 음압 변화량을 가시화하였다. 그리고 트랜스듀서 외부로 방사되는 음압은 가상경계면 외부를 요소분할한 후 다양한 주파수에서 음압 기울기와 등압선을 수치해석하였다.

• Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
• /
• spring
• /
• pp.373-376
• /
• 2000

기존의 Push-Pull 트랜스듀서보다 간단한 구조를 가지며 출력을 한층 더 높이기 위해서 실린더 중앙에 구동부를 둔 새로운 구조의 Push-Pull 트랜스듀서를 설계하고자 한다. 유한 요소 상용 Package인 ANSYS를 이용하여 트랜스듀서의 모델을 구성한 후, 분석 시 고려되어 지는 길이, 반경, Endcap Edge 형상에 대해 변수로 설정, 변수들의 변화에 대한 음압의 변화 경향을 조사하여 최대 음압을 구현하기 위한 최적 길이, 반경, Endcap Edge 형상을 설정하였다. Endcap의 형상이 수직, 삼각형 형태의 트랜스듀서에서 나타난 결과에서 힘의 전달이 Edge형상이 수직일 때보다는 삼각형일 때가 더 좋은 것을 볼 수가 있었다. 또한 기존의 트랜스듀서를 유한 요소로 설계를 하여서 분석을 하였고, 기존의 트랜스듀서와 비교해 본 결과, 최적 설계한 트랜스듀서가 구조적으로 더 단순한 구조임에도 불구하고 더 큰 음압을 구현할 수 있는 고출력 트랜스듀서라는 것을 입증하였다.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
• /
• v.36 no.1
• /
• pp.27-34
• /
• 2016

The type of ultrasound transducer used influences the quality of a reconstructed ultrasound image. This study analyzed the effect of transducer type on ultrasound computed tomography (UCT) image quality. The UCT was modeled in an ultrasound simulator by using a 5 cm anatomy model and a ring-shape 5 MHz 128 transducer array, which considered attenuation, refraction, and reflection. Speed-of-sound images were reconstructed by the Radon transform as the UCT image modality. Acoustic impedance images were also reconstructed by the delay-and-sum (DAS) method, which considered the speed of sound information. To determine the optimal combination of transducers in observation, point-source, flat, and focused transducers were tested in combination as trasmitters and receivers; UCT images were constructed from each combination. The combination of point-source/flat transducer as transmitting and receiving devices presented the best reconstructed image quality. In UCT implementation, the combination of a flat transducer for transmitting and a point transducer for receiving permitted acceptable image quality.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
• /
• v.33 no.2
• /
• pp.94-101
• /
• 2014

In this work, we present an underwater acoustic transducer with a cavity-type head mass to achieve a wide frequency bandwidth. We analyzed the effects of design variables on the transducer characteristics, and optimized the structure of the Tonpilz transducer based on the analysis results. Further, validity of the design was verified by manufacturing a prototype of the transducer and measuring its properties. The designed transducer had a far wider -6 dB fractional bandwidth which is 131 % than that of a single mode transducer, and the measured results were confirmed to be in good agreement with the analysis results.

• Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
• /
• spring
• /
• pp.353-356
• /
• 2002

심근 경색 및 뇌졸중 등 혈관과 관련된 질환들의 진단 및 치료의 목적으로 미세 크기의 원형 배열 초음파 트랜스듀서가 사용되고 있다. 원형 배열 초음파 트랜스듀서는 종래의 선형 배열 트랜스듀서에 비해 반경 방향의 입체적 진단을 가능케 하고 높은 감도 및 해상도를 구현할 수 있는 장점을 가진다. 본 연구에서는 이러한 원형 배열 초음파 트랜스듀서의 개발을 위하여, 유한요소법 및 이론적인 해석으로 트랜스 eb서의 방사특성을 분석함으로써 무지향성을 이루기 위한 트랜스듀서 내 진동자의 최적 규격을 설정하였다. 나아가 해석 결과에 따라 직경이 약 10mm정도가 되는 알루미나 $Al_2O_3$ 튜브에 32개의 진동자가 원형으로 배열된 트랜스 듀서 시작품의 제작 및 방사특성 측정 실험을 수행함으로써 설계 결과의 타당성을 검증하였다.

• Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
• /
• autumn
• /
• pp.357-358
• /
• 2004

생체 피부하 약 5mm이내 영역에 대한 고분해능의 B-모드 영상을 얻는 데 사용할 수 있는 축 방향 분해능 $30{\mu}m$ 이하인 VHF 대역 초음파 트랜스듀서로서 용융석영을 음향버퍼의 하여 그 양단에 송신용 2-2 composite와 수신용 P(VDF-TrFE)를 설치한 송수신 분리형의 집속 트랜스듀서의 구조를 새로이 제안하고, 그 전기적 음향적 특성을 시뮬레이션 하였다. 그 결과, 2-2 composite 투께 $18{\mu}m$와 P(VDF-TrFE) 두께 $12{\mu}m$의 트랜스듀서는 중심주파수 43.0MHz, 비대역 $74\%$이며, 삽입손실이 25dB인 비교적 우수한 트랜스듀서가 될 수 있음을 알았다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
• /
• v.15 no.1
• /
• pp.17-22
• /
• 1996

Planar array of acoustic transducer is normally used in a sonar system. Acoustic radiation makes beam pattern in underwater uses. The main source of the beam pattern is due to the transducer array. Therefore, estimation of the acoustic radiated power is necessary to predict the performance and efficiency of the transducer. As an example of the acoustic radiation power, nine acoustic transducers mounted to a rigid infinite baffle are considered in a theoretical model. Each piston's acoustic radiation consists of self- and mutual-radiation impedances. Total radiation impedances and acoustic radiation power of the transducers are extracted using on the theory of an equivalent electric circuit. The theoretical results reveal that acoustic radiation power of the transducer depends on the mutual coupling effects.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
• /
• v.39 no.3
• /
• pp.170-178
• /
• 2020

Cymbal transducers are often used as an array rather than single because they have a high quality factor and low energy conversion efficiency. When used as an array, there occurs a big change in the frequency characteristics of the array due to the interaction between constituent transducers. In this study, we designed the structure of a cymbal transducer array to have ultra-wideband characteristics using this property. First, cymbal transducers with specific center frequencies were designed. Then, a 2×2 planar array was constructed with the designed transducers, where the cymbal transducers were arranged to have same or opposite polarization directions. For this structure, we analyzed the effect of the difference in the center frequency of and the spacing between the constituent transducers on the acoustical characteristics of the array. Based on the analysis, we designed the structure of the cymbal transducer array to have the widest possible bandwidth.