• 비파괴검사학회지
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• 제29권5호
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• pp.479-484
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• 2009

세라믹스의 비파괴평가 기술은 산업분야에 응용하기 위한 세라믹스 신뢰성 개발에 있어서 필수적인 기술이다. 본 연구는 초음파 C-Scan 방식을 이용하여 SiC 세라믹스의 표면균열을 탐상하기 위한 실험적 연구 결과를 제시하고자 한다. 이를 위해 SDS-win과 $\mu$-SDS 두 종류의 초음파 장치와 25, 50 및 125 MHz의 초음파센서를 이용하여 세라믹스의 표면균열 탐상 가능성에 대해 실험적인 연구를 수행하였다. 본 연구 결과, 세라믹스의 표면미소균열은 결국 25 및 50 MHz 센스로 정밀하게 검출할 수 없었으나, 125 MHz 센서에 의한 집속법 탐상 결과 희미한 형상 정도를 검출할 수 있었으며, 비집속법의 경우는 비커스 압입자의 형상 검출이 가능함을 알 수 있었다. 따라서 본 연구를 통하여, 초음파 C-Scan 집속 및 비집속 방법은 미세균열의 탐상방식으로 어느 정도 접근 가능함을 실험적으로 확인하였다

• 비파괴검사학회지
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• 제29권4호
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• pp.338-343
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• 2009

토모그래피는 다중 빔을 이용하여 단면을 영상화하는 기법으로서 주로 의료진단 분야에서 인체의 단면 영상획득을 위해 응용되어지는 기법이다. 비파괴검사 분야에서도 단순한 시간영역 신호의 제시에서 탈피하여 검사자에게 영상을 제공함으로써 진단의 효율성을 높이고자 하는 추세이므로 이 기법은 많은 의미를 갖는다. 최근, 유도초음파를 이용한 평판 구조물의 진단 기법이 많은 주목을 받고 있어, 본 논문에서는 컴퓨터 기반 유도초음파 해석 기법과 토모그래피 영상화 기법을 기반으로 2차원 평판에 존재하는 결함 위치를 영상화하는 연구를 수행하였다. 이를 위해 경계요소법을 이용하여 판 구조물에 존재하는 결함이 유도초음파의 전파 양상에 미치는 영향을 해석하고 그 결과를 토모그래피 영상화 기법에 적용하여 평판의 결함 위치를 판별하고자 하였다. 그 결과, 토모그래피를 위해 사용되는 센서의 개수가 결함 검출 성능에 많은 영향을 미침을 확인할 수 있다.

• 비파괴검사학회지
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• 제29권4호
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• pp.293-298
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• 2009

본 연구에서는 나노 표면층의 특성 평가를 위해 원자현미경에 초음파 특성을 결합하여 초음파 원자 현미경을 개발하였다. 초음파 원자 현미경은 기존의 나노 표면층에 대한 토포그래프 이미지뿐만 아니라 국부적인 이종부분으로 이루어진 표면에서의 물리적 특성차이에 의한 표면의 탄성 특성 이미지를 얻을 수 있다. 본 연구에서는 프로토타입의 UAFM 장치를 구성하고 이를 몇몇 응용분야에 적용하였다. 구축한 프로토타입의 UAFM 시스템을 이용하여 증착 실리콘 박막층과 냉간 압조용 강의 구상화 그리고 탄소 섬유 강화 복합재료의 표면에 대한 탄성 이미지를 성공적으로 얻을 수 있었다.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제36권4호
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• pp.291-297
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• 2009

본 논문은 시각장애인들의 실외 보행 시 위험한 장애물을 탐지하여 진동으로 경고해주고, 필요에 따라 물체의 색상과 주변의 자기를 음성으로 알려주는 SmartWand 개발에 관한 것이다. 이 기기는 시각장애인들이 널리 사용하는 횐 지팡이에 쉽게 탈 부착할 수 있는 형태로 횐 지팡이로 감지할 수 없는 사각지대의 장애물을 초음파로 탐지하여 경고해주며, 컬러센서와 조도센서를 이용하여 물체의 색상과 주변의 밝기를 음성으로 알려주는 기능을 가지고 있다 SmartWand는 1, 2차 버전으로 개발되었는데, 2차 버전에서는 1차 버전의 사용성 평가 결과를 토대로 무게 및 크기를 줄여 실용성을 개선시켰으며, 가속도 센서를 통해 초음파 센서의 탐지 범위를 조정하여 시각장애인이 횐 지팡이의 타법을 행할 때 진행방향에 놓인 장애물만을 탐지할 수 있도록 하였다. 또한 지팡이로 땅을 칠 때의 충격으로 인한 초음파센서의 오동작을 제거하기 위한 필터를 사용하였다 이러한 기능들은 다양한 환경에서 실험을 통해 적절한 인자들을 결정하였다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.432-438
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• 2004

10 마이크로미터의 진폭을 갖는 28.4 KHz의 초음파 굽힘진동을 이용하여 초음파 진동판과 정지판 사이에서 다수의 소형 실린더 형태의 스티로폼를 진동판의 길이 방향으로 안정적으로 부양시켰다. 진동자와 정지판의 간격이 음향파장 (16.6 mm)의 1/2일 경우, 부양된 물체가 음향파장의 1/4 지점에서 안정적으로 부양되는 이유를 이론적으로 증명하였으며, 또한 실험적으로 검증하였다. 질량이 균형적으로 분포된 물체의 경우 부양시 고속으로 회전하게 되는데 이는 초음파 진동에 의해서 생성된 음향유동에 의한 것이다. 지름 1.8 mm, 길이 3 mm의 실린더 형태의 스티로폼의 경우 2400 rpm 으로 회전하는 것이 실험적으로 관찰되었다. 음향부양은 작은 세포나 혈액내의 구성체 혹은 미세 분진의 조작에 응용될 수 있다.

• 비파괴검사학회지
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• 제24권6호
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• pp.581-589
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• 2004

본 연구는 선행연구의 결과를 바탕으로 cMUT를 개발하여 그 특성을 분석하기 위하여 수행되었다. 미세 반도체 제작공정을 적용하여 cMUT를 제작하여 단면특성을 측정하여 분석하였다. 제작된 cMUT의 미소 진동 막의 변위를 측정할 수 있는 마이켈슨 위상변조 간섭계를 구성하여 측정결과와 이론적인 해석결과와 비교하였다. cMUT의 초음파 특성을 분석하기 위하여 송수신 시스템을 구성하였다 비접촉 방법으로 cMUT에 의해 발생되는 초음파 신호를 수신하여 수신파형의 특성을 분석한 결과 양호한 주파수 특성을 나타내었다. 본 연구에서 개발된 cMUT는 향후 비접촉식 초음파 응용분야에 다양하게 활용될 것으로 판단된다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2005년도 하계학술대회 논문집 Vol.6
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• pp.330-331
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• 2005

본 논문에서는 카메라폰용 광학중(Optical zooming) 과 자동초점조절장치 (Auto Focusing, AF)에 쓰일 초음파모터를 제작하였다. 초음파모터의제작 및 시뮬레이션은 유한요소해석 프로그램인 ATILA 5.2.1 (Magsoft co.)를 사용하여 디자인설계에 따른 구동특성을 고찰하였고 제작된 초음파모터는 한쪽 면이 없는 사작형의 탄성체를 제작하였으며 탄성체의 양쪽 다리에 각각 압전체를 부착하였다. 또한 압전세라믹의 조성은 $0.9Pb(Zr_{0.51}Ti_{0.49})O_3-0.1Pb(Mn_{1/3}Nb_{1/3}Sb_{1/3})O_3$의 조성으로 설계하였고 시편의 제조는 7-layer로 적층하였다. 제작된 압전세라믹의 치수는 6*2*0.35$mm^3$(길이*폭*두께)로 제작하였다 또한 탄성체의 외형치수는 10*10*2$mm^3$로 제작하였으며 두께를 각각 0.3[mm], 0.5[mm], 0.8[mm]으로 변화시키며 제작하였다. 두께가 0.8[mm]인경우 공진주파수는 60.5[kHz]를 나타내었으며 초음파모터의 압전세라믹에 인가전압이 증가함에 따라 회전속도와 모터에 흐르는 전류는 증가하였다. 인가전압이 40[Vpp] 일 때 회전속도는 206[rpm] 이며 소비전력은 0.3[W]로 제작된 시편은 카메라폰용 광학중 및 자동초점조절장치시스템 분야에 응용이 가능하다.

• 비파괴검사학회지
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• 제24권4호
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• pp.307-314
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• 2004

배관의 축방향 균열 검사를 위하여 원주 방향으로 진행하는 유도초음파 모드를 적용하였다. 배관의 곡률을 변수로 원주 유도초음파의 분산선도를 계산하였으며 이를 배관 검사에 적용하기 위하여 중수로 피더관의 곡관부 축방향 균열을 탐지에 적용하였다. 상대적으로 낮은 주파수에서는 Lamb 파 특성을 따르나 주파수가 증가함에 따라 평판의 경우, 즉 곡률이 무한대인 경우 첫 번째 $A_0$ 모드와 두 번째 $S_0$ 모드가 합쳐져서 Rayleigh 모드 형태로 변화한다. 한편 곡률을 가진 배관의 경우는 주파수가 증가하더라도 첫 번째 모드와 두 번째 모드가 합쳐지지 않았다. 이러한 해석을 기초로 하여 배관의 일종인 중수로 피더관 곡관부 축방향 결함을 탐지하기 위하여 사각 탐촉자를 사용하여 Rocking 원주 유도초음파 기법을 적용하였다. 원주 방향으로 유도파를 진행시키면서 인공 결함으로부터의 수집된 신호를 분석하여 진동 모드를 확인하였으며 두께 대비 10% 깊이의 notch도 검출할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제20권2호
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• pp.130-137
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• 2000

대표적인 비파괴 평가 기술들 중의 하나인 초음파응용 기술은 각종 구조물에 존재하는 내부결함에 의한 산란신호를 통해 건전성을 평가하는 기법이므로 결함의 신뢰성 높은 정량적 평가를 위해서는 결함으로부터의 초음파 산란신호특성에 대한 기본적 이해가 필수적이며 따라서 이를 위한 모델링 수치해석 연구가 요구된다. 모델링 기법들은 비파괴 평가기술에 있어서 중요한 역할을 하고 있고 많은 모델링 기법들이 결함의 탄성파 산란문제를 해석하기 위하여 사용되어 오고 있다. 본 연구에서는 다양한 수치기법들 중 탄성파 산란문제 해석에 있어 많은 장점을 가지고 있는 동탄성 경계요소법에 대하여 자세히 소개하고, 응용 예로서 경계요소법을 이용한 기공결함의 수평횡파 산란장 해석과 표면균열의 표면파 산란장 해석을 소개한다.

• 한국음향학회지
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• 제35권6호
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• pp.445-451
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• 2016

나노기술의 실제적인 응용을 위해 응집되지 않은 나노입자 상태를 얻는 것이 매우 중요하다. 나노입자를 사용하는 제품의 기능성을 향상시키기 위해, 그들의 합성 과정에서 입자 크기 분포의 더 정밀한 제어가 요구된다. 그러나 합성된 나노입자들은 물리적 혹은 화학적인 이유로 응집되기 쉬워 나노입자의 고유한 특성이 가려져 실제적인 응용에 있어서 문제를 일으킨다. 본 연구는 단분산된 나노입자만을 분리하기 위하여 초음파 무화 효과에 의한 무화입자를 분리장으로 사용한 나노입자 분리방법을 제안하였다. 0.002 wt. %의 농도를 갖는 $TiO_2$ 나노입자 현탁액을 무화시켜 분리포집된 현탁액에 포합된 나노입자들의 입도분포를 측정하였다. 그 결과들로부터 제안된 방법을 이용하여 단분산 입자의 분리 포집이 가능함을 확인 할 수 있다.