• 제목/요약/키워드: 특성음향임피던스

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속도 분포 기반 단층촬영을 위한 최적의 트랜스듀서의 조합 (Transducer Combination for High-Quality Ultrasound Tomography Based on Speed of Sound Imaging)

  • 김영훈;박관규
    • 비파괴검사학회지
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    • 제36권1호
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    • pp.27-34
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    • 2016
  • 본 논문은 초음파를 이용한 단층촬영(ultrasound computed tomography, UCT)을 위해 사용되는 영상 복원 방식에서 실제 사용되는 초음파 트랜스듀서의 조합에 따른 영항을 다루었다. 촬영 대상의 속도 분포를 구하기 위해서 라돈 변환(radon transform)을 사용하였으며, 음향 임피던스의 영상화를 위하여, 시간지연(delay and sum)방식을 사용하였다. 음향 임피던스 영상의 경우 속도 분포 영상에 의해 보정하여 더 정확한 영상을 복원하였다. 매질의 특성에 따른 감쇠, 굴절 및 반사를 고려한 초음파 시뮬레이터로 128개의 환형 트랜스듀서 어레이를 구현하였으며, 5 MHz의 중심주파수로, 5 cm의 인체조직 영상을 구현하였다. 실제 구현을 위한 최적의 트랜스듀서 조합을 찾기 위해, 점 진원(point source), 평면 트랜스듀서(flat transducer), 집속 트랜스듀서(focused transducer)를 이용해서 속도 분포에 대한 영상과 음향 임피던스 영상을 구현하여 비교하였다. 또한 시뮬레이션 상에서는 송신 및 수신 트랜스듀서가 모두 점 트랜스듀서인 경우가 가장 좋은 결과를 보여주었으나, 실제 구현을 고려하면 송신은 평면 트랜스듀서가 수신은 점 트랜스듀서로 하는 조합이 가장 현실적으로 좋은 결과를 보여준다.

쐐기 꼭지각이 다른 무반향 타일의 음향특성 (Acoustical characteristics of anechoic tile with different wedge angles)

  • 김성기;이강일;윤석왕
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 2000년도 학술발표대회 논문집 제19권 2호
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    • pp.273-276
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    • 2000
  • 본 연구에서는 무반향 수조의 내벽 흡음 물질로 사용되는 무반향 타일을 쐐기형으로 제작하여 쐐기의 꼭지 각 변화에 따른 음향학적인 특성을 고찰하였다. 실험에서 사용된 쐐기형 무반향 타일의 크기는 $40{\cal}cm{\times}38.5{\cal}cm$ 이며, 타일을 구성하는 각 쐐기의 길이는 $2.75{\cal}cm$로 고정하고 각각 쐐기의 꼭지각이 $30^\circ$$60^\circ$ 인 타일을 제작하였다. 수중에서 쐐기가 없는 무반향 시료와 쐐기형 무반향 타일에 음파를 수직 입사하여 반사계수를 측정하였으며, 쐐기의 유무와 무반향 타일을 구성하는 쐐기의 꼭지각 변화에 따른 반사 및 흡음 특성을 고찰하였다. 음향특성 임피던스가 $2.14\times10^6$ Pa$\cdot$s/m인 쐐기형 무반향 타일을 25kHz 에서 100kHz의 주파수 영역의 음파를 입사했을 애 쐐기의 꼭지각이 $30^\circ$ 일 때 $60^\circ$보다 압력반사계수가 작고, 반사손실이 증가함을 알 수 있었으며, 그 결과로써 본 실험에서 사용된 $30^\circ$의 쐐기 꼭지각을 갖는 무반향 타일이 내벽 흡음 물질로서 성능이 더 좋다는 것을 확인하였다.

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광섬유 하이드로폰 배열의 수중음향 감지특성 연구 (Characteristics of Underwater Sound Detection of the Fiber Optic Hydrophone Array)

  • 이종길
    • 센서학회지
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    • 제8권2호
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    • pp.102-107
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    • 1999
  • 저주파용 광섬유 하이드로폰을 개발하기 위하여 본 논문에서는 2 채널을 가진 TDM 방식 광섬유 하이드로폰 배역을 구성하고 이를 수조에서 음향특성 실험을 수행하였다. 150m의 광섬유를 중공 원통형 맨드릴에 감아 광섬유 하이드로폰을 제작하였으며 저주파용임을 감안하여 맨드릴의 고유진동수를 10kHz이상에 위치하도록 설계하였다. 제작된 광섬유 하이드로폰은 수중과 음향 임피던스 정합을 이루기 위하여 폴리우레탄으로 몰딩 하였다. 음향 특성을 보기 위하여 TDM 방식의 불평형 간섭계를 구성하여 수조에서 3kHz의 연속파형을 신호입력으로 실험하였다. 실험 결과 제작된 TDM 방식의 광섬유 하이드로폰은 수중에서 3kHz의 음향 신호를 안정적으로 검출함을 확인하였다. 이는 향후 다채널을 가진 광섬유 하이드로폰 배열 개발에 응용 가능성이 기대된다.

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능동흡음재를 이용한 음파반사 제어기법 연구 (Study on Sound Reflection Control using an Active Sound Absorber)

  • 장우석;권대용
    • 한국음향학회지
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    • 제28권8호
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    • pp.806-814
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    • 2009
  • 이 논문은 능동흡음재를 이용한 수중음향반사파 상쇄에 관한 연구이다. 능동흡음재는 평판형 구동센서와 수신센서로 몰딩되고 외부 제어기와 연결된 구조로 되어있다. 이 두 층의 센서와 피드백제어기는 하나의 피드백 루프를 이루며, 이 루프의 특징은 외부로부터 인가되는 입사파에 대해 음향 임피던스가 자동적으로 정합되어, 자동적으로 반사파를 상쇄하는 특성을 가진다. 능동흡음재의 전기 구조 음향의 다중물리특성은 1차원 전달함수로 모델링 되고, 운용주파수 대역에서 입사파에 대한 반사파가 최소화 되도록 제어기의 전달함수가 설정된다. 능동형 흡음재는 수동형 흡음재의 두께에 비하여 현저히 얇은 두께를 가지며, 간단한 아날로그 회로 제어기만으로도 넓은 주파수 대역에서 우수한 흡음특성을 보인다.

투과손실 관내법 KS 규격화 연구 (A Study on the Transmission Loss Test with an Impedance Tube for KS)

  • 정성수;조문재;김용태
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 2004년도 춘계학술발표대회 논문집 제23권 1호
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    • pp.233-234
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    • 2004
  • 각종 재료의 음향투과손실을 간단히 비교 시험할 수 있는 관내법이 향후 국제규격으로 제정될 것에 대비하여 우선 KS 규격 제정을 목적으로 제반 특성평가를 수행하였다. 이를 위해 임피던스관을 제작하고, 관 벽을 따라 시편을 지나 마이크로폰 위치까지 전달되는 진동량, 무반사처리부의 흡음률 등 기본적인 특성을 살펴보았다. 최종적인 검증을 위해 몇 가지 시편에 대해 투과손실을 측정하고 이론적 해석에 의한 예측 값과 비교하였다.

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FASTRAC 연소기에서 음향공을 이용한 연소불안정 제어 사례 연구 (Case Study on Combustion Stabilization in FASTRAC combustor using Acoustic Cavities)

  • 김홍집;김성구
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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    • pp.16-23
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    • 2012
  • 연소시험을 통한 성공/실패 사례가 있는 FASTRAC 연소기에 대해, 효용성이 검증된 3차원 선형 음향해석을 수행하여 음향공의 물성치 변화에 따른 감쇠 특성을 파악하였다. 음향공의 동조주파수와 감쇠능력을 정량화하기 위해 acoustic impedance 개념을 도입하였다. 기하학적 형상이 주어진 상태에서, 음향공 내부의 음속 변화에 따라 최적의 동조가 가능한 음속을 파악하였다. 최적의 동조가 이루어지기 위한 음향공 내부의 음속 예측 방법을 제시하였다. 이를 통하여 여러 기하학적 형상을 가지는 음향공에 대하여 적용하여 감쇠능력을 정량화함으로써 연소안정성의 확보 여부에 대한 검토가 가능할 것이며, 안정성이 확보되지 못한 경우에 대해서는 그 이유를 명확하게 규명할 수 있을 것이다.

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금속와이어 흡음재의 흡음성능에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Absorption Performance of Steel-Wire Sound Absorbing Materials)

  • 서성원;용호택;이동훈
    • 설비공학논문집
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    • 제15권5호
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    • pp.413-421
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    • 2003
  • The acoustic performances of steel-wire sound absorbing materials with different thicknesses and bulk densities were investigated experimentally. The well-known two-cavity method was used to measure the characteristic impedance, propagation constant and absorption coefficient. The normal absorption coefficients measured by two-cavity method agreed well with those by the two-microphone impedance tube method. The experimental results showed that the magnitude of the absorption coefficient and the frequency range of the maximum absorption coefficient were controllable by changing the thickness and bulk density of the steel-wire. Therefore, the steel-wires obtained from the crushed tire chips could be used as a good absorbing material.

PVDF 극소형 수중 청음기의 제작 및 특성 평가 (Design and Fabrication of PVDF Miniature Hydrophone and its Characteristic Evaluation)

  • 현병국;이기욱;하강열;김무준;배종림
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 2000년도 하계학술발표대회 논문집 제19권 1호
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    • pp.381-384
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    • 2000
  • 초음파 음장의 상대적인 변화를 측정하는데 사용하기 위한 극소형 수중 청음기를 제작하고 그 특성을 평가하였다. 압전체로서는 PVDF(Poly Vinylidene Di Fluoride) 고분자막을 사용하였으며, 수신 특성을 향상시키기 위해 임피던스 변환회로를 부가하였다. 본 논문에서는 설계된 수중 청음기의 초음파 수신특성을 Mason 등가회로에 의해 이론적으로 평가한 결과 및 극소형 수중 청음기의 제작 방법, 그리고 제작한 청음기의 초음파 수신 특성에 대하여 보고한다.

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1-3형 압전복합체를 이용한 초음파 탐촉자 설계 및 시작품 제작 (Design of an Ultrasonic Transducer with 1-3 Mode Piezocomposites and Fabrication of its Prototype)

  • 한교훈;노용래
    • 한국음향학회지
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    • 제17권8호
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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.

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